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智慧校園物聯(lián)網(wǎng)解決方案
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產(chǎn)品簡介
產(chǎn)品介紹
行業(yè)背景
1.2018年國家及國家標準委員會相繼出臺了《教育信息化2.0行動計劃》、《中小學數(shù)字校園建設規(guī)范（試行）通知》及《智慧校園總體框架》等政策及標準。其中，國家、中國發(fā)布的《智慧校園整體框架》已在2019年1月1日起正式實施，該框架標準要求學校實現(xiàn)智能感知、智能控制、智能管理。 3.建立節(jié)約型智慧校園和平安型智慧校園，協(xié)同營造新時代美好校園生活環(huán)境。
2.新基建強調的融合基礎設施包括智慧教育基礎設施，從過去硬件為主拓展到軟硬件及服務，智慧校園將迎來新的催化并加速。
客戶痛點
校園安全：異常情況缺乏安全告警，安全事故頻發(fā)，難以防范； 校園節(jié)能環(huán)保：校園能耗大，缺乏統(tǒng)一用電分析管控，需要響應節(jié)能減排政策。 校園管理效率：校園設備繁多，難以統(tǒng)一實現(xiàn)智能感知、控制、管理。
校園信息化可擴展性：校園場景復雜，難以進行全場景物聯(lián)網(wǎng)建設；傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)解決方案比較封閉，系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)不通，難以平滑升級擴展。
建設目標
基于新一代的LPWAN廣域物聯(lián)網(wǎng)連接技術，在智慧校園的場景下，通過部署大量的無線物聯(lián)網(wǎng)傳感器終端，充分收集校園范圍內各種有價值的現(xiàn)實世界物理數(shù)據(jù)。并通過不間斷的24小時的聯(lián)系采集，大大提高了風險項和危險情況發(fā)現(xiàn)的及時性。大量無線物聯(lián)網(wǎng)傳感器設備通過高質量的LPWAN廣域物聯(lián)網(wǎng)覆蓋，可以快速的為云端或本地服務器收集和處理各類終端的實時數(shù)據(jù)。在物聯(lián)網(wǎng)云平臺側，通過寬帶設備和窄帶物聯(lián)網(wǎng)設備的數(shù)據(jù)歸集和數(shù)據(jù)融合，進而實現(xiàn)寬窄融合，數(shù)據(jù)互通，避免信息孤島現(xiàn)象的發(fā)生。物聯(lián)網(wǎng)云平臺作為物聯(lián)網(wǎng)PaaS層的基礎，為各類符合校園應用場景的SaaS應用平臺系統(tǒng)提高可靠的數(shù)據(jù)傳輸、解析和數(shù)據(jù)轉換加工。進而實現(xiàn)校園數(shù)據(jù)的統(tǒng)一化和標準化管理。真正實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)智慧校園生態(tài)。
在物聯(lián)網(wǎng)智慧校園的建設過程中，我們應當明確的實現(xiàn)如下幾個目標： 1.全面提升校園安全等級，尤其是校園消防的安全等級。 2.實現(xiàn)更精準的能耗統(tǒng)計，更便捷的費用管理。 3.系統(tǒng)層面保持兼容開放，方便校方持續(xù)的進行信息化建設個改造。 4.極大的壓縮物聯(lián)網(wǎng)智慧校園方案整體的部署難度和部署成本，縮短整體的安裝周期，不影響學校日常的教學和管理工作。
方案介紹
物聯(lián)網(wǎng)智慧校園系統(tǒng)架構，應符合物聯(lián)網(wǎng)項目的整體架構設計原則，分為：設備層、網(wǎng)絡層、PaaS物聯(lián)網(wǎng)管理平臺層、智慧校園SaaS應用層、多終端交互界面。為學校的管理人員，包括：學校管理層、后期管理人員、學校教師提供便捷的遠程監(jiān)控和控制功能，方便日常的學校運維和管理。
