CN112381442B - 一种基于人工智能技术的校园安全信息化管理系统 - Google Patents

一种基于人工智能技术的校园安全信息化管理系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于人工智能技术的校园安全信息化管理系统，包括常电监控单元、常规分析单元、数据关联单元、自搜集单元、基础数据库、处理器、显示单元、存储单元、进确认单元、封启分析单元、默监控单元、自返回单元和智能设备组；本发明通过常规监控单元获取到对应宿舍的用电数据，之后利用常规分析单元进行数据积累和相关的数据分析，得到每一个宿舍对应的安全范围，即为正常在寝室内没人时，实时用电量的波动范围，当超过该安全范围时，即会将该宿舍标记为异常宿舍。

Description

一种基于人工智能技术的校园安全信息化管理系统
技术领域
本发明属于安全管理领域，涉及校园安全防控技术，具体是一种基于人工智能技术的校园安全信息化管理系统。
背景技术
公开号为CN106097198A的专利公开了一种校园安全信息互动管理平台装置、系统和方法，通过设置立式采集终端、智能道闸、便携采集终端和分布在校园各处的摄像头，从学生踏上校车开始进行监控，进入校门，上课，出校门，均可进行监控，即使家长不在身边也可以随时监控孩子的表现，安全性能高，特别是设置有家长接送安全接送系统，确保孩子不被陌生人接走，除此之外，家长可以与老师和学校进行互动，更好地了解孩子在学校的表现，及时发现孩子的问题，并与老师商定解决方案，且提供的论坛平台，还方便让家长与家长，家长与老师之间进行一个互动，相互交流学习。
但是，针对当前的校园安全，用电安全始终是一个大问题，因为使用较大功率电器，或者在宿舍没人时部分电器还在使用，导致起火的事故也有发生，严重的危害了人民的生命财产安全；为了解决这一技术缺陷，现提供一种解决方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于人工智能技术的校园安全信息化管理系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种基于人工智能技术的校园安全信息化管理系统，包括常电监控单元、常规分析单元、数据关联单元、自搜集单元、基础数据库、处理器、显示单元、存储单元、进确认单元、封启分析单元、默监控单元、自返回单元和智能设备组；
其中，所述常电监控单元用于获取所有的学生宿舍的用电信息，用电信息包括实时用电量及其对应宿舍信息，宿舍信息包括宿舍号、所住人员及所住人员对应的课程信息和调整信息，课程信息具体为对应所住人员的课程安排，调整信息为学生的课时调整计划或者放假情况；所述常电监控单元用于将用电信息传输到常规分析单元，所述常规分析单元接收常电监控单元传输的用电信息并对其进行实时解析操作，得到所有宿舍对应的安全区间组；
所述常规分析单元用于将所有宿舍及其对应的安全区间组传输到基础数据库进行实时存储；所述常电监控单元还用于获取所有宿舍的即时用电量，并将其传输到数据关联单元，数据关联单元用于结合自搜集单元和基础数据库对即时用电量进行异常分析，具体异常分析步骤为：
SS1：获取到所有宿舍的即时用电量；
SS2：任选一宿舍，获取到其对应的即时用电量；
SS3：借助基础数据库获取到该宿舍对应的安全区间；当即时用电量不处于该安全区间时，产生预备信号；
SS4：自动借助自搜集单元获取到该宿舍所有学生的课程表，当所有学生均有课程安排且无请假情况时，自动产生异常信号；
SS5：任选下一宿舍，重复步骤SS2-SS5，得到所有的产生异常信号的宿舍，将其标记为异常宿舍。
