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校園盲區(qū)預(yù)警系統(tǒng):智能化解校園欺凌隱患

06/14 05:43
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全球近 3 億學(xué)生每年遭受校園欺凌。盡管校園內(nèi)監(jiān)控設(shè)施完備,但施暴者仍會(huì)在監(jiān)控盲區(qū)內(nèi)進(jìn)行欺凌,導(dǎo)致學(xué)生心理問(wèn)題加劇。據(jù)調(diào)查顯示,近 22% 學(xué)生在監(jiān)控盲區(qū)經(jīng)歷欺凌,13% 的學(xué)生向老師舉報(bào)問(wèn)題卻未能得到處理,使得施暴者更加肆無(wú)忌憚。

校園內(nèi)的霸凌行為越來(lái)越隱蔽,針對(duì)這一問(wèn)題,本文將介紹校園霸凌預(yù)警系統(tǒng)。該系統(tǒng)在監(jiān)控盲區(qū)內(nèi),如學(xué)校的衛(wèi)生間等隱私地點(diǎn)進(jìn)行安裝,旨在既不影響隱私保密,又能有效震懾霸凌行為。當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到受害者的呼救內(nèi)容或施暴者的辱罵詞匯時(shí),或者受害者、旁觀者按下報(bào)警按鍵時(shí),警報(bào)將立即響起,有效遏制施暴行為。同時(shí),系統(tǒng)將通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)模塊將呼救信息及時(shí)發(fā)送至學(xué)校的預(yù)警平臺(tái),使學(xué)校能夠及時(shí)采取行動(dòng),制止霸凌行為。此外,預(yù)警系統(tǒng)還將在檢測(cè)到關(guān)鍵詞后自動(dòng)啟動(dòng)實(shí)時(shí)錄音功能,并保存錄音以提供后續(xù)的欺凌情況調(diào)查佐證。

項(xiàng)目所需硬件

1.行空板

2.Gravity: I2C語(yǔ)音識(shí)別模塊

3.喇叭

4.蜂鳴器

5.紅色LED模塊

項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)過(guò)程:

1.確定主題后,選擇使用Arduino Uno主控板和物聯(lián)網(wǎng)模塊進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)搭建,但遇到效果不穩(wěn)定、斷網(wǎng)問(wèn)題。

2.討論團(tuán)隊(duì)決定放棄Arduino Uno主控板,轉(zhuǎn)而采用DFrobot自主研發(fā)的行空板開(kāi)發(fā)板,內(nèi)置物聯(lián)網(wǎng)模塊效果更穩(wěn)定,更適合項(xiàng)目需求。

3.設(shè)想使用兩塊行空板進(jìn)行聯(lián)接,一個(gè)位于衛(wèi)生間作為發(fā)射端,另一個(gè)由負(fù)責(zé)的老師攜帶作為接收端,以隨時(shí)處理問(wèn)題。

4.為實(shí)現(xiàn)環(huán)境的語(yǔ)音識(shí)別關(guān)鍵詞,選擇使用Gravity: I2C語(yǔ)音識(shí)別模塊。語(yǔ)音識(shí)別模塊與發(fā)射端的行空板配合,進(jìn)行關(guān)鍵詞識(shí)別。

5.成功識(shí)別關(guān)鍵詞后,發(fā)射端行空板通過(guò)外接喇叭播放警告,同時(shí)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)向接收端發(fā)送報(bào)警信息。接收端收到信息后,紅色LED燈和蜂鳴器工作,提示有警報(bào)。

6.利用易得的快遞紙盒,一個(gè)放置發(fā)射端的行空板、語(yǔ)音識(shí)別模塊和喇叭,另一個(gè)放置接收端的行空板、紅色LED燈和蜂鳴器,兩個(gè)紙盒再配置鋰電池充電寶提供電源。

7.完善外形設(shè)計(jì)和開(kāi)源硬件選擇后,使用mind+編程軟件進(jìn)行編程并進(jìn)行測(cè)試。

8.經(jīng)過(guò)測(cè)試,效果良好,語(yǔ)音識(shí)別準(zhǔn)確,行空板間消息傳輸流暢,實(shí)驗(yàn)室內(nèi)調(diào)試使整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到預(yù)期使用效果。

項(xiàng)目測(cè)試過(guò)程

首次實(shí)地測(cè)試階段:

實(shí)地測(cè)試作品放置在廁所高處,模擬欺凌情境,一個(gè)人扮演施暴者,另一個(gè)人扮演受害者,進(jìn)行欺凌模擬。

受害者呼救,施暴者進(jìn)行辱罵,預(yù)警系統(tǒng)識(shí)別到關(guān)鍵詞內(nèi)容“救命 ”、“別 打我 ”等內(nèi)容,但是識(shí)別成功的幾率較小。消息傳輸失敗,導(dǎo)致測(cè)試失敗。

測(cè)試失敗原因總結(jié):

關(guān)鍵詞設(shè)置不足,識(shí)別率低。決定增加多組關(guān)鍵詞,以提高識(shí)別準(zhǔn)確性。

物聯(lián)網(wǎng)IP地址設(shè)置錯(cuò)誤,調(diào)整為統(tǒng)一設(shè)置為接收端IP地址,確保消息順利傳遞。

學(xué)校無(wú)線網(wǎng)絡(luò)效果有限,影響消息傳輸。改用手機(jī)熱點(diǎn)作為替代方案,確保無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸順利進(jìn)行。

測(cè)試優(yōu)化和程序調(diào)整階段:

優(yōu)化程序:增加關(guān)鍵詞以提高識(shí)別效果。

調(diào)整MQTT服務(wù)器地址設(shè)置為接收端IP地址,確保消息傳輸正確。

發(fā)現(xiàn)行空板錄音功能,計(jì)劃利用錄音功能實(shí)現(xiàn)在監(jiān)控盲區(qū)出現(xiàn)欺凌時(shí)的錄音記錄,輔助學(xué)校調(diào)查。

作品迭代更新:基于識(shí)別關(guān)鍵詞、無(wú)線報(bào)警功能,新增錄音功能,為后續(xù)調(diào)查提供輔助證據(jù)。

作品成果功能介紹:

1.智能語(yǔ)音識(shí)別:預(yù)警系統(tǒng)中應(yīng)用了語(yǔ)音識(shí)別模塊,并通過(guò)程 序設(shè)置關(guān)鍵詞進(jìn)行識(shí)別,當(dāng)識(shí)別到關(guān)鍵詞時(shí),執(zhí)行相應(yīng)程序;

2.播放警告語(yǔ)音:行空板主控板搭配喇叭,可以實(shí)現(xiàn)當(dāng)識(shí)別到 關(guān)鍵詞,播放警報(bào)語(yǔ)音,震懾欺凌行徑;

3.無(wú)線傳輸報(bào)警:當(dāng)預(yù)警系統(tǒng)中語(yǔ)音識(shí)別模塊,識(shí)別到關(guān)鍵詞 時(shí),發(fā)送端通過(guò)行空板內(nèi)置物聯(lián)網(wǎng)模塊,向位于同一網(wǎng)絡(luò)下的接收端 發(fā)送求救信息,教師接收信息后及時(shí)趕往事發(fā)地;

4.可視化大屏:通過(guò) mind+的可視化大屏,打造監(jiān)控盲區(qū)無(wú)死 角的預(yù)警系統(tǒng),情況一目了然。

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