業(yè)務場景
通過廣域物聯(lián)網(wǎng)LPWAN連接技術，在智慧校園的場景下，我們可以使用大量不同類型的傳感器終端來搭建不同的具體業(yè)務場景。包含： 1.能源場景無線傳感器終端：燈控開關、空調控制器、智能電表、智能斷路器等。 2.環(huán)境場景無線傳感器終端：溫濕度監(jiān)測器、空氣質量監(jiān)測器、多功能氣象站等。 3.消防場景無線傳感器終端：煙霧報警器、智能水壓表、電氣火災報警器等。 4.安防場景無線傳感器終端：無線智能門鎖、門磁傳感器、水浸監(jiān)測器。 5.組網(wǎng)設備：G200LPWAN物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關、G500LPWAN物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關。 通過多種類型，多種維度的數(shù)據(jù)，通過分析和統(tǒng)計，我們可以在校園內實現(xiàn)如下五個主要場景，包括： 1.校園智慧教室解決方案 2.學校機房監(jiān)測解決方案 3.校園智慧辦公解決方案 4.校園空氣質量監(jiān)測解決方案 5.校園消防安全監(jiān)測解決方案
校園智慧教室解決方案
如圖所示，通過智能管理燈光、空調和空氣環(huán)境質量，為學生打造一個安全、節(jié)能、便利、舒適、高效的學習環(huán)境。校園智慧教室解決方案可以實現(xiàn)如下功能： 1.燈光管理 照度太弱時（低于300Lux）自動開啟燈光，確保教室內的燈光強度是適合學生進行看書寫字的；燈光可采用無線無源開關，無需布線，同時可遠程統(tǒng)一控制通斷，在非上課時間段自動關閉，實現(xiàn)節(jié)能。
2.空調控制 采集教室空調用電量、運行功率，調節(jié)空調運行狀態(tài)，通過對學校教室溫濕度環(huán)境的監(jiān)控，可以通過云平臺下發(fā)指令，對空調的溫度和模式設置進行調整。同時支持人體紅外聯(lián)動控制空調。在教室無人的情況下，實現(xiàn)空調的自動關閉。也可以根據(jù)校園室外環(huán)境狀況的監(jiān)控，自動的關聯(lián)教室空調的模式設置，實現(xiàn)節(jié)能減排。
3.環(huán)境監(jiān)測 檢測溫度、濕度和人體紅外，人體紅外可用于學生放學滯留監(jiān)測，防止學生獨自滯留造成的管理問題；空氣質量監(jiān)測器可以監(jiān)測溫度、濕度、PM2.5、甲醛、VOC、CO2濃度。確保教室環(huán)境的空氣質量。
4.能源管理 用電計量，帶遠程控制，可以用來統(tǒng)一關閉用電設備，實現(xiàn)節(jié)能。后勤管理人員無需每個教室進行走動，即可統(tǒng)一控制教室的燈光和空調設備。大大降低了人工成本。
智慧教室解決方案同時也支持子系統(tǒng)擴展，包括： 1.窗簾控制器：根據(jù)情景模式控制窗簾情況，一鍵打開關閉窗簾。 2.智能斷路器：發(fā)生短路過載時自動跳閘；也可以遠程控制統(tǒng)一關閉線路，實現(xiàn)節(jié)能。 3.門磁：門窗異常開啟時后臺報警，能夠通過短信或語音發(fā)送報警信息到管理人員。 4.智能門鎖：支持密碼、指紋和手機開鎖，可與電子班牌產(chǎn)生聯(lián)動，用于特殊實驗室或者機房。
學校智慧機房解決方案
通過物聯(lián)網(wǎng)終端實時采集機房的動力、環(huán)境、安全等信息，管理人員可通過瀏覽應用平臺頁面或者移動設備實時了解機房情況，隨時隨地的掌握機房工作狀態(tài)。保障機房信息安全，提高機房運維管理效率。通過LPWAN廣域物聯(lián)網(wǎng)，連接設備終端，實現(xiàn)機房UPS、蓄電池、電力參數(shù)監(jiān)測和能耗監(jiān)測。實現(xiàn)機房環(huán)境溫濕度、PM2.5、機房空調監(jiān)測。實現(xiàn)機房門鎖、人體紅外入侵、門磁、水浸和視頻等安全監(jiān)測。