进一步地，实时解析操作具体步骤为：
步骤一：从初始时刻起，每间隔T1时间自动获取一次所有宿舍的实时用电量，得到实时信息组，实时信息组包括时间点及其对应的实时用电量；
步骤二：任选一宿舍；
步骤三：获取到用电信息内的实时用电量，对实时用电量进行范值分析，得到视为基值Sj和最终上限值构成的安全区间；
步骤四：分析结束，得到对应宿舍的安全区间；
步骤五：任选下一宿舍，重复步骤三到五，得到所有宿舍对应的安全区间组。
进一步地，步骤三中的范值分析的具体步骤为：
S1：获取到实时信息组；
S2：根据实时信息组内的时间点；自动获取该宿舍无人时段，从当下时间往前推X1天的实时用电量；X1为管理人员预设值；无人时段具体指代为对应该宿舍的所住人员均处于有课状态，不能停留在宿舍；
S3：将X1天无人时段的实时用电量进行单独获取，标记为Dij，i=1...n，j=1...X1；其中n为正整数，Dij表示为第j天的第i个时刻的实时用电量；
S4：令j=1，获取到对应第1天的所有无人时段的实时用电量Di1；
S5：对Di1进行下一步的剔除融算；
S6：对Di1进行i=1...n的求和，之后对其求均值将得到的结果标记为单和值Hd；
S7：利用公式进行筛选，当|Di1-Hd|≥X2，其中X2为预设值；将满足该条件的Di1全部去除，得到留存用电量；
S8：对留存用电量进行求均值，将该均值标记为单代值P1；
S9：令j=j+1，重复步骤S4-S9，直到j=X1，得到X1个单代值Pj，j=1...X1；
S10：取Pj的平均值；将其标记为视为基值Sj；
S11：以基值为基础，建立若干个上限值依次增加的增长区间，从第一个增长区间开始，每个增长区间的上限值为依次增长X3，即为视为基值Sj加上X3的整数倍；下限值保持为视为基值Sj；X3为预设值；
S12：调取全部的X1天无人时段的实时用电量Dij，自动计算位于对应不同增长区间的的实时用电量个数占总个数的比例；
S13：从第一个增长区间开始进行依次选取，直到对应的实时用电量个数占总个数的比例超过X4，X4为预设值；将最高的上限值标记为最终上限值；
S14：视为基值Sj和最终上限值构成了安全区间。
进一步地，所述数据关联单元用于将异常宿舍传输到处理器，所述处理器接收数据关联单元传输的异常宿舍，并将其传输到进确认单元，所述进确认单元为随机设置在寝室内若干温度传感器，当监测到任意温度传感器检测到的温度值上升超过X5度时，自动产生确认信号，对应该将宿舍标记为异常宿舍，其中X5为管理人员预设数值；所述进确认单元用于将异常宿舍传输到封启分析单元，所述封启分析单元包括设置在所有宿舍的人员测定装置，主要用于测定剩余人员，测定方式如下：
S01：包括设置在宿舍门外地板下的第一压力传感器，设置于宿舍门内地板下的第二压力传感器，和设置在门缝间的第三压力传感器；
S02：当第一压力传感器检测到压力上升之后，之后第三压力传感器检测到的压力减小到指定值，相较于第一压力传感器压力上升之后的第一预设时间内，若第二压力传感器检测到的压力上升到指定值以上时，此时表示宿舍进人，宿舍人数加一；此处，第三压力传感器检测到的压力值若始终低于指定值，表示门未关，此时不计第三压力传感器这一步骤直接进行判定；
S03：若检测到最后第二压力传感器检测到的压力上升到指定值以上，之后第三压力传感器检测到的压力减小到指定值，之后第一压力传感器检测到压力上升之后，表示宿舍有人出去，宿舍人数减一；此处，第三压力传感器检测到的压力值若始终低于指定值，表示门未关，此时不计第三压力传感器这一步骤直接进行判定；
S04：得到宿舍人数；
