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智慧校园

2021年是“十四五”规划的重要开局之年，而教育部也将加快推进教育专网建设，普及数字校园建设及应用，打造校园管理一张网，完善智慧校园的基础设施；结合智慧校园三维可视化管控平台，部署多种传感器和物联网应用，如搭载智能门禁和安防监控设备，覆盖在校园大门等各大重要场所，对校园进行全方位把控，实现校园管理智慧化。在校园数字化变革的背后，核心关键一步就是实现数字孪生、信息技术与教育教学的全面融合。
电话：021-57661171 手机：13916935178
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产品描述
技术参数


目前现状

目前，校园信息资源整合是校园信息化建设勉励的最大问题及挑战，各个系统之间存在着信息壁垒，功能上不能互通，分割的现象较为明显，难以实现信息资源共享与有效利用；校园安全问题类别越来越多，保安人员无法同时顾及多种类安全隐患，部分隐患很难被发现；现代校园综合化管理缺乏统一的管理体系。对人员、车辆、环境、园区资产的管理还较为原始。



三维可视化校园建模
针对上述问题，通过物联网、云计算、大数据、5G、数字孪生、GIS地理信息等核心技术搭建智慧校园三维可视化管控平台，通过对园区的通行信息登记记录、识别多媒体设备、教学仪器以及实时监控设备、电网管廊等使用状态和使用寿命做成数据系统管理，并进行查看及分类管理；基于校区楼宇的CAD图纸输出园区建模3D模型，对校园整体建立空间信息，建模包含全局、局部、楼层、监控设备点位信息、智能设备点位信息、报警区域6大子模块。实现模型与数据的融合呈现，在数据交互的前提上，对应用场景的访问、特权、运维、储存、预警等场景进行分析决策管理，并将校园关键物联点位进行标注并可联动点击查看相应信息。



智慧环境
平台借助物联网、数字孪生等技术，将感应装备连接起来，通过数据传输及计算整合，对校园环境内智慧灯杆、智慧井盖、智慧垃圾桶等物体进行漫游、行走、驾驶、飞行（鸟瞰）等模式，解决人工巡检面临的巡视范围广、管理成本高、巡查数据未及时上报处理、综合效率低下等问题。管理者可根据需求选择不同的模式和三维可视化虚拟场景进行实时交互互动。场景里还融入了环境模拟加以点缀，同时也可通过与天气系统对接，实现环境模拟内容根据实际天气数据进行自动切换。以更加精细和动态的方式实现环境管理和决策的智慧。



智慧水电管理
校园覆盖面积广、学生教师众多，所以基于3DGIS+BIM对校园楼宇内供配电、给排水、照明系统详细搭建三维可视化运维管理，实时掌握园区的能耗、设备运营数据，设备空间分布及运行工况。通过三维可视化大屏可直观看到所有数据汇总信息。当设备出现告警时快速定位到告警设备具体地理信息位置，查看详细信息，并支持远程控制设备开关。构建多维度校园数字孪生可视化平台，推动学校变得更加智慧化、智能化，校园的学习生活变得更美好。



智慧人行管理
在校园门口、宿舍大楼、图书馆等设置门禁管理刷脸及刷卡的数据统计展示，按日、周、月等时间统计学生的进出总数，对校园信息安全态势进行实时监测，可对重点场所、楼梯楼道的人流密度监测，人流密度超标自动报警。通过对异常情况、突发事故的可视化溯源分析，帮助管理者及时发现信息安全隐患。



智慧安防管理
在校园大门、宿舍大门、食堂、重点周界、车场出入口等各个角落部署视频监控，基于校园内地图，绘制人工智能巡更路线动画，针对安防报警事件可联动最近监控摄像画面，通知附近最近巡视人员前往查看告警事件，根据现场反控及时操作周边门禁等设施的开关状态。同时设有“电子围栏”展示园区中电子围栏的区域位置，快速显示、定位、查询实现实时动态监视，提升园区安防响应效率。



智慧预警中心
对在校人员、重点场所、报警事件、监控视频等要素进行实时监测，重点统计周界入侵、陌生人、人群聚集、吸烟检测、打架斗殴、体温异常等异常告警数据，利用近七日告警数据趋势图和告警状态统计图（已上报、未处理、已消除）辅助管理者提升校园安全管控效力。



网络信息管理
运用物联网技术，通过网络把楼宇与互联网数据相连接，实现信息的交换与管控。集多个子系统信息的一体化多维展示和大数据分析运营管理能力，实现大数据分析平台与传统业务数据管理平台交叉融合。能帮助用户实现跨业务，跨部门，跨空间的设备智能管控为园区管理者打造“领导驾驶舱”多维度数据可视化分析及呈现，为决策提供数据支持。实现动态管控、使用灵活、运维高效。

