人脸识别AI智慧校园无感应用解决方案

   产品技术方案     2019-06-17     多奥    1062    0    
核心提示:解决校园多种安全隐患,提供校园出入安全管理的同时,为学校的教学管理工作提供了友好的互动管理工具。本系统提供如下功能:人脸识别出入控制,外来人员动态布控,课堂考勤电子班牌。在学生、教工、安保管理等各个业务场景引入人脸识别技术,有力推进了新型智慧校园建设。本文就智慧校园建设中,比较成熟的人脸识别应用场景和解决方案进行描述。
第一章 方案概述
近年来许多幼儿园、中小学校频繁发生校园暴力与幼儿园伪装接孩子绑架诈骗事件,通过公安机关等有关部门获息以上事情的发生主要是学校出入口管理不正当引起,所以2010年4月份我国政府开始关注校园出入口安全等问题。
 
早在2013年就开始对幼儿园、中小学校安全管理进行研究,想借助科技提高校园安全,所以技术部经过5年的努力精心研制,开发出 “进出校园安全门禁系统”,近年我们就结合学校课堂的特点,在教室增加“教室电子班牌系统”。该系统可以有效的解决校园多种安全隐患,提供校园出入安全管理的同时,为学校的教学管理工作提供了友好的互动管理工具。
本系统提供如下功能:人脸识别出入控制,外来人员动态布控,课堂考勤电子班牌。
 
在学生、教工、安保管理等各个业务场景引入人脸识别技术,有力推进了新型智慧校园建设。本文就智慧校园建设中,比较成熟的人脸识别应用场景和解决方案进行描述。

第二章 业务需求理解
1.1.12.1 学生管理需求
1.1.22.1.1 学生出入学校管理需求
孩子是祖国的未来,也是家庭的希望,他们的生命安全,身心健康,关系到民族的兴衰和千家万户的幸福,让他们健康成长,是社会、学校、家庭义不容辞的责任。学校作为人类启蒙教育的最前线,学生的健康安全是重中之重的问题,如何从形式到内容上保障学生安全,如何做到让学生开心、让家长安心、让员工增强责任心、让全社会放心,已成为家长、学校及全社会共同努力实现的目标。为提高学校办学质量和管理水平,创建安全的学生成长环境,增进学生与家长的沟通,为严把“进出校园”,有效避免在进校和离校状态不明确,为此推出一套实用、功能全、经济的校园大门管控方案势在必行。

 
有一些学校尝试购买安装一卡通刷卡门禁、指纹门禁系统,但校园卡忘带、校园卡借出、仿造指纹套等系统漏洞不能够得到有效解决的情况下,也使得这些高价买入的门禁设备形同虚设。。

1.1.32.1.2 学生上课管理需求
学生进入学校后,上课的出勤情况是学校教学管理、学生家长最为关心的内容。基于人脸识别技术的考勤方式,在确保考勤准确性、不可替代性的同时,大大提升了使用便利性,是考勤系统智能化的重要进步。

1.1.42.2 安保管理需求
安保管理需求是针对传统的视频监控和门禁控制系统的不足提出的,且可使用人脸识别技术有效改观的需求。

1.1.52.2.1 人员通行管理
学校大门是人员通行管理的重点区域。目前普遍采用校园卡的方式进出,但无法解决忘带卡、冒用卡等方式带来的管理问题。采用基于人脸识别的通行管理系统,可设置白名单,如教工和学生信息,白名单人员可直接刷脸通行,提升使用体验,避免忘带卡的尴尬和冒刷风险。

1.1.62.3.2 陌生人告警
学校大门是校园安全的安全围栏,需要严格控制准入权限,通过人脸识别系统对白名单之外的人员进行预警,避免非授权人员进入,引发风险。同时可以杜绝外来人员(他校学生等)进入学校,给校园安全带来潜在风险。

