论文部分内容阅读
摘 要：本文首先介绍了校园安防系统的现状，分析了现代校园安防系统校园安全监控、考场秩序监控、实现网络教学三大功能。提出了该系统存在的一个问题，即目前绝大部分的安防系统无实时报警功能，恶性事件一旦发生，安防人员不能在第一时间赶到现场处理或控制事态发展，导致事件更加恶化。然后根据分析提出了解决这一问题的方法，即设计一种校园事故定位报警系统，真正实现校园安防“防”的功能。并详细剖析了这一系统的设计方案。
关键词：安全；报警；单片机；校园；方案
中图分类号：U495 文献标识码：A 文章编号：1009-0118（2012）-01-0-02
一、现代校园安防系统概述
（一）校园安全监控
校园安全监控是现代校园网络视频监控系统的最重要功能。它包括视频记录和异常报警两个部分。系统采用运动探测技术，通过前端高清摄象机能将进入监视区域的活动目标清晰的记录下来，并将画面展示在监控室的大屏幕上。同时，通过学校的局域网，管理人员可以观察到这些场景，即使是在下班或者出差在外，也可以通过远程网络观察，实时了解学校动态。记录的数据连带有日期和时间信息，为事后检索提供了方便。
（二）考场秩序监控
校园网络视频监控系统除了具有校园安全监控功能外，还附带了考场秩序监控功能。近年来考试舞弊现象不断发生，特别是一些大型的全国性统考，比如高考、国家英语等级考试、公务员考试等，每年都有舞弊的相关报道，在社会上造成很坏的影响。鉴于考试舞弊现象的严重危害，必须采用可靠的方法把舞弊过程记录下来，取得有效的证据，从而遏制舞弊现象的发生。利用视频监控系统，可以对考场的多个考点进行有效的监控，并进行实时录像，系统采用数字化音、视频技术，比起电视监控系统拥有更好的稳定性和图像质量，能作为有效的考场作弊证据加以保存。
（三）实现网络教学
目前校园的视频监控系统除了具有以上两种功能外，还附加网络教学功能。对示范性的教学课堂、特色的教学手段等通过直播和录象转播两种形式在校园视频网络中呈现出来。学生、教师可以方便的通过宽带网络查看整个教学过程，大大丰富了教学资源，提高了教学效果。
目前，典型的校园监控系统各部分布局图如图1、图2、图3所示。
目前，尽管许多校园已经安装了先进的安全视频监控系统，但近段时间以来，全国各地校园恶性伤害事件仍然频发，先进的安防设施形同虚设。有关人事分析指出，虽然安防系统可以实现监控管理功能，对事件经过的记录也大大提高了事件处理的效率。但目前绝大部分的安防系统无实时报警功能，恶性事件一旦发生，安防人员不能在第一时间赶到现场处理或控制事态发展，导致事件更加恶化。因此，要进一步提高校园安全，必须完善现有安防系统，使之真正体现“防”的功能。
本文较详细阐述了一种能在第一时间方便快捷的完成报警过程，并配合视频监控系统实时记录事件过程的校园报警系统的设计方案。当突发恶性事件发生时，每位在场人员都可以通过报警系统向安保室发出报警信号，安保室根据报警系统显示的详细事发地点，第一时间赶到现场，控制或消除恶性事件的发展。
二、系统设计方案阐述
报警系统总体设计要求：必须具备方便快捷的实时报警功能，恶性事件一旦发生，在场所有人员都能在第一时间发出报警信号；必须具有详细报警地点显示功能，安保室收到报警信号后，能立刻明确报警地点；具有语音通信功能，报警点和安保室之间能够及时的交换信息，方便安保室制定正确的处理方案；实时配合已有视频监控系统，记录事件发生整个过程，使安保室第一时间了解现场情况。系统主机电路结构见图4，分机电路结构见图5。
具体技术方案如下：
（一）用单片机作为主控元件设计一个报警系统总机和若干报警系统分机。报警系统总机实时轮流监测各分机的报警情况和工作情况。无报警信号时，总机显示“NO PROBLEM”，一旦有报警信号传来，总机立刻显示详细报警地点，如“1-201”，表示1号楼201室所在报警子机发出了报警信号，在显示同时，拉响报警铃声，总机没有作任何处理之前，报警铃声一直响，显示也一直存在；当按下总机的“应答”按钮后，报警铃声停止，但地址依然显示，只有当按下总机“复位”按钮后，显示器才回到初始状态。
