系統(tǒng)目標

　　根據(jù)教育部《中小學(xué)幼兒園安全管理辦法》規(guī)定以及幼兒園安全管理特點，本系統(tǒng)目標如下：

　　家長接送探視孩子管理：利用家長、幼兒身份識別防止誤接、漏接等安全問題;
　　教室內(nèi)外區(qū)別定位：準確區(qū)分幼兒教室內(nèi)外位置，實時監(jiān)控出入教室行為;
　　室內(nèi)通道定位：實時監(jiān)控幼兒室內(nèi)通道位置，預(yù)警危險行為(如接近樓梯等危險區(qū)域);
　　園內(nèi)定位：實時監(jiān)控幼兒園內(nèi)位置，跟蹤出入園區(qū)行為，警示違規(guī)行為(如臨近水池、非常規(guī)出園等);
　　校車車內(nèi)幼兒監(jiān)控：實時監(jiān)控車內(nèi)幼兒數(shù)量，以及滯留報警;
　　園區(qū)門禁控制：教職員工、校車等自動身份識別員出入門禁管理;
　　臨時監(jiān)控：可在園區(qū)內(nèi)自由增添移動基站，實現(xiàn)對非常規(guī)活動精密幼兒定位控制要求。如幼兒運動會、家長體驗等活動的安全監(jiān)控;
　　危險物品監(jiān)控：對可能導(dǎo)致幼兒傷害的物品，如變壓器、高溫器具、尖棱裝置的定位管理控制和接近示警(必要時配合移動基站);
　　園外活動監(jiān)控：對遠離園區(qū)幼兒活動的移動終端定位監(jiān)控;
　　其他：教職員工考勤以及其他需要身份識別的功能。

　　1、系統(tǒng)組成

　　系統(tǒng)由上位管理機及相應(yīng)軟件、ZigBee無線基站和大量ZigBee電子標簽(根據(jù)使用對象分為：幼兒標簽卡、家長標簽卡、教職員工標簽卡等)組成。

　　所有基站(包括移動基站)通過自組網(wǎng)技術(shù)快捷自動組網(wǎng)，系統(tǒng)通過多基站信號衰減算法實現(xiàn)對幼兒和其他人員、車輛、物品的定位和監(jiān)控。

　　標簽

　　按照幼兒、教職員工數(shù)量配置腕帶標簽，按照移動危險源、車輛、物品的數(shù)量配置相應(yīng)的物品標簽。

　　基站設(shè)計

　　無線基站的設(shè)計和布置主要考慮對目標(幼兒或其他)定位的精度要求。基本設(shè)計原則如下：

　　覆蓋全部園區(qū)和建筑物內(nèi)部場所;

　　根據(jù)監(jiān)控區(qū)域的性質(zhì)(危險程度)和環(huán)境，確定不同定位精度要求，并依此計算基站數(shù)量和位置;

　　根據(jù)臨時活動(包括園外活動)的規(guī)模、特點以及應(yīng)對各類緊急情況(如自然災(zāi)害、緊急事件)的預(yù)案，配置合理數(shù)量的可移動快速部署基站，應(yīng)對臨時活動和緊急情況的幼兒定位管理需要。

　　1、室內(nèi)空間定位

　　每間教室設(shè)置基站一個，室內(nèi)信號全覆蓋。特別活動區(qū)域(有幼兒特定解除傷害危險源，如電、高溫器具或墜落風(fēng)險處等)，可根據(jù)定位精度需要增設(shè)基站。

　　室內(nèi)走廊、電梯等區(qū)域公共通道區(qū)域，如在教室基站覆蓋范圍，可不設(shè)專門基站。系統(tǒng)將根據(jù)各個無線基站掃描到標簽的衰減值，并利用多點定位的計算方式，判斷幼兒或目標所處的實時位置，否則應(yīng)適當布設(shè)基站，以實現(xiàn)對公共通道的實時監(jiān)控(多臺無線基站設(shè)備Zigbee組網(wǎng)定位精度為1-3米)。

　　樓梯一般應(yīng)設(shè)置專門的基站(考慮到與教室的距離和樓梯筒道的特殊結(jié)構(gòu))，實現(xiàn)樓梯人員上下行為的跟蹤和監(jiān)控。

　　2、室外空間定位

　　室外區(qū)域應(yīng)根據(jù)實際情況劃分成若干個小區(qū)域，每個區(qū)域布置一臺基站。，定位精度要求高的區(qū)域可以小些，反之亦然。多臺設(shè)備Zigbee組網(wǎng)定位精度可在1-15米之間根據(jù)需要選擇。

　　3、危險源

　　對水池、變壓器、樓頂、煤氣管道、走道盡頭等可能發(fā)生幼兒傷害的區(qū)域，根據(jù)定位精度要求設(shè)置基站的位置和數(shù)量。

　　4、校車

　　一輛校車配置一個無線基站。

　　5、移動基站

　　根據(jù)幼兒園規(guī)模、臨時活動情況配置便攜式移動基站若干。原則上園內(nèi)大型活動可配置5-8臺，園外分組活動一組一臺。

　　控制設(shè)計

　　控制設(shè)計主要包括中心控制室、園區(qū)出入口、車載和移動終端以及其他應(yīng)用(如教職員工考勤等)的配套。

　　中心控制室配置控制終端一臺，并設(shè)計與其他安全防范或智能建筑的集成聯(lián)動接口;
　　園區(qū)門禁(含車輛出入)口每個獨立出入口設(shè)置一臺控制終端;
　　每輛校車設(shè)置車載終端一臺;
　　便攜式終端：根據(jù)園外活動情況，每個獨立活動組配置一臺。