S05：当产生异常宿舍时，若对应宿舍人数大于零，则此时仅仅通过蜂鸣器发出警报；
S06：否则产生开启信号。
进一步地，所述封启分析单元用于将开启信号传输到默监控单元，默监控单元为设置在宿舍内的摄像头，所述默监控单元仅仅在接收到开启信号时会打开宿舍的摄像头，进行宿舍实时视频影像获取，并将实时视频影像传输到自返回单元，所述自返回单元自动判定对应实时视频影像的宿舍为男生宿舍或女生宿舍，当为男生宿舍时，则自动将实时视频影像传输到对应预设的男管理人员的智能设备一上，智能设备一为手机；否则将实时视频影像传输到对应预设的女管理人员的智能设备二上，智能设备二为手机，智能设备一和智能设备二构成智能设备组。
进一步地，所述进确认单元用于将异常宿舍返回到处理器，所述处理器用于将异常宿舍传输到显示单元进行实时显示；
所述处理器用于将异常宿舍打上时间戳形成异常记录，并传输到存储单元进行实时存储。
本发明的有益效果：
本发明通过常规监控单元获取到对应宿舍的用电数据，之后利用常规分析单元进行数据积累和相关的数据分析，得到每一个宿舍对应的安全范围，即为正常在寝室内没人时，实时用电量的波动范围，当超过该安全范围时，即会将该宿舍标记为异常宿舍；
之后通过启动进确认单元，通过检查寝室内的温度变化来确认情况，之后根据变化情况来确认对应寝室出现问题的概率；当判定确实存在温度异常升高时，会自动通过封启分析单元分析室内是否存在人员，当存在人员时，则仅仅只会通过鸣笛的方式提醒该室内人员注意；否则则会对应启动默监控单元，并根据具体宿舍，选择不同的工作人员来处理。本发明简单有效，且易于实用。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的系统框图。
具体实施方式
如图1所示，一种基于人工智能技术的校园安全信息化管理系统，包括常电监控单元、常规分析单元、数据关联单元、自搜集单元、基础数据库、处理器、显示单元、存储单元、进确认单元、封启分析单元、默监控单元、自返回单元和智能设备组；
其中，所述常电监控单元用于获取所有的学生宿舍的用电信息，用电信息包括实时用电量及其对应宿舍信息，宿舍信息包括宿舍号、所住人员及所住人员对应的课程信息和调整信息，课程信息具体为对应所住人员的课程安排，调整信息为学生的课时调整计划或者放假情况；所述常电监控单元用于将用电信息传输到常规分析单元，所述常规分析单元接收常电监控单元传输的用电信息并对其进行实时解析操作，实时解析操作具体步骤为：
步骤一：从初始时刻起，每间隔T1时间自动获取一次所有宿舍的实时用电量，得到实时信息组，实时信息组包括时间点及其对应的实时用电量；
步骤二：任选一宿舍；
步骤三：获取到用电信息内的实时用电量，对实时用电量进行范值分析，范值分析的具体步骤为：
S1：获取到实时信息组；
S2：根据实时信息组内的时间点；自动获取该宿舍无人时段，从当下时间往前推X1天的实时用电量；X1为管理人员预设值，具体在取值时可视情况而定，此处可具体取值为7天；无人时段具体指代为对应该宿舍的所住人员均处于有课状态，不能停留在宿舍；
S3：将X1天无人时段的实时用电量进行单独获取，标记为Dij，i=1...n，j=1...X1；其中n为正整数，Dij表示为第j天的第i个时刻的实时用电量；
S4：令j=1，获取到对应第1天的所有无人时段的实时用电量Di1；
S5：对Di1进行下一步的剔除融算；
S6：对Di1进行i=1...n的求和，之后对其求均值将得到的结果标记为单和值Hd；
S7：利用公式进行筛选，当|Di1-Hd|≥X2，其中X2为预设值；将满足该条件的Di1全部去除，得到留存用电量；
S8：对留存用电量进行求均值，将该均值标记为单代值P1；