1.1.72.3.3 黑名单识别
学校是盗窃、暴力事件的频发地,而且盗窃者经常是惯犯,尤其同龄人之间的跨校暴力是高发事件,学校安保部门和公安部门往往掌握了犯罪嫌疑人的相关资料,却无法及时发现和处理。通过在关键卡口处架设动态黑名单识别系统,布控黑名单人员,可及时发现黑名单人员的行踪,便于及时阻止校园暴力事件的发生。

1.1.82.4.4访客管理
学校大门通过人脸识别进行管控后,针对外来人员的正常进出,需要通过信息化手段进行管控起来,通过访客系统除了可以给来访人员进行真实身份核实,也让学校对所有外来人员进出校园安全管控。

1.1.93.1 业务解决方案
基于业务需求理解,采用人脸识别技术的智慧校园建设方案所涵盖的业务内容如下图所示:

1.1.103.1.1学生管理
学生管理活动中,用人脸作为标签,打通学生在学校的所有活动场景。学生从使用人脸识别自助注册开始,刷脸出入校园,上课刷脸签到等,将分散的业务系统数据通过人脸打通,将所有行为数据汇总到数据分析平台,构建智慧学生管理平台,学生出入学校,上课的情况实时通过微信推送给家长。

1.1.113.1.2安保管理
作为传统安防系统的有效升级和补充,采用人脸识别技术进行访客管理、黑白名单和陌生人识别。白名单用于控制学校大门的出入通行;黑名单用于重点人员布控,可及时发现和防范风险;陌生人识别可作为白名单识别的有效补充,确保重点区域的访问人员合规;针对外来人员可以依托人脸识别门禁系统,引导外来人员实名登记访客信息。

1.1.123.2.1物理部署架构
根据应用架构,物理架构示意图如下:
整套系统运行在校园网内,需要千兆带宽以上网络;
根据不同的应用场景和识别方式需求,部署不同的设备形态。

典型场景 前端设备 识别设备 识别设备部署位置
学校大门通行 人脸识别闸机 标准动态识别服务器 学校大门
学校大门通行 访客机 1:1识别服务器 学校大门
上课签到 电子班牌 标准动态识别服务器 教室门口
微信推动 无 依托人脸识别闸机、访客机 学校大门、教室门口
安保管理 人脸识别枪机 动态安防识别服务器 学校机房

1.2、平台基础功能
基础管理为各个子系统提供基础的框架、数据支持,对组织、人员、权限信息进行统一管理和配置,对用户和用户权限进行统一管理,使各子系统模块之间达到资源共享、协作联动和统一调度。
 
第四章 学生管理子系统
1.2.14.1总体设计
人脸识别技术作为目前最成熟的生物识别技术之一,智能通过自有的深度学习技术,极大提高人脸识别的精准度。
 
智能校园解决方案基于人脸识别技术,有效解决原有系统刷卡、指纹方式问题,形成了中小幼管理的一整套解决方案。该系统利用人脸识别技术实时甄别每个通过闸口出入学校的人员,同时管理系统实时统计分析学生进校时间、离校时间、上课迟到次数等各种状况,并将报表通过微信推送给班主任和学生家长。
 
与传统刷卡式通道系统相比拥有明显优势:
1人脸识别闸机解决了刷卡式通道一卡多刷、人卡不一的弊病,真正做到通行人员身份与通行授权合一,实现通行信息的精确记录,从而使通行信息的统计和查询功能不再形同虚设;
2学校通过人脸识别闸机通行信息的准确记录与反馈,准确掌握学生的出入宿舍信息,从而能够让管理员真正参与到学生的生活管理中来;
3人脸识别闸机无需带卡,解决了忘记带卡、卡片丢失、寻找卡片过程中造成的通行不便及拥堵问题;
4人脸识别闸机通行过程中无需刷卡,自行验证,从而解放了双手,最大程度上做到了方便通行;
 