报警器分机分布在各个教室和宿舍，通过外露的按钮接受报警，当按钮被按下的时候，向总机发出报警信号，并拉响本地警报铃声，在总机没有回复“收到应答”信号前，一直报警，一直发送报警信号。只有收到总机发来的“收到应答”信号后，报警停止。
（二）总机和子机之间实现语音通信功能。为使总控室能够详细了解报警现场情况，总机和子机之间必须设计一个语音通信系统，当报警按钮被按下时，子机一方面向总机发出报警信号，同时，还向总机发出语音通信请求。当总机的“应答”按钮被按下后，本地报警铃声停止的同时语音通话被打开。
（三）視频监控设计。为更好的保护现场，真实记录事件经过，本系统考虑了视频监控的设计。考虑到视频监控数据量比较大，且校园突发事件发生的概率相对较小，因此，视频监控在没有报警的时候处于关闭状态，当分机接受报警后，相应的视频监控被打开，视频监控的关闭功能在监控室统一完成。考虑到实际应用时设备成本问题，在设计过程中采用临近多个报警点共用一个视频监控的方法，即在视频监控范围内的几个报警子机只要有任何一个报警，就会把视频监控打开。
（四）多子机同时段报警防干扰处理。在实际生活中，多子机被同时按下的几率几乎为0，但同一时段被按下的情况是存在的，因此系统在设计过程中须考虑多子机同时段报警问题。为防止报警点之间相互干扰，系统设计了优先处理功能。当有多个子机同时接收报警信号的时候，主机只响应最先报警的子机，只显示最先报警的地点，只开启最先报警点的语音通信及视频监控。只有当主机的复位按钮被按下，才会去接收其他子机的报警。
以上即为本系统的总体设计方案，设计难点在于主分机之间通信协议的制定。整机软件设计分主机和分机进行，具体流程如下：
主机流程：
分机流程：
参考文献：
[1]张靖武.单片机程序设计及应用[M].北京:电子工业出版社,2006.
[2]余永权.ATMEL89系列单片机应用技术[M].北京:北京航空航天大学出版社,2002.
[3]章坚宁.视频监控系统在高校安全防范管理中的作用[J].消费导刊,2009,(5).
关键词：安全；报警；单片机；校园；方案
中图分类号：U495 文献标识码：A 文章编号：1009-0118（2012）-01-0-02
一、现代校园安防系统概述
（一）校园安全监控
校园安全监控是现代校园网络视频监控系统的最重要功能。它包括视频记录和异常报警两个部分。系统采用运动探测技术，通过前端高清摄象机能将进入监视区域的活动目标清晰的记录下来，并将画面展示在监控室的大屏幕上。同时，通过学校的局域网，管理人员可以观察到这些场景，即使是在下班或者出差在外，也可以通过远程网络观察，实时了解学校动态。记录的数据连带有日期和时间信息，为事后检索提供了方便。
（二）考场秩序监控
校园网络视频监控系统除了具有校园安全监控功能外，还附带了考场秩序监控功能。近年来考试舞弊现象不断发生，特别是一些大型的全国性统考，比如高考、国家英语等级考试、公务员考试等，每年都有舞弊的相关报道，在社会上造成很坏的影响。鉴于考试舞弊现象的严重危害，必须采用可靠的方法把舞弊过程记录下来，取得有效的证据，从而遏制舞弊现象的发生。利用视频监控系统，可以对考场的多个考点进行有效的监控，并进行实时录像，系统采用数字化音、视频技术，比起电视监控系统拥有更好的稳定性和图像质量，能作为有效的考场作弊证据加以保存。
（三）实现网络教学
目前校园的视频监控系统除了具有以上两种功能外，还附加网络教学功能。对示范性的教学课堂、特色的教学手段等通过直播和录象转播两种形式在校园视频网络中呈现出来。学生、教师可以方便的通过宽带网络查看整个教学过程，大大丰富了教学资源，提高了教学效果。
目前，典型的校园监控系统各部分布局图如图1、图2、图3所示。