总结：
教育是国家发展的重要基石，而“教学”的效果离不开场景中各大因素的相互配合，包括教师的教学水平，学生的学习能力和方式，以及优质的教学资源、舒适的教学环境、齐套的软硬件设施等。在数字化时代，5G、云计算、物联网、人工智能、数字孪生等技术大应用部署，为教育模式的变革开拓了前所未见的新机遇，在教育局越发重视现代化教学模式，大量学校开始尝试向智慧校园、智慧课堂的方向发展。上海臻图信息技术有限公司，致力于构建数字孪生世界底座和应用，全新推出的数字孪生平台，以多态交互和开放架构，赋能各行业数字化转型，重构产业数字化。



系统简介

行业背景1.2018年国家及国家标准委员会相继出台了《教育信息化2.0行动计划》、《中小学数字校园建设规范（试行）通知》及《智慧校园总体框架》等政策及标准


系统功能介绍

1.2018年国家及国家标准委员会相继出台了《教育信息化2.0行动计划》、《中小学数字校园建设规范（试行）通知》及《智慧校园总体框架》等政策及标准。其中，国家、中国发布的《智慧校园整体框架》已在2019年1月1日起正式实施，该框架标准要求学校实现智能感知、智能控制、智能管理。

2.新基建强调的融合基础设施包括智慧教育基础设施，从过去硬件为主拓展到软硬件及服务，智慧校园将迎来新的催化并加速。

3.建立节约型智慧校园和平安型智慧校园，协同营造新时代美好校园生活环境。


客户痛点


校园安全：异常情况缺乏安全告警，安全事故频发，难以防范；

校园节能环保：校园能耗大，缺乏统一用电分析管控，需要响应节能减排政策。

校园管理效率：校园设备繁多，难以统一实现智能感知、控制、管理。

校园信息化可扩展性：校园场景复杂，难以进行全场景物联网建设；传统物联网解决方案比较封闭，系统之间数据不通，难以平滑升级扩展。


建设目标


基于新一代的LPWAN广域物联网连接技术，在智慧校园的场景下，通过部署大量的无线物联网传感器终端，充分收集校园范围内各种有价值的现实世界物理数据。并通过不间断的24小时的联系采集，大大提高了风险项和危险情况发现的及时性。大量无线物联网传感器设备通过高质量的LPWAN广域物联网覆盖，可以快速的为云端或本地服务器收集和处理各类终端的实时数据。在物联网云平台侧，通过宽带设备和窄带物联网设备的数据归集和数据融合，进而实现宽窄融合，数据互通，避免信息孤岛现象的发生。物联网云平台作为物联网PaaS层的基础，为各类符合校园应用场景的SaaS应用平台系统提高可靠的数据传输、解析和数据转换加工。进而实现校园数据的统一化和标准化管理。真正实现物联网智慧校园生态。

在物联网智慧校园的建设过程中，我们应当明确的实现如下几个目标：

1.全面提升校园安全等级，尤其是校园消防的安全等级。

2.实现更精准的能耗统计，更便捷的费用管理。

3.系统层面保持兼容开放，方便校方持续的进行信息化建设个改造。

4.极大的压缩物联网智慧校园方案整体的部署难度和部署成本，缩短整体的安装周期，不影响学校日常的教学和管理工作。


方案介绍


物联网智慧校园系统架构，应符合物联网项目的整体架构设计原则，分为：设备层、网络层、PaaS物联网管理平台层、智慧校园SaaS应用层、多终端交互界面。为学校的管理人员，包括：学校管理层、后期管理人员、学校教师提供便捷的远程监控和控制功能，方便日常的学校运维和管理。


