ZigBee构筑幼儿园安全防线

　　一、系统目标
　　根据教育部《中小学幼儿园安全管理办法》规定以及幼儿园安全管理特点，本系统目标如下：

　　家长接送探视孩子管理：利用家长、幼儿身份识别防止误接、漏接等安全问题；
　　教室内外区别定位：准确区分幼儿教室内外位置，实时监控出入教室行为；
　　室内通道定位：实时监控幼儿室内通道位置，预警危险行为(如接近楼梯等危险区域)；
　　园内定位：实时监控幼儿园内位置，跟踪出入园区行为，警示违规行为(如临近水池、非常规出园等)；
　　校车车内幼儿监控：实时监控车内幼儿数量，以及滞留报警；
　　园区门禁控制：教职员工、校车等自动身份识别员出入门禁管理；
　　临时监控：可在园区内自由增添移动基站，实现对非常规活动精密幼儿定位控制要求。如幼儿运动会、家长体验等活动的安全监控；
　　危险物品监控：对可能导致幼儿伤害的物品，如变压器、高温器具、尖棱装置的定位管理控制和接近示警(必要时配合移动基站)；
　　园外活动监控：对远离园区幼儿活动的移动终端定位监控；
　　其他：教职员工考勤以及其他需要身份识别的功能。
　　二、系统组成
　　系统由上位管理机及相应软件、ZigBee无线基站和大量ZigBee电子标签(根据使用对象分为：幼儿标签卡、家长标签卡、教职员工标签卡等)组成。
　　所有基站(包括移动基站)通过自组网技术快捷自动组网，系统通过多基站信号衰减算法实现对幼儿和其他人员、车辆、物品的定位和监控。
　　标签
　　按照幼儿、教职员工数量配置腕带标签，按照移动危险源、车辆、物品的数量配置相应的物品标签。
　　基站设计
　　无线基站的设计和布置主要考虑对目标(幼儿或其他)定位的精度要求。基本设计原则如下：
　　覆盖全部园区和建筑物内部场所；
　　根据监控区域的性质(危险程度)和环境，确定不同定位精度要求，并依此计算基站数量和位置；
　　根据临时活动(包括园外活动)的规模、特点以及应对各类紧急情况(如自然灾害、紧急事件)的预案，配置合理数量的可移动快速部署基站，应对临时活动和紧急情况的幼儿定位管理需要。
　　1、室内空间定位
　　每间教室设置基站一个，室内信号全覆盖。特别活动区域(有幼儿特定解除伤害危险源，如电、高温器具或坠落风险处等)，可根据定位精度需要增设基站。
　　室内走廊、电梯等区域公共通道区域，如在教室基站覆盖范围，可不设专门基站。系统将根据各个无线基站扫描到标签的衰减值，并利用多点定位的计算方式，判断幼儿或目标所处的实时位置，否则应适当布设基站，以实现对公共通道的实时监控(多台无线基站设备Zigbee组网定位精度为1-3米)。

　　楼梯一般应设置专门的基站(考虑到与教室的距离和楼梯筒道的特殊结构)，实现楼梯人员上下行为的跟踪和监控。
　　2、室外空间定位
　　室外区域应根据实际情况划分成若干个小区域，每个区域布置一台基站。，定位精度要求高的区域可以小些，反之亦然。多台设备Zigbee组网定位精度可在1-15米之间根据需要选择。
　　3、危险源
　　对水池、变压器、楼顶、煤气管道、走道尽头等可能发生幼儿伤害的区域，根据定位精度要求设置基站的位置和数量。
　　4、校车
　　一辆校车配置一个无线基站。
　　5、移动基站
　　根据幼儿园规模、临时活动情况配置便携式移动基站若干。原则上园内大型活动可配置5-8台，园外分组活动一组一台。
　　三、控制设计
　　控制设计主要包括中心控制室、园区出入口、车载和移动终端以及其他应用(如教职员工考勤等)的配套。
　　中心控制室配置控制终端一台，并设计与其他安全防范或智能建筑的集成联动接口；
　　园区门禁(含车辆出入)口每个独立出入口设置一台控制终端；
　　每辆校车设置车载终端一台；
　　便携式终端：根据园外活动情况，每个独立活动组配置一台。
　　四、功能设计
　　基于ZigBee协议的MESH无线网络系统探测定位标签的位置，并将相关数据传输给控制终端。控制终端内与安装的控制系统实现如下主要功能(可任意组合和选择)。
　　幼儿实时定位图形化管理：可在控制终端上园区或建筑内部的平面图(或虚拟三维场景模型)中幼儿、教职员工、车辆、特定物品的实时位置，观察其分布情况和移动状况。