教室刷脸考勤系统采用人脸识别技术取代以往的刷卡考勤方式,避免了学生忘记带卡、替刷现象,有效提升学生到课率,促进教育教学质量提高。系统利用现有校园专网,采用统一云端识别、教室端部署电子班牌“云+端”模式,为学校学生、任课老师、班主任/辅导员提供完善的上课考勤服务。

通过教室考勤管理系统,方便学生、教师、教务管理者实时掌握教室使用情况, 提供考勤、课程的查询服务。通过 WEB、APP 和大屏显示的有效结合, 提高了校内教学考勤的透明化、便捷化、电子化和智能化,为推进学校学风、教风的转变提供了重要保障。 同时,通过智慧教室考勤系统,进一步整合校内公共数据与公共资源,促进校园的信息化建设,推动各部门信息化建设,规范办事流程,提高工作效率和管理水平。

1.2.24.2 系统主要功能
1.2.34.2.1 电子班牌管理
电子班牌部署在教室门口并绑定到教室。签到设备侧完成照片的质判断、检测和抓拍,提交到后台比对算法进行识别,识别数据通过微信端推送到学生家长和对应班主任手机端。

1.2.44.2.2 校门门禁管理
在学校出入口,系统主要由前端人脸识别门禁设备、中间传输网络与管理平台组成。在学校门口的人脸识别门禁设备使用的人脸识别闸机。学生进出学校时,通过微信平台实时推送学生出入学校的消息到学生家长手机端。实现学生在校情况及时与家长联结。

第五章 安保子系统
2.1.15.1总体设计
中小幼对于的校园安全尤为重视,不希望外来人员、外校学生进入到校园内。为了保证重点区域的安全,除了在出入口处布置严格的门禁策略以外,在重点区域内部可以通过陌生人预警系统、黑名单布控系统,对校门门口活动的人员身份进行进一步筛查。
 
对于外来人员通过申请进出校园内的,需要对访客信息做登记处理,为访客指定接待人员、授予访客门禁、闸机、出入口的通行权限、对访客在来访时效和来访期间的情况进行记录,并提供访客预约、访客自助服务等功能。通过访客系统的运行,做到出入校园皆在控制。
 
2.1.25.2 系统主要功能
2.1.35.2.1 黑名单布控
系统人脸采集摄像机部署在校门口,对校门口活动人员进行识别,发现黑名单人系统平台进行预警,同时可以联动学校安保当班工作人员,最高等级提醒安保人员应该警惕危险人物已经在学校门口出现,以及危险人员具体信息,可结合实际情况与当地派出所进行联动。
系统可与警铃、警灯进行联动,发现陌生人时触发警铃、警灯,为安保人员第一时间掌握办公区域人员情况提供帮助。

2.1.45.2.2 陌生人识别
系统人脸采集摄像机部署在校门口,对校门口活动人员进行识别,发现陌生人系统平台进行预警,同时可以联动学校安保当班工作人员。

2.1.55.2.3 访客管理
访客管理的主要服务对象为学校外来到访人员,通过系统实现对其来访人员的访问时效和进出通行进行管理,主要通过以下两种方式:
1) 系统支持通过系统进行访客预约,预约时提供来访人员身份信息和面部照片,访客到访后可直接通过刷脸方式进入,系统会通知员工预约访客到访并记录访客通行记录。
2) 没有提前预约的访客需要先到前台通过人工访客终端进行信息登记。访客提交身份证件,由前台人员联系被访人,经被访人确认,通过人工访客终端对到访人员所持身份证件进行比对登记,信息验证通过将分配通行权限。

平台介绍:
平台首页
平台首页中显示各子系统中信息汇总。

人员管理
添加人员
1条学生记录必填的信息是“姓名”,如果需要该名员工的面部能够被识别,需要上传识别照片;
识别照片最多可以上传3张,系统会自动判断上传图片是否符合识别图片的标准,并只截取保留照片的面部,建议上传清晰的近身、正脸头像,也可参考“照片示范”填写;
显示照片是一张显示在迎宾界面上的自定义头像,可以不是真实照片
如果显示照片为空,系统会默认将第一张识别照片作为显示照片