目前，尽管许多校园已经安装了先进的安全视频监控系统，但近段时间以来，全国各地校园恶性伤害事件仍然频发，先进的安防设施形同虚设。有关人事分析指出，虽然安防系统可以实现监控管理功能，对事件经过的记录也大大提高了事件处理的效率。但目前绝大部分的安防系统无实时报警功能，恶性事件一旦发生，安防人员不能在第一时间赶到现场处理或控制事态发展，导致事件更加恶化。因此，要进一步提高校园安全，必须完善现有安防系统，使之真正体现“防”的功能。
本文较详细阐述了一种能在第一时间方便快捷的完成报警过程，并配合视频监控系统实时记录事件过程的校园报警系统的设计方案。当突发恶性事件发生时，每位在场人员都可以通过报警系统向安保室发出报警信号，安保室根据报警系统显示的详细事发地点，第一时间赶到现场，控制或消除恶性事件的发展。
二、系统设计方案阐述
报警系统总体设计要求：必须具备方便快捷的实时报警功能，恶性事件一旦发生，在场所有人员都能在第一时间发出报警信号；必须具有详细报警地点显示功能，安保室收到报警信号后，能立刻明确报警地点；具有语音通信功能，报警点和安保室之间能够及时的交换信息，方便安保室制定正确的处理方案；实时配合已有视频监控系统，记录事件发生整个过程，使安保室第一时间了解现场情况。系统主机电路结构见图4，分机电路结构见图5。
具体技术方案如下：
（一）用单片机作为主控元件设计一个报警系统总机和若干报警系统分机。报警系统总机实时轮流监测各分机的报警情况和工作情况。无报警信号时，总机显示“NO PROBLEM”，一旦有报警信号传来，总机立刻显示详细报警地点，如“1-201”，表示1号楼201室所在报警子机发出了报警信号，在显示同时，拉响报警铃声，总机没有作任何处理之前，报警铃声一直响，显示也一直存在；当按下总机的“应答”按钮后，报警铃声停止，但地址依然显示，只有当按下总机“复位”按钮后，显示器才回到初始状态。
报警器分机分布在各个教室和宿舍，通过外露的按钮接受报警，当按钮被按下的时候，向总机发出报警信号，并拉响本地警报铃声，在总机没有回复“收到应答”信号前，一直报警，一直发送报警信号。只有收到总机发来的“收到应答”信号后，报警停止。
（二）总机和子机之间实现语音通信功能。为使总控室能够详细了解报警现场情况，总机和子机之间必须设计一个语音通信系统，当报警按钮被按下时，子机一方面向总机发出报警信号，同时，还向总机发出语音通信请求。当总机的“应答”按钮被按下后，本地报警铃声停止的同时语音通话被打开。
（三）視频监控设计。为更好的保护现场，真实记录事件经过，本系统考虑了视频监控的设计。考虑到视频监控数据量比较大，且校园突发事件发生的概率相对较小，因此，视频监控在没有报警的时候处于关闭状态，当分机接受报警后，相应的视频监控被打开，视频监控的关闭功能在监控室统一完成。考虑到实际应用时设备成本问题，在设计过程中采用临近多个报警点共用一个视频监控的方法，即在视频监控范围内的几个报警子机只要有任何一个报警，就会把视频监控打开。
（四）多子机同时段报警防干扰处理。在实际生活中，多子机被同时按下的几率几乎为0，但同一时段被按下的情况是存在的，因此系统在设计过程中须考虑多子机同时段报警问题。为防止报警点之间相互干扰，系统设计了优先处理功能。当有多个子机同时接收报警信号的时候，主机只响应最先报警的子机，只显示最先报警的地点，只开启最先报警点的语音通信及视频监控。只有当主机的复位按钮被按下，才会去接收其他子机的报警。
以上即为本系统的总体设计方案，设计难点在于主分机之间通信协议的制定。整机软件设计分主机和分机进行，具体流程如下：
主机流程：
分机流程：
参考文献：
[1]张靖武.单片机程序设计及应用[M].北京:电子工业出版社,2006.
[2]余永权.ATMEL89系列单片机应用技术[M].北京:北京航空航天大学出版社,2002.
[3]章坚宁.视频监控系统在高校安全防范管理中的作用[J].消费导刊,2009,(5).