　　功能設(shè)計

　　基于ZigBee協(xié)議的MESH無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)探測定位標簽的位置，并將相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸給控制終端?？刂平K端內(nèi)與安裝的控制系統(tǒng)實現(xiàn)如下主要功能(可任意組合和選擇)。

　　幼兒實時定位圖形化管理：可在控制終端上園區(qū)或建筑內(nèi)部的平面圖(或虛擬三維場景模型)中幼兒、教職員工、車輛、特定物品的實時位置，觀察其分布情況和移動狀況。

　　歷史軌跡回放查詢：結(jié)合自動尋路功能和人員的精確定位，及時準確的提供人員的數(shù)量、位置、分布情況和每個人員任意時刻所在的位置及各時間段的活動軌跡。

　　幼兒園門禁：通過幼兒標簽卡基本信息的管理及身份識別實現(xiàn)：幼兒出入登記、幼兒出勤統(tǒng)計、配餐統(tǒng)計、外出活動實時點名查到、自動提醒歸隊、求助報警等。

　　幼兒接送管理：通過幼兒家長標簽卡基本信息的管理及身份識別實現(xiàn)：允許或拒絕家長接領(lǐng)、探訪，防止誤接、錯接。同時，系統(tǒng)可以把數(shù)據(jù)信息同步上傳到幼兒園管理中心，方便幼兒園管理人員掌握班級幼兒情況，方便家長查詢。配合監(jiān)控攝像頭，接送人在刷卡設(shè)備上進行刷卡時，系統(tǒng)會自動拍照存儲，以供查證。

　　危險區(qū)域接近報警：幼兒園危險區(qū)域，如水池、變壓器、樓頂、煤氣管道、走道盡頭等，一旦有幼兒接近時，無線基站立刻發(fā)出聲光警示;同時，自動將讀取的幼兒身份信息傳送給監(jiān)控中心或相關(guān)終端。接收終端收到報警信息后，也同時發(fā)出聲音、動畫等報警信號，并準確給出目標所在的具體位置，提請管理員立刻采取必要應(yīng)對措施。

　　臨時訪客管理：臨時訪客需要進入幼兒園時，可在門衛(wèi)處登記確認領(lǐng)取臨時有源ZigBee標簽卡，并通過系統(tǒng)應(yīng)用軟件設(shè)定該訪客進入的區(qū)域(如辦公樓、教師宿舍等)和停留時間。當訪客進入非訪問區(qū)域，尤其是幼兒學(xué)習(xí)、活動區(qū)域，或超過訪問時間時，系統(tǒng)自動向監(jiān)控中心、門衛(wèi)(保安)發(fā)送報警信息，并指示目標所在位置;當訪客結(jié)束訪問時，訪客在門衛(wèi)處歸還標簽卡，系統(tǒng)解除訪問權(quán)限。所有訪客的相關(guān)信息都會自動保存被查。

　　教職員工管理：教職員工出入園的詳細情況記錄、考勤統(tǒng)計、門禁控制等。

　　校車接送管理：跟車教師采用便攜式或車載終端，自動識別上、下車幼兒身份和接領(lǐng)家長身份，保證幼兒接送安全，降低管理人員的工作量及人為失誤可能。

　　校車人員超載及下車提醒：車載有源ZigBee讀寫器通過讀取幼兒標簽卡自動顯示上、下車學(xué)生數(shù)，避免人員超載及園車停駛關(guān)閉車門時，還遺留幼兒在車上的情況發(fā)生。

　　園內(nèi)大型活動：對園內(nèi)運動會、家長體驗活動等大型室外活動，可根據(jù)活動項目的情況，臨時增加移動基站，以提高特定區(qū)域幼兒的跟蹤定位精度，防止因現(xiàn)場雜亂，人員監(jiān)管疏忽導(dǎo)致的意外事故。

　　園外活動：利用便攜式移動基站和控制終端，對園外公園、博物館、游樂場等遠離園區(qū)活動中的幼兒實現(xiàn)實時定位監(jiān)控管理，防止幼兒丟失和意外傷害。

　　結(jié)語

　　基于ZigBee的無線Mesh網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，能靈活地任意構(gòu)建固定或移動的目標定位管理系統(tǒng)，把幼兒定位與危險源管控、出入口控制、電子巡更、應(yīng)急救援、校車接送、來訪管理、園外活動等安全管理功能以及考勤、配餐、通知、廣播等整合一體，并與其他安全防范和智能建筑管理系統(tǒng)實現(xiàn)聯(lián)動控制和管理形成一套真正高效、集成、經(jīng)濟的幼兒園安全綜合管理體系，充分滿足幼兒園安全和管理需求。