人员查找和展示
已添加的用户记录,支持通过姓名查找
搜索到的用户,可以快捷查看该用户所有的历史访问记录
人员通行记录
员工,访客,陌生人的详细识别历史,可按照姓名,抓拍位置,用户类型,识别时间等条件查询或导出。

2.2、系统特点
采用集中管理的建设思路,将项目中多个子系统进行融合,形成一套基于人脸识别技术数据融汇共享的综合性管理平台,整个系统真正实现“一体化、智能化”管理,加强综合体内部的管理效率。
网络技术的高速发展,它已经给人们的工作、生活带来了深远影响,改变了人们许多的沟通交流方式,与此同时也将各领域的数据交互技术引向了一个新的领域。本系统的建设充分的利用了现阶段高速发展的网络技术,各子系统通过网络,实现各子系统之间的数据共享,让各单独的子系统组合成为一个有机的整体,为未来的大数据应用提供底层基础。

第三章、门禁子系统
3.1、系统概述
本案设计中,针对出入口门禁人员权限的管理需求,所有进出人员通道控制区域的人员均需人脸识别认证后方可通行,系统可以有效防止未授权人员随意进入受控区域,解决传统刷卡方式中一卡多刷、人卡不一的弊病。

3.2、系统组成
系统主要由前端人脸识别门禁设备、中间传输网络与管理平台组成。
人脸识别门禁设备根据使用场景和方式的不同包含了不用的硬件设备形态,如企业楼宇大厅中使用的人脸识别闸机、企业前台的非配合式人脸识别门禁、重要办公室使用的配合式人脸识别门禁等。

3.3、系统功能
3.3.1、人员管理
系统集中统一对人员信息进行管理,包含人脸识别所必须的人员面部照片,以及企业相关的人员姓名、部门、职位等信息。系统可对每名人员进行分级别、分区域、分时段管理可进出授权的活动区域。

3.3.2、门禁设备管理
系统能够实时监控前端人脸识别门禁系统各级设备的通信状态、运行情况。
3.3.3、通行记录查询
系统可以实时显示、记录所有人员的通行记录,可在管理平台中对每条通行记录中人员信息(姓名、照片等)、时间、位置等信息进行查看。管理平台可储存所有的进出记录、状态记录,可按不同的查询条件查询。

3.3.4、权限管理
系统可针对不同的受控人员,设置不同的区域活动权限,将人员的活动范围限制在与权限相对应的区域内;对人员出入情况进行实时记录管理。实现对指定区域分级、分时段的通行权限管理,限制外来人员随意进入受控区域,并根据管理人员的职位或工作性质确定其通行级别和允许通行的时段,有效防止内盗外盗。

3.3.5、1:N刷脸通行
系统充分考虑内部人员的出入便捷性,支持刷脸直接通行。每台终端支持最大比对人脸数据为20000人,识别速度小于1秒。
3.3.61:1人证核验通行
为管理好外部人员的出入身份可确认,出入记录可朔,系统设计了针对外来和临时人员的出入时,在刷身份证的同时进行人脸与身份证信息的核验,以此来保证安全性。平台提供所有人证核验数据的报表,供客户随时查询。

3.3.7、访客时段设置
可以设置访客人员门禁开放的时间段,设计该功能的主要目的是针对短期内频繁出入某个区域的内部或外部人员。

第四章、门禁设备简介

4.1、功能特点
功能 描述
人脸识别 支持;系统内人脸可准确识别,联动门禁开门;
黑名单布控 支持;系统内定义黑名单用户,告警;
人证核验 支持;非系统人员,支持刷身份证与人脸进行比对;
识别距离 支持;人脸识别距离可以调整,调节范围50cm-150cm;
活体识别 支持;有效防止照片、视频、手机电子照的攻击;
微信推送 支持;进出信息,实时推送到微信端;