　　历史轨迹回放查询：结合自动寻路功能和人员的精确定位，及时准确的提供人员的数量、位置、分布情况和每个人员任意时刻所在的位置及各时间段的活动轨迹。
　　幼儿园门禁：通过幼儿标签卡基本信息的管理及身份识别实现：幼儿出入登记、幼儿出勤统计、配餐统计、外出活动实时点名查到、自动提醒归队、求助报警等。
　　幼儿接送管理：通过幼儿家长标签卡基本信息的管理及身份识别实现：允许或拒绝家长接领、探访，防止误接、错接。同时，系统可以把数据信息同步上传到幼儿园管理中心，方便幼儿园管理人员掌握班级幼儿情况，方便家长查询。配合监控摄像头，接送人在刷卡设备上进行刷卡时，系统会自动拍照存储，以供查证。
　　危险区域接近报警：幼儿园危险区域，如水池、变压器、楼顶、煤气管道、走道尽头等，一旦有幼儿接近时，无线基站立刻发出声光警示；同时，自动将读取的幼儿身份信息传送给监控中心或相关终端。接收终端收到报警信息后，也同时发出声音、动画等报警信号，并准确给出目标所在的具**置，提请管理员立刻采取必要应对措施。
　　临时访客管理：临时访客需要进入幼儿园时，可在门卫处登记确认领取临时有源ZigBee标签卡，并通过系统应用软件设定该访客进入的区域(如办公楼、教师宿舍等)和停留时间。当访客进入非访问区域，尤其是幼儿学习、活动区域，或超过访问时间时，系统自动向监控中心、门卫(保安)发送报警信息，并指示目标所在位置；当访客结束访问时，访客在门卫处归还标签卡，系统解除访问权限。所有访客的相关信息都会自动保存被查。
　　教职员工管理：教职员工出入园的详细情况记录、考勤统计、门禁控制等。
　　校车接送管理：跟车教师采用便携式或车载终端，自动识别上、下车幼儿身份和接领家长身份，保证幼儿接送安全，降低管理人员的工作量及人为失误可能。
　　校车人员超载及下车提醒：车载有源ZigBee读写器通过读取幼儿标签卡自动显示上、下车学生数，避免人员超载及园车停驶关闭车门时，还遗留幼儿在车上的情况发生。
　　园内大型活动：对园内运动会、家长体验活动等大型室外活动，可根据活动项目的情况，临时增加移动基站，以提高特定区域幼儿的跟踪定位精度，防止因现场杂乱，人员监管疏忽导致的意外事故。
　　园外活动：利用便携式移动基站和控制终端，对园外公园、博物馆、游乐场等远离园区活动中的幼儿实现实时定位监控管理，防止幼儿丢失和意外伤害。
　　五、结语
　　基于ZigBee的无线Mesh网络技术，能灵活地任意构建固定或移动的目标定位管理系统，把幼儿定位与危险源管控、出入口控制、电子巡更、应急救援、校车接送、来访管理、园外活动等安全管理功能以及考勤、配餐、通知、广播等整合一体，并与其他安全防范和智能建筑管理系统实现联动控制和管理形成一套真正高效、集成、经济的幼儿园安全综合管理体系，充分满足幼儿园安全和管理需求。