S9：令j=j+1，重复步骤S4-S9，直到j=X1，得到X1个单代值Pj，j=1...X1；
S10：取Pj的平均值；将其标记为视为基值Sj；
S11：以基值为基础，建立若干个上限值依次增加的增长区间，从第一个增长区间开始，每个增长区间的上限值为依次增长X3，即为视为基值Sj加上X3的整数倍；下限值保持为视为基值Sj；X3为预设值；
S12：调取全部的X1天无人时段的实时用电量Dij，自动计算位于对应不同增长区间的的实时用电量个数占总个数的比例；
S13：从第一个增长区间开始进行依次选取，直到对应的实时用电量个数占总个数的比例超过X4，X4为预设值；将最高的上限值标记为最终上限值；
S14：视为基值Sj和最终上限值构成了安全区间；
步骤四：分析结束，得到对应宿舍的安全区间；
步骤五：任选下一宿舍，重复步骤三到五，得到所有宿舍对应的安全区间组；
所述常规分析单元用于将所有宿舍及其对应的安全区间组传输到基础数据库进行实时存储；所述常电监控单元还用于获取所有宿舍的即时用电量，并将其传输到数据关联单元，数据关联单元用于结合自搜集单元和基础数据库对即时用电量进行异常分析，具体异常分析步骤为：
SS1：获取到所有宿舍的即时用电量；
SS2：任选一宿舍，获取到其对应的即时用电量；
SS3：借助基础数据库获取到该宿舍对应的安全区间；当即时用电量不处于该安全区间时，产生预备信号；
SS4：自动借助自搜集单元获取到该宿舍所有学生的课程表，当所有学生均有课程安排且无请假情况时，自动产生异常信号；
SS5：任选下一宿舍，重复步骤SS2-SS5，得到所有的产生异常信号的宿舍，将其标记为异常宿舍；
所述数据关联单元用于将异常宿舍传输到处理器，所述处理器接收数据关联单元传输的异常宿舍，并将其传输到进确认单元，所述进确认单元为随机设置在寝室内若干温度传感器，当监测到任意温度传感器检测到的温度值上升超过X5度时，自动产生确认信号，对应该将宿舍标记为异常宿舍，其中X5为管理人员预设数值；所述进确认单元用于将异常宿舍传输到封启分析单元，所述封启分析单元包括设置在所有宿舍的人员测定装置，主要用于测定剩余人员，测定方式如下：
S01：包括设置在宿舍门外地板下的第一压力传感器，设置于宿舍门内地板下的第二压力传感器，和设置在门缝间的第三压力传感器；
S02：当第一压力传感器检测到压力上升之后，之后第三压力传感器检测到的压力减小到指定值，相较于第一压力传感器压力上升之后的第一预设时间内，若第二压力传感器检测到的压力上升到指定值以上时，此时表示宿舍进人，宿舍人数加一；此处，第三压力传感器检测到的压力值若始终低于指定值，表示门未关，此时不计第三压力传感器这一步骤直接进行判定；
S03：若检测到最后第二压力传感器检测到的压力上升到指定值以上，之后第三压力传感器检测到的压力减小到指定值，之后第一压力传感器检测到压力上升之后，表示宿舍有人出去，宿舍人数减一；此处，第三压力传感器检测到的压力值若始终低于指定值，表示门未关，此时不计第三压力传感器这一步骤直接进行判定；
S04：得到宿舍人数；
S05：当产生异常宿舍时，若对应宿舍人数大于零，则此时仅仅通过蜂鸣器发出警报；
S06：否则产生开启信号；
所述封启分析单元用于将开启信号传输到默监控单元，默监控单元为设置在宿舍内的摄像头，所述默监控单元仅仅在接收到开启信号时会打开宿舍的摄像头，进行宿舍实时视频影像获取，并将实时视频影像传输到自返回单元，所述自返回单元自动判定对应实时视频影像的宿舍为男生宿舍或女生宿舍，当为男生宿舍时，则自动将实时视频影像传输到对应预设的男管理人员的智能设备一上，智能设备一为手机；否则将实时视频影像传输到对应预设的女管理人员的智能设备二上，智能设备二为手机，智能设备一和智能设备二构成智能设备组；提醒不同工作人员注意异常宿舍，主动排除危险情况。