4.2、性能指标
功能 描述
人脸库 支持前端10000人脸库
识别速度 小于1s
误识率 小于0.03

4.3产品参数
内容 描述
机身材料 金属
颜色 白银
处理器 RK3288 四核 1.8GHz
内存 2G
存储容量 16G

屏幕 8英寸液晶屏及电容触摸屏 分辨率:600 x 1024
摄像头 RGB :200万像素
网络接口 1个10/100Mbps 自适应
麦克和扬声器 扬声器:8Ω/1W/ 个
USB接口 1 个
电源 DC12V 2A
设备尺寸 248.5mm*118mm*30mm
其他外设模块
(可选) 符合GA要求,二代居民身份证模块

IC卡模块
4.4R人脸产品图片
CPU : 四核 1.8 GHz; 内存:DDR3 2G;存储:8G;显示屏:尺寸:7英寸,内置符合公安部二代身份证模块;访客软件(含人证比对功能),具备与道闸、门禁等业务联动功能,具备与公安网对接及第三方业务系统对接能力;
闸机图片:

翼闸系列:
技术参数
◇ 结构:整个产品外形板材采用304不锈钢板材冲压成型, 防锈、坚固耐用,该设备使用简单、无维护。
◇ 外形尺寸:长1400)×宽300×高980(mm)
◇ 挡板:标配(polyurethane材质)软翼红色或蓝色可选,可选亚克力门翼
◇ 重量:单机芯:100Kg,双机芯:140KG
◇ 闸杆转向:单向、双向(可选)
◇ 工作环境:室内、室外
◇ 电源电压:AC220±10% V、50HZ
◇ 驱动电机:直流有刷电机(DC24V输入,电机功率25W输出)
◇ 工作环境温度: -40℃——70℃
◇相对湿度:相对湿度≤95%、不凝露
◇ 输入接口: 12V电平信号或脉宽>100ms的12V脉冲信号,驱动电流>10mA
◇ 通信接口:RS485电气标准,IP/TCP
◇ 通信距离:≤1200米
◇ 通道宽: 560-600mm
◇ 闸门开、关时间:0.4-0.7秒(可调)
◇LED指示灯: 3个(双机芯),2个(单极芯)
◇通行时代语音提示(支持中文、英文)
◇读卡窗: 2个 (双机芯),1个(单机芯)
◇红外点数:标准3对含防夹1对(可选3到5对红外对射单独判断)
◇整机寿命:连续开合500万次以上
◇工作噪音:40分贝以下,防水防尘等级达到IP52以上
◇上电后进入通行状态所需时间: ≥3秒
◇出现故障后的自动复位时间:10秒
◇通行速度: 60人/分钟(常开),20-40人/分钟(常闭)
 

3. 功能特点
1)具有故障自检和报警提示功能,方便用户维护及使用;
2) 具有断电自动打开,来电自检并自动恢复在加锁状态
3) 具有多种工作模式可供选择,即可双向读卡,也可一边读卡、另一方向禁行,一边读卡、另一方向自由通行,也可单向或双向红外感应通行,行人通行后红外感应关闸,且闸机工作模式可通过主板菜单进行设定。

4) 当行人读有效卡通行后,红外检测到行人通行完毕自动关闸或行人通行后延时关闸,延时1-60秒可通过主板菜单自行设定.
5)具有自动复位功能。当读有效卡后,通行者在规定的时间内未通行时,系统将自动取消通行者的本次通行权限,且限制的通行时间可由管理人员自行设定。
6)若行人忘记读卡或读无效卡进入通道时,系统将禁止行人通行并且会发出报警,直至行人退出通道后,才解除报警;重新读有效卡方允许通行;