业务场景


通过广域物联网LPWAN连接技术，在智慧校园的场景下，我们可以使用大量不同类型的传感器终端来搭建不同的具体业务场景。包含：

1.能源场景无线传感器终端：灯控开关、空调控制器、智能电表、智能断路器等。

2.环境场景无线传感器终端：温湿度监测器、空气质量监测器、多功能气象站等。

3.消防场景无线传感器终端：烟雾报警器、智能水压表、电气火灾报警器等。

4.安防场景无线传感器终端：无线智能门锁、门磁传感器、水浸监测器。

5.组网设备：G200LPWAN物联网网关、G500LPWAN物联网网关。

通过多种类型，多种维度的数据，通过分析和统计，我们可以在校园内实现如下五个主要场景，包括：

1.校园智慧教室解决方案

2.学校机房监测解决方案

3.校园智慧办公解决方案

4.校园空气质量监测解决方案

5.校园消防安全监测解决方案


校园智慧教室解决方案


如图所示，通过智能管理灯光、空调和空气环境质量，为学生打造一个安全、节能、便利、舒适、高效的学习环境。校园智慧教室解决方案可以实现如下功能：

1.灯光管理
照度太弱时（低于300Lux）自动开启灯光，确保教室内的灯光强度是适合学生进行看书写字的；灯光可采用无线无源开关，无需布线，同时可远程统一控制通断，在非上课时间段自动关闭，实现节能。
2.空调控制
采集教室空调用电量、运行功率，调节空调运行状态，通过对学校教室温湿度环境的监控，可以通过云平台下发指令，对空调的温度和模式设置进行调整。同时支持人体红外联动控制空调。在教室无人的情况下，实现空调的自动关闭。也可以根据校园室外环境状况的监控，自动的关联教室空调的模式设置，实现节能减排。
3.环境监测
检测温度、湿度和人体红外，人体红外可用于学生放学滞留监测，防止学生独自滞留造成的管理问题；空气质量监测器可以监测温度、湿度、PM2.5、甲醛、VOC、CO2浓度。确保教室环境的空气质量。
4.能源管理
用电计量，带远程控制，可以用来统一关闭用电设备，实现节能。后勤管理人员无需每个教室进行走动，即可统一控制教室的灯光和空调设备。大大降低了人工成本。

智慧教室解决方案同时也支持子系统扩展，包括：

1.窗帘控制器：根据情景模式控制窗帘情况，一键打开关闭窗帘。

2.智能断路器：发生短路过载时自动跳闸；也可以远程控制统一关闭线路，实现节能。

3.门磁：门窗异常开启时后台报警，能够通过短信或语音发送报警信息到管理人员。
4.智能门锁：支持密码、指纹和手机开锁，可与电子班牌产生联动，用于特殊实验室或者机房。


学校智慧机房解决方案


通过物联网终端实时采集机房的动力、环境、安全等信息，管理人员可通过浏览应用平台页面或者移动设备实时了解机房情况，随时随地的掌握机房工作状态。保障机房信息安全，提高机房运维管理效率。通过LPWAN广域物联网，连接设备终端，实现机房UPS、蓄电池、电力参数监测和能耗监测。实现机房环境温湿度、PM2.5、机房空调监测。实现机房门锁、人体红外入侵、门磁、水浸和视频等安全监测。

动力监测：
实时测量配电系统主要的电力指标，并可设定越限阈值，一旦越限就上报用电异常上报到监测平台。
监视UPS整流器、逆变器、电池（电池健康检测，含电压电流等数值）、旁路、负载等各部分的运行状态与参数，一旦UPS产生报警就上报异常消息到监测平台。
管理系统直接抄读现场电表读数，自动保存抄读的历史数据，形成用电档案，并可查看系统能耗同比和环比数据。
可根据历史数据记录，快速定位故障点，及时排除故障、可根据设备状况，制定科学合理的维保措施，保证设备设施的正常工作状态，延长设备设施的使用寿命。
环境监测：
安装温湿度传感器，监测机房内温度和湿度状态。
安装PM2.5传感器，监测机房内PM2.5浓度。
实时监视回风温度、回风湿度、回风温湿度限值、温度设定值、湿度设定值、 加热器运行状态、制冷器运行状态、除湿器运行状态、压缩机高低压报警、 主风扇过载报警、滤网堵塞报警等。
通过空调控制器来控制普通空调，确保室内温度正常，保障服务器正常运行。
安全监测：
实时准确地监测水浸状态，当水浸传感器发生告警时即时推送报警消息到监测平台。
布设防入侵探测器，如门磁、红外探测器、烟雾传感器，实时监测非法侵入并即时推送监测平台。
安装智能门锁，控制机房人员的进出访问，并支持记录和查询历史信息。
安装视频监控系统，实时监视机房图像，支持多画面监看，录像存储和回放，视频控制和联动控制等功能，并支持远程监控。


校园智慧办公解决方案


在校园管理的过程中，教师的办公环境也是非常重要的，通过LPWAN物联网技术，打造多传感器融合的智慧办公解决方案，提升校园办公舒适度。包括：

1.PM2.5检测、温度、湿度、TVOC监测及控制，实时调节房间环境控制设备；

2.实现办公室的远程监控、办公室入侵报警、门锁防撬报警、起火烟雾报警，实现防火、防盗；
3.对空调、灯光、饮水机、计算机等用电设备进行组合用电管理和调配，达到节能的目的；