動力監(jiān)測： 實時測量配電系統(tǒng)主要的電力指標，并可設定越限閾值，一旦越限就上報用電異常上報到監(jiān)測平臺。 監(jiān)視UPS整流器、逆變器、電池（電池健康檢測，含電壓電流等數(shù)值）、旁路、負載等各部分的運行狀態(tài)與參數(shù)，一旦UPS產(chǎn)生報警就上報異常消息到監(jiān)測平臺。 管理系統(tǒng)直接抄讀現(xiàn)場電表讀數(shù)，自動保存抄讀的歷史數(shù)據(jù)，形成用電檔案，并可查看系統(tǒng)能耗同比和環(huán)比數(shù)據(jù)。 可根據(jù)歷史數(shù)據(jù)記錄，快速定位故障點，及時排除故障、可根據(jù)設備狀況，制定科學合理的維保措施，保證設備設施的正常工作狀態(tài)，延長設備設施的使用壽命。
環(huán)境監(jiān)測： 安裝溫濕度傳感器，監(jiān)測機房內溫度和濕度狀態(tài)。 安裝PM2.5傳感器，監(jiān)測機房內PM2.5濃度。 實時監(jiān)視回風溫度、回風濕度、回風溫濕度限值、溫度設定值、濕度設定值、 加熱器運行狀態(tài)、制冷器運行狀態(tài)、除濕器運行狀態(tài)、壓縮機高低壓報警、 主風扇過載報警、濾網(wǎng)堵塞報警等。 通過空調控制器來控制普通空調，確保室內溫度正常，保障服務器正常運行。
安全監(jiān)測： 實時準確地監(jiān)測水浸狀態(tài)，當水浸傳感器發(fā)生告警時即時推送報警消息到監(jiān)測平臺。 布設防入侵探測器，如門磁、紅外探測器、煙霧傳感器，實時監(jiān)測非法侵入并即時推送監(jiān)測平臺。 安裝智能門鎖，控制機房人員的進出訪問，并支持記錄和查詢歷史信息。 安裝視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實時監(jiān)視機房圖像，支持多畫面監(jiān)看，錄像存儲和回放，視頻控制和聯(lián)動控制等功能，并支持遠程監(jiān)控。
校園智慧辦公解決方案
在校園管理的過程中，教師的辦公環(huán)境也是非常重要的，通過LPWAN物聯(lián)網(wǎng)技術，打造多傳感器融合的智慧辦公解決方案，提升校園辦公舒適度。包括： 1.PM2.5檢測、溫度、濕度、TVOC監(jiān)測及控制，實時調節(jié)房間環(huán)境控制設備； 2.實現(xiàn)辦公室的遠程監(jiān)控、辦公室入侵報警、門鎖防撬報警、起火煙霧報警，實現(xiàn)防火、防盜； 3.對空調、燈光、飲水機、計算機等用電設備進行組合用電管理和調配，達到節(jié)能的目的；
校園空氣環(huán)境監(jiān)測方案
將大時代背景下的*物聯(lián)網(wǎng)技術與傳統(tǒng)的自然科學知識相結合，讓學生學會監(jiān)測植物生長的變化過程，了解氣象、土壤指標。激發(fā)學生提高學生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題能力。 傳統(tǒng)學科升級 將物聯(lián)網(wǎng)技術與自然科學課相結合，激發(fā)學生探索周圍自然環(huán)境的好奇心。 打造特色項目 建立以物聯(lián)網(wǎng)為核心的“生態(tài)農場" 等特色項目，便于打造區(qū)域成果。 提升學校度 便于學生做創(chuàng)新項目和參加學科競賽，培養(yǎng)拔尖學生，提高學校度。
監(jiān)測室外溫度、濕度、氣壓、風速、風向、PM2.5/10、噪聲、照度、雨量等氣象環(huán)境監(jiān)測。
| 監(jiān)測空氣質量級別，超標時告警，給學生提供一個舒適的學習環(huán)境； |
校園消防安全監(jiān)測方案