所述进确认单元用于将异常宿舍返回到处理器，所述处理器用于将异常宿舍传输到显示单元进行实时显示；
所述处理器用于将异常宿舍打上时间戳形成异常记录，并传输到存储单元进行实时存储。
一种基于人工智能技术的校园安全信息化管理系统，在工作时，首先通过常规监控单元获取到对应宿舍的用电数据，之后利用常规分析单元进行数据积累和相关的数据分析，得到每一个宿舍对应的安全范围，即为正常在寝室内没人时，实时用电量的波动范围，当超过该安全范围时，即会将该宿舍标记为异常宿舍；
之后通过启动进确认单元，通过检查寝室内的温度变化来确认情况，之后根据变化情况来确认对应寝室出现问题的概率；当判定确实存在温度异常升高时，会自动通过封启分析单元分析室内是否存在人员，当存在人员时，则仅仅只会通过鸣笛的方式提醒该室内人员注意；否则则会对应启动默监控单元，并根据具体宿舍，选择不同的工作人员来处理。本发明简单有效，且易于实用。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种基于人工智能技术的校园安全信息化管理系统，其特征在于，包括常电监控单元、常规分析单元、数据关联单元、自搜集单元、基础数据库、处理器、显示单元、存储单元、进确认单元、封启分析单元、默监控单元、自返回单元和智能设备组；
其中，所述常电监控单元用于获取所有的学生宿舍的用电信息，用电信息包括实时用电量及其对应宿舍信息，宿舍信息包括宿舍号、所住人员及所住人员对应的课程信息和调整信息，课程信息具体为对应所住人员的课程安排，调整信息为学生的课时调整计划或者放假情况；所述常电监控单元用于将用电信息传输到常规分析单元，所述常规分析单元接收常电监控单元传输的用电信息并对其进行实时解析操作，得到所有宿舍对应的安全区间组；
所述常规分析单元用于将所有宿舍及其对应的安全区间组传输到基础数据库进行实时存储；所述常电监控单元还用于获取所有宿舍的即时用电量，并将其传输到数据关联单元，数据关联单元用于结合自搜集单元和基础数据库对即时用电量进行异常分析，具体异常分析步骤为：
SS1：获取到所有宿舍的即时用电量；
SS2：任选一宿舍，获取到其对应的即时用电量；
SS3：借助基础数据库获取到该宿舍对应的安全区间；当即时用电量不处于该安全区间时，产生预备信号；
SS4：自动借助自搜集单元获取到该宿舍所有学生的课程表，当所有学生均有课程安排且无请假情况时，自动产生异常信号；
SS5：任选下一宿舍，重复步骤SS2-SS5，得到所有的产生异常信号的宿舍，将其标记为异常宿舍；
实时解析操作具体步骤为：
步骤一：从初始时刻起，每间隔T1时间自动获取一次所有宿舍的实时用电量，得到实时信息组，实时信息组包括时间点及其对应的实时用电量；
步骤二：任选一宿舍；
步骤三：获取到用电信息内的实时用电量，对实时用电量进行范值分析，得到视为基值Sj和最终上限值构成的安全区间；
步骤四：分析结束，得到对应宿舍的安全区间；
步骤五：任选下一宿舍，重复步骤三到五，得到所有宿舍对应的安全区间组；
步骤三中的范值分析的具体步骤为：
S1：获取到实时信息组；
S2：根据实时信息组内的时间点；自动获取该宿舍无人时段，从当下时间往前推X1天的实时用电量；X1为管理人员预设值；无人时段具体指代为对应该宿舍的所住人员均处于有课状态，不能停留在宿舍；
S3：将X1天无人时段的实时用电量进行单独获取，标记为Dij，i=1...n，j=1...X1；其中n为正整数，Dij表示为第j天的第i个时刻的实时用电量；