校园空气环境监测方案


将大时代背景下的先进物联网技术与传统的自然科学知识相结合，让学生学会监测植物生长的变化过程，了解气象、土壤指标。激发学生提高学生发现问题和解决问题能力。

传统学科升级
将物联网技术与自然科学课相结合，激发学生探索周围自然环境的好奇心。
打造特色项目
建立以物联网为核心的“生态农场" 等特色项目，便于打造区域成果。
提升学校度
便于学生做创新项目和参加学科竞赛，培养拔尖学生，提高学校度。

监测室外温度、湿度、气压、风速、风向、PM2.5/10、噪声、照度、雨量等气象环境监测。

监测空气质量级别，超标时告警，给学生提供一个舒适的学习环境；


校园消防安全监测方案


对用电安全、消防火、消防水进行监测，实时地监测楼宇消防设施系统设备的数据和运行状态，减少消防事故和人力成本。
1.用电安全监测
对过漏电、过压、过流、过载、过温度、欠压等电气用电故障进行实时监控，发生故障时实时告警，通知人员维修；使用断路器在发生短路过载时自动跳闸，保护线路和用电设备；
2.消防火监测
使用烟雾报警器对消防火灾进行监测，检测到烟雾时本地告警，同时发送信息到相应的责任人员，减少火灾发生；
3.消防水监测
对水泵房水压与液位、消防管网水压监测，水压不足时告警，确保发生火灾时有水可用，减少消防事故。

在校园消防安全监测方案中，我们可以使用多种设备，实现不同场景下的消防监控需求：

1.烟雾报警器，检测到火灾烟雾时报警，可以使用在教室、机房、会议室等。

2.声光报警器，声光报警，主要用于联动，下行控制报警。可以使用在楼层过道。
3.电气火灾探测器，检测电气参数（电压、电流、功率、电能）、剩余电流（即漏电流）和线路测温。可以使用在配电箱、配电房。
4.智能断路器，电力参数监测，自动断路、远程通断路。可以使用在教室、办公室、配电箱。
5.水压表，检测水压，可本地和在线显示水压值。可以使用在水泵房、消防管网。

6.水浸监测器。监测漏水、积水、高水位触发。可以使用在机房、办公室、洗手池等。

7.门窗监测器。监测门窗开关情况，一般用于常闭门窗的监测。可以使用在教室、天台、机房、配电柜等。


校园人员与资产定位解决方案


室内外人员定位：
蓝牙+GPS定位，使用手环、校园卡等形式，学生安全管理，人员轨迹动态管理， 建立电子围栏，学生越界告警，访客进入禁访区域告警。
资产定位：
贵重资产全生命周期管理，利用无线信号强弱检测资产所在范围，超出固定区域告警。


方案价值


1.让校园更安全：故障发生，时间知晓处理，对用电、消防、门禁、环境等方面的监控，将“事后处置"被动模式转变为“事前预判"的主动模式，安全隐患提前预警，启动对应保护措施，确保校园安全。

2.更节能更省钱：管理校园照明与空调节能，单台空调设备每年节省电费158元(1100W(1.5P)*20%*8h*180天*0.5元/kWh=158元)。

3.让管理更高效：让工作变得更智能，将校园管理“化N为1"：1个系统，通通搞定。打通能源、消防、安全管理系统，将所有设备联网，实现智能监控。

4.统一化管理：统一管理区域内的所有学校，紧跟新基建信息化建设的大环境要求。

5.增强学生的代入感：将先进的物联网应用与知识相结合，打造沉浸式的体验与学习。


项目案例


上海汇师小学项目：

包含智能教室、灯光改造、用电安全监测、机房动环监管、智能门锁等。

设备包括：智能断路器、温湿度、红外探测器、灯光接收器、灯光开关、烟感、声光报警器、空调控制器、智能门锁、门磁、智能插座、电气火灾、网关。
平台包括：数据展示、数据分析、智能预警、联动控制、空间管理等。

赤壁市中学项目：

学校需要在教室和寝室统一安装空调，采用物联网设备对空调进行统一管理，实现能耗统计功能和批量控制功能，加强教室和寝室空调节能，减少能耗浪费，响应国家节能减排政策。

武汉石牌岭高级职业中学：
对整个实训楼宇和校园环境的进行监测，包括温湿度监测、红外探测、烟雾报警、 PM2.5监测、水位监测和井盖异动监测等。
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