摘 要： 针对幼儿园在儿童接送管理方面存在的冒领、错接、拐骗和绑架等安全问题，设计了一种基于ZigBee的幼儿园无线指纹识别接送系统。系统分别获取接送人员和儿童的指纹与事先录入指纹库中的指纹模板进行比对，如果匹配成功，则将匹配信息通过ZigBee无线网络上传给服务器，同时通过GSM短消息提醒模块通知儿童的家长；而对于那些企图进行冒领的不法分子，节点会发出报警信息，提醒门卫立即采取措施。另外，还设计了可移动的巡逻节点，以保证幼儿园环境的安全。该系统结合ZigBee技术和指纹识别技术，能有效地解决幼儿园在儿童接送管理方面存在的问题，给儿童的安全提供了一种有力的保护措施。

　　关键词： ZigBee； 指纹识别； GSM； 接送系统

　　中图分类号： TN92?34； TP393 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2014）21?0001?04

　　Design of ZigBee?based wireless fingerprint recognition picking?up

　　and dropping?off system of kindergarten

　　CHEN Wei?li1， CHEN Xiang?dong1， LI Zhi?xia2

　　（1. School of Information Science and Technology， Southwest Jiaotong University， Chengdu 610031， China；

　　2. Foreign Trade and Business College， Chongqing Normal University， Chongqing 401520， China）

　　Abstract：In view of the safety issues existing in children′s picking?up and dropping?off management of kindergartens， such as impersonator， picking up kids by mistake， kidnapping and abduction， a ZigBee?based wireless fingerprint recognition system for picking up and dropping off children of kindergarten were designed. It acquires the surrogate′s and children′s fingerprints， and then compares them with fingerprint templates in the fingerprint database that have been gathered before. If the matching is successful， it will transfer the matching information to the coordinator through the ZigBee wireless network， and inform the children′s parents simultaneously by means of the GSM short message reminder module. The node will send out an alarm to remind the guard to take an immediate measure when the criminals attempt to impersonate one kid. In addition， a patrolling node is designed to ensure the safety of kindergarten environment. In combination with the ZigBee technology and the fingerprint recognition technology， the system can solve the above problems effectively and provide a powerful protective measure for the children going to kindergarten.

　　Keywords： ZigBee； fingerprint recognition； GSM； picking?up and dropping?off system

　　0 引 言

　　在我国由于实行计划生育政策，大部分孩子都是家里的独生子女，是父母的掌上宝和希望。但是幼儿年龄阶段的孩子对外界的新鲜事物充满了好奇心，缺乏自我保护能力[1]，这就给一些不法分子提供了乘虚而入的机会，制造了一系列冒领、错接、拐骗和绑架等儿童安全事故[2]，引起了社会的关注。所以确保幼儿园儿童在接送环节中的安全是一项重要的工作，它关乎千万家庭的幸福和安宁。

　　长期以来，虽然幼儿园都在致力于加强这个环节的管理，也采取了一些可行的措施，比如信息接送卡、IC卡等，但结果还是不尽人意，儿童安全事故还是频频发生，其共同缺点是信息容易泄露和伪造[2?3]，对接送人员和出入幼儿园人员身份的识别不能达到准确无误，这就给儿童的安全留下了隐患。为了解决以上问题，设计了基于ZigBee的幼儿园无线指纹识别接送系统。将目前国内外成熟的ZigBee技术和指纹识别技术结合在一起应用于幼儿园儿童接送管理方面，不仅可以提高身份识别的准确性和可靠性，有效地避免幼儿园在儿童接送管理方面存在的安全隐患，而且与传统的有线数据传输方式相比，系统具有布线简单、维护方便、低功耗、低成本和可远程控制等特点。

　　1 系统的总体结构与工作流程

　　幼儿园无线指纹识别接送系统主要由ZigBee无线网络、GSM短消息提醒模块和上位机三部分组成。ZigBee无线网络由指纹识别接送节点、巡逻节点、路由器和协调器四部分组成；GSM短消息提醒模块负责通知家长儿童的接送情况；上位机包括数据库和动态网页显示两部分。具体的系统总体结构如图1所示。

　　

　　图1 系统总体结构图

　　为了提高接送的效率，指纹识别接送节点是按照班级区分安装在大门处的。当有接送人员前来接送某位儿童时，首先通过指纹识别，对接送人员的指纹与事先录入指纹库中的指纹模板进行比对，如果匹配成功，则表示该接送人员可以申请接送某位儿童，并且将匹配信息通过ZigBee无线网络上传给数据库服务器，获得存储在数据库服务器中与之对应的儿童的信息；如果匹配失败，则表示该接送人员不能接送某位儿童或者为操作错误，可重新尝试。在此过程中，如果节点提示为查找不到相应的指纹模板信息，则表示为企图进行冒领的不法分子，节点会立刻发出报警信号，提醒门卫采取措施。然后，被接送的儿童也采集自己的指纹与指纹库中的指纹模板进行比对，如果匹配成功，则将匹配信息通过ZigBee无线网络上传给数据库服务器，获得存储在数据库服务器中自己的信息。最后，将两次获得的儿童信息进行一一比对，如果信息都匹配成功，则表示接送人员可以接送该儿童了，同时将接送信息存入数据库中作为记录，比如接送时间、接送人等，并且通过GSM短消息提醒模块通知儿童的家长。

　　当幼儿园的保安在园内巡逻时，如果发现可疑人员，可以用巡逻节点采集其指纹，对其身份进行验证，如果节点提示搜索不到对应的指纹模板，则表示为可疑人员；同时节点发出报警信息，提醒保安采取相应措施。

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