校園盲區(qū)預(yù)警系統(tǒng)：智能化解校園欺凌隱患

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)問題卻未能得到處理，使得施暴者更加肆無忌憚。

校園內(nèi)的霸凌行為越來越隱蔽，針對(duì)這一問題，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)處理問題。

4.為實(shí)現(xiàn)環(huán)境的語音識(shí)別關(guān)鍵詞，選擇使用Gravity: I2C語音識(shí)別模塊。語音識(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)射端行空板通過外接喇叭播放警告，同時(shí)通過物聯(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)過測(cè)試，效果良好，語音識(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.智能語音識(shí)別：預(yù)警系統(tǒng)中應(yīng)用了語音識(shí)別模塊，并通過程 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)語音，震懾欺凌行徑；

3.無線傳輸報(bào)警：當(dāng)預(yù)警系統(tǒng)中語音識(shí)別模塊，識(shí)別到關(guān)鍵詞 時(shí)，發(fā)送端通過行空板內(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 mind+的可視化大屏，打造監(jiān)控盲區(qū)無死 角的預(yù)警系統(tǒng)，情況一目了然。