1.1 方案背景
以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的大平臺，是對智慧校園的進(jìn)一步擴(kuò)展與提升，是綜合運用云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新興信息技術(shù)，構(gòu)建智能感知環(huán)境和新型的教育教學(xué)空間，智能識別師生群體的學(xué)習(xí)、工作情景和個體的特征，充分釋放先進(jìn)技術(shù)的優(yōu)勢和人類的智慧，為師生提供以人為本、智能開放的個性化創(chuàng)新服務(wù)，促進(jìn)教學(xué)、教研、教育管理和生活服務(wù)的流程再造與系統(tǒng)重構(gòu)，實現(xiàn)信息技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合，提高教育教學(xué)質(zhì)量和教育管理決策水平，形成“可感知、可診斷、可分析、可自愈”的新型校園生態(tài)。與初期的教育信息化1.0相比，2.0強調(diào)以服務(wù)于創(chuàng)新型人才培養(yǎng)為導(dǎo)向，以智能泛在環(huán)境為支撐，以融合創(chuàng)新為核心，形成開放協(xié)同的現(xiàn)代化校園生態(tài)。
依據(jù)國家、政府戰(zhàn)略規(guī)劃以及教育信息化發(fā)展趨勢，根據(jù)學(xué)校建設(shè)個性化智慧校園的需求，通過借鑒國內(nèi)外智慧校園建設(shè)經(jīng)驗，立足當(dāng)前，順應(yīng)未來教育發(fā)展趨勢，以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為依托，構(gòu)建創(chuàng)新的教學(xué)系統(tǒng)體系，打造成高效、智能的智慧校園。
1.2 需求分析
1、智慧校園物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一建設(shè)規(guī)劃需求
①校園物聯(lián)網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一建設(shè)
學(xué)校各應(yīng)用系統(tǒng)在建設(shè)過程中物聯(lián)網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)重復(fù)建設(shè)，導(dǎo)致物聯(lián)網(wǎng)傳輸網(wǎng)關(guān)之間存在信號干擾，并且資源浪費等問題，需要有統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)規(guī)范。
②智慧校園中缺乏物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用等智能管理
校園內(nèi)門禁、監(jiān)控暫無統(tǒng)一管理平臺，學(xué)校多媒體教室、功能室門鎖目前均采用傳統(tǒng)門鎖開鎖方式，無法遠(yuǎn)程操作與一鍵管控，無法記錄進(jìn)出教室人員，教室監(jiān)控沒有接入統(tǒng)一管理平臺，不方便管理人員管理。學(xué)校多媒體教室及功能室的空調(diào)與照明系統(tǒng)暫不具備智能控制、統(tǒng)一管理和控制、“一鍵開關(guān)”等功能，不方便管理，易造成能源浪費。學(xué)校實驗室儀器設(shè)備種類繁多、用電管理復(fù)雜、用電消耗大，目前暫無電流監(jiān)測、排插惡意負(fù)載等監(jiān)測、預(yù)警系統(tǒng)。
2、校園教室、功能室信息化管理需求
①學(xué)校課程、人員、儀器等信息管理
對教學(xué)基礎(chǔ)信息尤其是安全信息缺乏有效的登記備案記錄，例如：資質(zhì)信息、風(fēng)險點信息、防護(hù)要點信息、教師隊伍信息、儀器設(shè)備信息、實驗室管理信息等。
②教學(xué)儀器使用和檢修管理
依靠傳統(tǒng)手工方式記錄安全檢查問題工作量大且易出錯；自查、抽查、大檢查等各種類型的檢查工作沒有形成流程化管理，對發(fā)現(xiàn)的安全隱患整改情況缺乏后續(xù)跟進(jìn)。
③教室預(yù)約與準(zhǔn)入管理
管理部門在開展實驗室安全管理工作過程中，無有效方法了解師生安全知識掌握情況并提高實驗室安全紅線意識；缺乏培養(yǎng)師生安全技能和操作規(guī)范的手段；沒有建立健全的實驗室安全準(zhǔn)入制度。
