一、需求背景
据报道，随着中国每年约7万儿童因非法领养、强迫劳动等而遭拐卖，中国已成为全球最大的拐卖儿童市场。相比之下，美国每年仅有约100名儿童被拐卖。美国国务院在年度相关报告中称，中国“尚未全面遵守根除贩卖人口行为的最低标准。”
学校存在问题主要有四点：
缺乏应对校园安全的应急系统；
现有校讯通系统，缺乏灵活性；
自控能力差，缺乏跟踪与监管；
校园安全建设应用不足。
图1 儿童安全
广州万物信息科技股份有限公司运用无线物联网技术，结合后台管理系统和手机APP，实现学生定位管理、到校通知、电子围栏等功能，为学生儿童保驾护航。
二、应用需求介绍
1.到校提醒
一些中高年级的学生，是自己步行上学，没有家长接送的，但家长希望了解孩子的到校情况，确认孩子是否安全。到校提醒功能实现学生到校的自动检测，并将到校信息通过微信公众号自动推送给家长。
2.轨迹定位
家长可通过平台、小程序随时查看自己孩子的位置信息，以及行动轨迹。当家长想要及时找到孩子时，可以通过路径查询，到指定基站位置后，再用手持设备精准查找。
3.到校考勤
学生佩戴有源电子标签（校卡、校徽、防丢标签等）到校后会被定位基站自动检测到，定位基站通过4G网络将数据上传到后台系统，自动生成考勤记录，供教工人员查看。
4.电子围栏
家长通过平台可以查看自己孩子的位置信息，设置电子围栏，一旦孩子接近电子围栏，系统便主动发出信息。家长的手机APP上会做出提醒，并提示孩子的最近位置。前期布设基站会在儿童危险区域（水库、河边、网吧等）重点布设。
三、系统介绍
图2 系统拓扑图
系统拓扑图如图2所示，学校佩戴MINI学生卡（智能校徽、防丢标签）向外发送自身唯一ID，基站接收到ID后将信息与接收时间打包通过4G网络上传到后台系统，系统根据时间序列生成进出记录和行走轨迹。
进出识别基站
图3 进出识别示意
如图3所示进出识别基站负责对学生进行进出识别，并记录学生到校和离校的时间，通过4G网络上传到后台系统。
图4 进出识别基站
进出识别基站采用环保低功耗设计，外壳采用ABS+PC材料，防水防尘防震动。
规格参数：
供电电压：AC85~265V；
功耗大小：约1.5W；
数据上传：4G全网通；
外壳尺寸：263mm×185mm×130mm；
重量大小：1350g；
工作温度：-20℃~80℃；
存储温度：-20℃~85℃；
防水等级：IP65；
固定方式：抱箍或支架固定。
2.4G物联网基站
图5 4G物联网基站
4G物联网基站采集自身区域内有源标签的唯一ID，通过4G网络上传到后台系统。基站外壳采用工业级ABS工程塑料，防水防尘防暴晒。
图6 基站布设
4G物联网基站主要建设在城区的各个主要交通路口、商业区、住宅区、儿童危险区域（如网吧、水库、河边等）。
规格参数：
供电电压：AC85~265V；
数据上传：4G全网通；
覆盖范围：100~150米；
外壳尺寸：263mm×185mm×130mm；
重量大小：1350g；
工作温度：-20℃~80℃；
存储温度：-20℃~85℃；
防水等级：IP65；
固定方式：抱箍或支架固定。
3.MINI学生卡
图7 MINI学生卡
MINI学生卡定时向周围发送自身全球唯一的ID号，可应用于人员管理、人员定位、学生多功能校园卡等。MINI学生卡采用环保低功耗设计，内置锂电池供电，使用超声波密封技术，外壳防水，四周采用菱形设计，小巧精致。
规格参数：
通信距离：80米（空旷）；
电池寿命：至少2年；
外壳尺寸：70mm×46mm×5.5mm；
工作温度：-20℃~70℃；
存储温度：-20℃~70℃；
佩戴方式：工作带佩戴或卡套佩戴；
表面印刷：默认空白，可自制或定制。
4.智能校徽
图8 智能校徽
校徽标签定时向周围发送自身全球唯一的ID号，主要应用于学生管理及定位等。校徽标签采用环保低功耗设计，内置锂电池供电，使用超声波密封技术，外壳防水。可贴于袖口、胸前等位置，起到自然隐藏的效果。
规格参数：
通信距离：80米（空旷）；
电池寿命：至少2年；
面盖尺寸：φ44mm×2.1mm；
底盒尺寸：φ48mm×8.9mm；
工作温度：-20℃~70℃；
存储温度：-20℃~70℃；
佩戴方式：强磁吸附佩戴；
底盒颜色：默认蓝色，可定制；
面盖印刷：默认空白，可定制或自制。
5.防丢标签
图9 防丢标签
儿童防丢标签是物联网系统的基础设备，定时向周围发送自身全球唯一的ID号。儿童防丢标签带有紧急求助按键，紧急情况下，可通过按键向周围的基站发送求救信号。
规格参数：
通信距离：80米（空旷）；
电池寿命：6个月（可更换电池）；
外壳尺寸：52mm×31mm×9mm；
工作温度：-20℃~70℃；
存储温度：-20℃~70℃。
四、软件系统功能介绍
登陆页面
图10 登陆界面
登陆页面如图10所示，管理人员通过账号密码登陆到系统进行操作。
2.信息录入
图11 信息录入
管理人员在后台系统录入儿童信息、学生信息和对应的家长信息。
3.考勤信息
图12 考勤信息
系统内可查看学生的到校时间，以此作为学生的考勤记录，实现自动化考勤。
4.轨迹信息
图13 轨迹信息
系统可查看学生、儿童的行走轨迹。
五、手机APP
图14 手机APP
家长可通过手机APP查看自己孩子的行走轨迹、告警信息等。