對用電安全、消防火、消防水進行監(jiān)測，實時地監(jiān)測樓宇消防設施系統(tǒng)設備的數(shù)據(jù)和運行狀態(tài)，減少消防事故和人力成本。 1.用電安全監(jiān)測 對過漏電、過壓、過流、過載、過溫度、欠壓等電氣用電故障進行實時監(jiān)控，發(fā)生故障時實時告警，通知人員維修；使用斷路器在發(fā)生短路過載時自動跳閘，保護線路和用電設備； 2.消防火監(jiān)測 使用煙霧報警器對消防火災進行監(jiān)測，檢測到煙霧時本地告警，同時發(fā)送信息到相應的責任人員，減少火災發(fā)生； 3.消防水監(jiān)測 對水泵房水壓與液位、消防管網(wǎng)水壓監(jiān)測，水壓不足時告警，確保發(fā)生火災時有水可用，減少消防事故。
在校園消防安全監(jiān)測方案中，我們可以使用多種設備，實現(xiàn)不同場景下的消防監(jiān)控需求： 1.煙霧報警器，檢測到火災煙霧時報警，可以使用在教室、機房、會議室等。 6.水浸監(jiān)測器。監(jiān)測漏水、積水、高水位觸發(fā)?？梢允褂迷?/span>機房、辦公室、洗手池等。 7.門窗監(jiān)測器。監(jiān)測門窗開關情況，一般用于常閉門窗的監(jiān)測?？梢允褂迷?/span>教室、天臺、機房、配電柜等。 2.聲光報警器，聲光報警，主要用于聯(lián)動，下行控制報警。可以使用在樓層過道。 3.電氣火災探測器，檢測電氣參數(shù)（電壓、電流、功率、電能）、剩余電流（即漏電流）和線路測溫?？梢允褂迷谂潆娤?、配電房。 4.智能斷路器，電力參數(shù)監(jiān)測，自動斷路、遠程通斷路。可以使用在教室、辦公室、配電箱。 5.水壓表，檢測水壓，可本地和在線顯示水壓值。可以使用在水泵房、消防管網(wǎng)。
校園人員與資產(chǎn)定位解決方案
室內外人員定位： 藍牙+GPS定位，使用手環(huán)、校園卡等形式，學生安全管理，人員軌跡動態(tài)管理， 建立電子圍欄，學生越界告警，訪客進入禁訪區(qū)域告警。 資產(chǎn)定位： 貴重資產(chǎn)全生命周期管理，利用無線信號強弱檢測資產(chǎn)所在范圍，超出固定區(qū)域告警。
方案價值
1.讓校園更安全：故障發(fā)生，時間知曉處理，對用電、消防、門禁、環(huán)境等方面的監(jiān)控，將“事后處置"被動模式轉變?yōu)椤笆虑邦A判"的主動模式，安全隱患提前預警，啟動對應保護措施，確保校園安全。 2.更節(jié)能更省錢：管理校園照明與空調節(jié)能，單臺空調設備每年節(jié)省電費158元(1100W(1.5P)*20%*8h*180天*0.5元/kWh=158元)。 3.讓管理更高效：讓工作變得更智能，將校園管理“化N為1"：1個系統(tǒng)，通通搞定。打通能源、消防、安全管理系統(tǒng)，將所有設備聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)智能監(jiān)控。 4.統(tǒng)一化管理：統(tǒng)一管理區(qū)域內的所有學校，緊跟新基建信息化建設的大環(huán)境要求。 5.增強學生的代入感：將*的物聯(lián)網(wǎng)應用與知識相結合，打造沉浸式的體驗與學習。
項目案例
上海匯師小學項目： 包含智能教室、燈光改造、用電安全監(jiān)測、機房動環(huán)監(jiān)管、智能門鎖等。
平臺包括：數(shù)據(jù)展示、數(shù)據(jù)分析、智能預警、聯(lián)動控制、空間管理等。
赤壁市中學項目： 學校需要在教室和寢室統(tǒng)一安裝空調，采用物聯(lián)網(wǎng)設備對空調進行統(tǒng)一管理，實現(xiàn)能耗統(tǒng)計功能和批量控制功能，加強教室和寢室空調節(jié)能，減少能耗浪費，響應國家節(jié)能減排政策。
武漢石牌嶺高級職業(yè)中學：
對整個實訓樓宇和校園環(huán)境的進行監(jiān)測，包括溫濕度監(jiān)測、紅外探測、煙霧報警、 PM2.5監(jiān)測、水位監(jiān)測和井蓋異動監(jiān)測等。
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