S4：令j=1，获取到对应第1天的所有无人时段的实时用电量Di1；
S5：对Di1进行下一步的剔除融算；
S6：对Di1进行i=1...n的求和，之后对其求均值将得到的结果标记为单和值Hd；
S7：利用公式进行筛选，当|Di1-Hd|≥X2，其中X2为预设值；将满足该条件的Di1全部去除，得到留存用电量；
S8：对留存用电量进行求均值，将该均值标记为单代值P1；
S9：令j=j+1，重复步骤S4-S9，直到j=X1，得到X1个单代值Pj，j=1...X1；
S10：取Pj的平均值；将其标记为视为基值Sj；
S11：以基值为基础，建立若干个上限值依次增加的增长区间，从第一个增长区间开始，每个增长区间的上限值为依次增长X3，即为视为基值Sj加上X3的整数倍；下限值保持为视为基值Sj；X3为预设值；
S12：调取全部的X1天无人时段的实时用电量Dij，自动计算位于对应不同增长区间的的实时用电量个数占总个数的比例；
S13：从第一个增长区间开始进行依次选取，直到对应的实时用电量个数占总个数的比例超过X4，X4为预设值；将最高的上限值标记为最终上限值；
S14：视为基值Sj和最终上限值构成了安全区间；
所述数据关联单元用于将异常宿舍传输到处理器，所述处理器接收数据关联单元传输的异常宿舍，并将其传输到进确认单元，所述进确认单元为随机设置在寝室内若干温度传感器，当监测到任意温度传感器检测到的温度值上升超过X5度时，自动产生确认信号，对应将该 宿舍标记为异常宿舍，其中X5为管理人员预设数值；所述进确认单元用于将异常宿舍传输到封启分析单元，所述封启分析单元包括设置在所有宿舍的人员测定装置，主要用于测定剩余人员，测定方式如下：
S01：包括设置在宿舍门外地板下的第一压力传感器，设置于宿舍门内地板下的第二压力传感器，和设置在门缝间的第三压力传感器；
S02：当第一压力传感器检测到压力上升之后，之后第三压力传感器检测到的压力减小到指定值，相较于第一压力传感器压力上升之后的第一预设时间内，若第二压力传感器检测到的压力上升到指定值以上时，此时表示宿舍进人，宿舍人数加一；此处，第三压力传感器检测到的压力值若始终低于指定值，表示门未关，此时不计第三压力传感器这一步骤直接进行判定；
S03：若检测到最后第二压力传感器检测到的压力上升到指定值以上，之后第三压力传感器检测到的压力减小到指定值，之后第一压力传感器检测到压力上升之后，表示宿舍有人出去，宿舍人数减一；此处，第三压力传感器检测到的压力值若始终低于指定值，表示门未关，此时不计第三压力传感器这一步骤直接进行判定；
S04：得到宿舍人数；
S05：当产生异常宿舍时，若对应宿舍人数大于零，则此时仅仅通过蜂鸣器发出警报；
S06：否则产生开启信号；
所述封启分析单元用于将开启信号传输到默监控单元，默监控单元为设置在宿舍内的摄像头，所述默监控单元仅仅在接收到开启信号时会打开宿舍的摄像头，进行宿舍实时视频影像获取，并将实时视频影像传输到自返回单元，所述自返回单元自动判定对应实时视频影像的宿舍为男生宿舍或女生宿舍，当为男生宿舍时，则自动将实时视频影像传输到对应预设的男管理人员的智能设备一上，智能设备一为手机；否则将实时视频影像传输到对应预设的女管理人员的智能设备二上，智能设备二为手机，智能设备一和智能设备二构成智能设备组；
所述进确认单元用于将异常宿舍返回到处理器，所述处理器用于将异常宿舍传输到显示单元进行实时显示；
所述处理器用于将异常宿舍打上时间戳形成异常记录，并传输到存储单元进行实时存储。
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