摘要:“安全”是职业学校实训室管理过程中的重要一环,然而实训室的安全隐患也是现实存在的,甚至在无人的时候都可能突发意外情况。因此,结合传统安防报警系统与现代移动网络信息技术,设计一种专门的运用于实训室的远程智能安防系统,可以有效、及时的检测实训室,达到智能安防防护,从而保证实训室的“安全”。
关键词:实训室;远程;智能;安防系统;传感器
一、系统总体设计
1.1系统的组成
针对职业学校实训室管理过程中存在的安全隐患,本系统主要由数据采集端和控制终端两部分组成的硬件设备以及电脑、手机控制软件构成。权衡利弊,数据采集端与控制终端之间主要采取无线技术连接,减少布线带来的各种问题,同样便于后期设备的更换。系统的总体组成结构框图如图1所示:
图1 系统总体组成结构框图
1.2系统的功能
实训室管理人员难以无时无刻看管所有实训场所,而远程智能安防系统可以有效的代替实训管理人员的认为巡视,及时将问题通过设备反馈到相关人员,及时采取应对措施。主要功能如下:
(1)实施监控管理
系统通过数据采集端实时采集门窗开关状态、电器使用情况、实训场所情景等,将数据通过无线网络传输到安防主机,在通过无线网络传输到电脑或者手机控制端。
(2)实施报警功能
当实时监控发现异常时,比如无人时门窗未关,电气设备未关或者未知人员侵入等,电脑或者手机控制端可以接到相关报警信息,摄像头联动记录情景。
(3)远程控制功能
电脑或者手机控制端也可以远程手动或者自动控制实训场所门窗、电器的开关,减少人力资源,同时更加精准管理。
(4)记录查询功能
系统能够收集分析数据,定时给出各项建议,管理员可以通过电脑或者手机端查询各项检测数据,结合系统给出的建议,进行部分参数调整或者管理变更,从而达到信息化的智慧安防。
二、系统硬件设计
2.1安防主机端设计
(1)GSM整体电路设计
考虑实际,系统选择SIM900D模块运用于GSM通信。ARM和SIM900D模块均使用异步串口进行数据通信,该模块只需要两根通信线连接,另外提供I/O接口的3.3V电源和无线工作的5V电源两种电源[1]。
(2)无线收发模块电路设计
该系统无线传输主要采用NRF24L01模块作为传输介质,主要实现数据采集后的无线传输,包括数据采集端到安防主机,安防主机到控制终端之间[2]。NRF24L01模块具体电路连接可查看其引脚说明图。
2.2数据采集端设计
数据采集端可以直接采用市场上主流的门磁传感器、电闸传感器、温度传感器、红外传感器、高清无线摄像头等,均可通过无线方式连接到安防主机。
2.3控制端硬件设计
控制端主要包含电腦和手机,均可选购市场主流电脑,安卓、苹果系统手机等,符合硬件设备的各项参数需要即可。
三、系统软件设计
3.1信息处理流程设计
对于远程智能安防系统来说,信息处理流程至关重要,能否把准确的信息按照需要的顺序可靠的传输到相关设备,是整个系统能否正常工作的关键。因此,在信息处理流程中,根据数据采集端得到的信息按照设定的规律进行排队,突发报警信息根据需要插队处理,同时产生电脑端或者手机端的报警信息,达到系统的实施效果。
3.2信息有效性判断设计
安防主机接收无线数据采集端的数据后,需要进行时间、地址、采集端状态三方面的有效性判断,只有通过了这三方面的判断,报警数据才能准确进入报警队列,这样才能避免过多的无效报警[3]。同时,管理人员可以通过电脑或者手机端进行相关参数设置,从而控制这三方面的判断,得到需要的时间、地点等方面的特别要求。比如,管理人员通过设置每天的具体报警时间段,在此时间段内触发的报警才有效,才能传输到相关设备,避免各种误报警。
3.3报警队列缓冲设计
在实际实训室管理中,可能出现短时间内大量同类报警,这时报警队列中就会出现同类别报警,如果有队列缓冲,通过参数设置,可以将时间间隔过段的报警忽略,避免过多或者无效的报警,比如门窗的自然反复开闭等。
3.4 人机交互软件设计
远程智能安防系统的人机交互软件也异常重要,主要包含两种类型,即电脑端控制软件和移动端控制软件。两种类型软件需要实时互通,同时软件界面需要尽量友好,方面管理人员学习使用该软件。该软件的功能应该包含系统设置、布放设置、报警设置、实时监控、信息查询、数据分析、运维建议等方面的功能,满足日常安防使用需要,同时能够通过数据分析提供运维建议,进一步做好系统的智能化。
四、系统测试
通过各类实训室使用该远程智能安防系统的使用测试来看,系统能够很好的对实训室进行全方位、全过程的智能监测,确保门窗的及时关闭,确保电源的有效利用,确保实训设备的正常使用,确保实训场所的设备安全等,减少了平时管理人员的繁琐检查,通过控制端的显示,有效精准的进行实训场所维护,同时在实训场所使用时也能够有效记录相关信息,确保实训室使用过程的安全。该系统已经能够满足实训室日常管理的各项需要,改变了管理的模式,实现了科学精准管理。
当然,在测试过程中也发现了该系统的一些不足之处,比如能耗还有待降低,可以通过参数设置控制部分设备的具体时间段待机或者完善设备的电路设计来实现;比如无线传输稳定性问题,可以通过增加无线节点来提高无线传输的稳定性;比如设备备用电源问题,可以通过整体实训室接入双电源模式来避免断电导致的各种问题。
五、结语
随着现代信息技术的不断进步,能够通过智能技术达到管理目的的事例越来越多,实训室安防管理如此,其他图书馆、教学楼、办公楼均可使用,真正做到远程智能安防,做到精准管理。
参考文献
[1]王益艳,李国席,杨雷.基于ARM Cortex-A9的智能安防系统设计[J].四川文理学院学报,2021,31(02):125-132.
[2]薛川. 基于ARM的智能家居系统设计与实现[D].电子科技大学,2020.
[3]张恒维,于合龙,连文聪,高延辉.物联网背景下校园智能安防平台的设计与实现[J].现代电子技术,2020,43(24):174-177.