7) 具有485远距离控制开闸与关闸功能,以满足用户的特殊需求及消防安全要求。
8)防冲功能,在没有接收到开闸信号时,伸缩臂自动锁死;
9)红外/机械双重防夹功能,在行人通行时,红外检测到有行人在中间,伸缩臂不会关闸,行人走开后伸缩臂自动关闭,在伸缩臂复位的过程中遇阻时,自动反弹或在规定的时间内电机自动停止工作,且力度很小,同时发出声光报警信号;

10)具有统一、标准的对外电气接口,可与各种读写设备相挂接,便于系统集成,并可通过管理计算机实现远程控制与管理。
11) 可自动对通行方向的通行人数进行统计,并以直观的LED方式呈现给管理者,使管理者对某方向的通行人数了如指掌。
12) 具有明确的通行方向指示功能,以直观的LED通行者指示可以通行还是禁止通行。

13) 具有读卡带记忆和不带记忆功能,且用户可根据自己的需要通过主板键盘进行设定。
14) 通过软件设定,可限制场所内部的人员总数,以满足一些特殊场合的特殊需求。
15)整个系统运行平稳、噪音小;
备注:结合XX相关智能控制系统可以实现智能门禁、智能考勤、智能收费等功能。

摆闸系列:
. 技术参数
◇结构:整个产品外形板材采用304不锈钢板材冲压成型, 防锈、坚固耐用,该设备使用简单、无维护
◇ 重量:50~60KG
◇ 闸杆长:标准600(mm) (可定作,最长不超过900mm)
◇ 闸杆转向:单向、双向(可选)
◇ 工作环境:室内、室外 ◇工作电压: AC220±10%V,50HZ
◇ 电机功率:直流电机 100W/24V
◇工作环境温度: -15OC - 70 OC
◇相对湿度:相对湿度≤90%,不凝露
◇输入接口:12V电平信号或脉宽>100ms的12V脉冲信号,驱动电流>10mA
◇通信接口:RS485电器标准,
◇最大通道宽:1200mm
◇闸门开、关时间:0.4秒

3. 功能特点
1)具有故障自检和报警提示功能,方便用户维护及使用;
2) 具有断电自动打开,来电自检并自动恢复在加锁状态
3) 具有多种工作模式可供选择,即可双向读卡,也可一边读卡、另一方向禁行,一边读卡、另一方向自由通行,且闸机工作模式可通过主板菜单进行设定。

4) 当行人读有效卡通行后,红外检测到行人通行完毕自动关闸或行人通行后延时关闸,延时1-60秒可通过主板菜单自行设定.
5)具有自动复位功能。当读有效卡后,通行者在规定的时间内未通行时,系统将自动取消通行者的本次通行权限,且限制的通行时间可由管理人员自行设定。
6) 具有485远距离控制开闸与关闸功能,以满足用户的特殊需求及消防安全要求。
7)防冲功能,在没有接收到开闸信号时,摆臂自动锁死;

8)机械防夹功能,在摆臂复位的过程中遇阻时,自动反弹或在规定的时间内电机自动停止工作,且力度很小,同时发出报警信号;
9)具有统一、标准的对外电气接口,可与各种读写设备相挂接,便于系统集成,并可通过管理计算机实现远程控制与管理。
10) 可自动对通行方向的通行人数进行统计,并以直观的LED(选装)方式呈现给管理者,使管理者对某方向的通行人数了如指掌。
11) 具有明确的通行方向指示功能,以直观的LED通行者指示可以通行还是禁止通行。

12) 具有读卡带记忆和不带记忆功能,且用户可根据自己的需要通过主板键盘进行设定。
13) 通过软件设定,可限制场所内部的人员总数,以满足一些特殊场合的特殊需求。
14)整个系统运行平稳、噪音小;

--结束END--

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本文标题: 人脸识别AI智慧校园无感应用解决方案

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