校园学生安全与人员定位解决方案

序

 学校，特别是初高中及职高类的学校，学生处于青春期，刚刚具备一定的自我意识及自我保护能力，但对社会复杂性认知不足，处于萌动期。同时到这个年龄阶段的学生，家长已经不再接送，自己上下学，具备一定的自由度。是从完全管护到半管护转变的阶段。

同时，在学校内发生意外事件，需第一时间通知学校相关领导并调配学校内的老师、保安甚至保洁，需要第一时间知晓校内的资源，以便尽快调度与处理，将事态控制在最小损失。
所以学校的智慧校园建设中，位置服务是未来信息化建设的一个方向。

校园位置服务的需求

正如序中所说，在校园的位置服务中需要从两个方面来分析，一是在学生管理的角度分析； 二是对校园内的安全力量分布的管理。

在学生管理的角度来分析，首先要考虑学生的自我意识，特别是在初、高中这个阶段，学生叛逆心理比较强，若明确推行具有定位、报警等功能的设备，接受度会很低，而且学生会用众多的办法来规避使用，故，第一个需求为所推行的设备尽可能的不打扰到学生，在学生学习期间不做更换。其次需充分考虑学生的便利性，校园的信息化系统越建越多，在发放学生定位产品时，不能增加学生手中卡片的数量，至少需要支持一卡通系统；再次学生的管理需要学校与家长进行有效的互动，需充分考虑学校、家的互动；最后学生的管理属于范围管理，无需时刻知晓学生的具体位置，只需在进出学校、重点监测区域及周界区域进行防控即可，做到抓大放小，即使学生发现，也能以进出学校的考勤需要来解释。

在校园内的安全力量分布及管理的角度来有几个层面，一是巡更的管理精细化，因安保人员素质较低，传统的巡更均为点位巡更，数据不能实时上传，而且存在漏点、数据遗失，不按规定路线等情况造成巡更无效；二是保洁的有效管理，包括打扫的时间、打扫的路径等；三是人员分布，当前保安、保洁的分布情况；

除了业务上的需要之外，在校园位置服务中还需要充分考虑位置服务的合理性与经济性。从上面分析来看，在实际应用中，一方面对学生而言，保障对学生使用的免打扰；另一方面又要保障对安保人员等定位的精度及实时性；同时还需要考虑经济的合理性，这是在校园安全及位置服务中存在的相互冲突和矛盾的地方。

解决方案

舜为互联公司结合自身以LoRa、蓝牙及有源RFID领域的技术优势，综合考虑学校的情况后，提出综合几种技术优势的解决方案。

解决方案是根据学校的业务需求而来，以解决问题为突破口，故解决方案分为两个部分，在学生管理层面：

在学生的应用等关键点在于进出校园、家的时间，校园内重点区域逗留时间监测以及校园内的周界预警，在应用上对定位的精度要求不高，但对佩戴设备的使用时间，在上学及放学时间的并发方面有着较高的要求。

根据这些特点，舜为互联提供的产品解决方案如下：

网络拓扑图如下：

涉及设备如下：

LoRa网关：负责校园内基于LoRa的RFID采集终端数据的采集并上传到网络服务器；

LoRa的RFID采集终端：胸牌数据采集；

胸牌：学生身份识别，采用有源RFID射频卡（兼容NFC）；

RFID采集器：小型设备，学生家长购买，学生回家、离开家门的数据采集并上传到云服务器；

在此方案中，学生佩戴的胸牌采用有源RFID卡的方案，制作成卡片的形式，纽扣电池供电最多可使用3年以上，保障在整个学习周期对学生的免打扰。而在数据采集方面采用基于LoRa做远距离传输的RFID采集终端，仅需提供电源即可，无需布线，在部分难以提供电源的地方，可以采用太阳能供电的方式，最大限度的节约施工成本。同时为家长提供采集盒，对学生出门及回家时间进行监测，从而实现对学生的闭环管理。而且此方案中，胸牌价格不到百元，大大降低综合采购成本。

而在校园管理方面，需要更为精确的了解安保人员等分布及现状，包括巡更的路线、时间等，保洁等打扫时间、停留时长等，对实时性及精度均有更高的要求，但总体人员相对较少，而定位的点位相对较多。舜为互联基于这些特点，提出如下的解决方案。

网路拓扑图如下：

涉及设备：

LoRa网关（基站）：负责校园内的网络覆盖及胸牌数据采集；

定位胸牌：负责位标的数据采集，并通过LoRa传输到LoRa网关，可根据应用场景支持GPS等功能；

位标：室内定位或室外区域定位位置区域选择；

此方案中，定位胸牌可充电，一次充电可用15天左右，安保、保洁等人员可人手一台设备，能够实时记录相关人员在校园内的活动情况，实时位置，并且可与安保人员的巡更等业务对接，实现一卡多用。位标：采用低功耗电池供电，仅需在合适的位置黏贴即可，无需供电及拉线，保障施工、维护方便，并且可通过网络获取不同位标当前的电量情况，实时了解电量，为未来更好位标提供便利。基于LoRa的网关，一个校园最多2-3个网关即可覆盖，组网成本低廉。

方案优势

基于LoRa的校园学生安全及定位解决方案，与传统的方案比较，首先充分考虑了学生与安保的业务不同的属性，基于不同的业务采用不同的技术方案，对需要布放较多位标的定位方案，采用位标电池供电的技术；对于需要了解进出等关键位置的数据，采用胸牌供电技术，这样在业务上互相分离，对业务管理提供最大的便利性；其次施工简单方便，位标无需供电、布网，仅需黏贴即可，简单方便，而学生的胸牌同样在3年的学习周期内无需更换电池，方便管理。而在传输上采用LoRa的技术方案，布设基站、采集设备的点相对较少，施工简单；再次维护方便，采用星形组网，一旦网络中某一点出现问题，不影响整个网络的稳定性，仅需更换网络中的一点即可；最后是业务联动，无论学生还是安保人员均通过物联网接入到互联网中，可通过权限实现学校管理层、家长等不同层次人员的共同使用。