對實驗室及儀器設(shè)備使用者是否具備使用資格缺乏有效篩選；對于使用過程缺乏有效監(jiān)管及實時監(jiān)控，如：誰預(yù)約、誰審批、需幾級審批、是否真實出席、預(yù)約人是否有資格使用該儀器設(shè)備、預(yù)約人何時來、何時離開等；
3、教學(xué)環(huán)境和安全管理
①教學(xué)環(huán)境檢測
無有效方式實時監(jiān)控實驗室內(nèi)環(huán)境變化（如：溫濕度、煙感、有毒有害氣體濃度等），當(dāng)實驗室環(huán)境所產(chǎn)生的變化對實驗人員人身及財產(chǎn)安全造成威脅時，無法第一時間了解相關(guān)信息并及時作出應(yīng)對措施。
②樓宇用電安全管理
預(yù)防電氣火災(zāi)事故，電器、線路老化、非合規(guī)用電、非合規(guī)電器及非法接線等情況，保護(hù)負(fù)荷側(cè)器材設(shè)備燒壞，保障生命和財產(chǎn)安全。
③實驗室人體檢測管理
實驗室內(nèi)可做人體檢測，防止非法人員在非實驗時間進(jìn)入，并且在人員完成實驗離開的后能夠檢測到無人環(huán)境進(jìn)行實驗室管控。
1.3 方案結(jié)構(gòu)
校園物聯(lián)網(wǎng)及能耗管理方案整體架構(gòu)圖如下：
從整體架構(gòu)上來看，主要分為四層架構(gòu)：
系統(tǒng)包含有環(huán)境管控系統(tǒng)、智慧用電系統(tǒng)、空間安全系統(tǒng)、出入控制等相關(guān)信息化管理系統(tǒng)；
物聯(lián)網(wǎng)中臺，包含整體校園物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的終端大屏顯示，所有教室、功能室空間的管理，相關(guān)數(shù)據(jù)分析和運維管理。
物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)接設(shè)備，包含交換機，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、無線AP等；
傳感終端設(shè)備，包含環(huán)境傳感器、安全用電傳感器，水電安防等。
1.4 應(yīng)用功能
1、教學(xué)環(huán)境管控，聯(lián)動策略管理
管理員或者老師通過教室內(nèi)的觸控面板或者遠(yuǎn)程平臺管理完成教學(xué)環(huán)境的一鍵準(zhǔn)備，提前完成教學(xué)環(huán)境的部署，并且在環(huán)境管理過程中，傳感器可以感受相應(yīng)的環(huán)境狀態(tài)聯(lián)動控制紅外、插座等物聯(lián)網(wǎng)傳感器最終達(dá)到自動開關(guān)空調(diào)、窗簾、燈光等場景。
2、實驗室環(huán)境管控、減輕老師負(fù)擔(dān)
傳統(tǒng)的實驗室管理，管理員需要依據(jù)實驗室的排課，到上課前需要進(jìn)行實驗室的實驗器材的準(zhǔn)備，實驗室的開門通電；下課后要完成實驗室的所有設(shè)備的整體，關(guān)門關(guān)電，實驗資料的整理；平常部分設(shè)備出現(xiàn)問題需要完成檢修工作；一個管理員所管轄的實驗室分布在樓棟各處，管理員的工作負(fù)擔(dān)相對較重。
通過實驗室信息化后的管理方式可以改變和提升管理員的管理效率，如上圖右邊所示，管理老師只需要通過相關(guān)的APP界面，即可展示所有實驗室的狀態(tài)，包括實驗室是否正常開啟、用電情況、環(huán)境情況。并且可以通過APP進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。不需要親自到現(xiàn)場開關(guān)實驗室。在部分實驗室出現(xiàn)相關(guān)設(shè)備異常的情況下，可以通過APP進(jìn)行預(yù)警，定向提前在學(xué)生做實驗之前完成設(shè)備的相關(guān)檢查工作。
3、樓宇能耗管理、綠色節(jié)能
通過整體式物聯(lián)網(wǎng)IS管理大屏，可以基于樓棟，樓層，包括具體房間的用電能耗分析，大屏直觀展示基于“空間、時間、能耗類型”等多維度實時數(shù)據(jù)。
可以基于自定義時期形成多維度能耗分析報表，年底數(shù)據(jù)呈現(xiàn)，對后期樓棟能耗管理提出整改依據(jù)。
通過制定的一鍵巡檢策略，在執(zhí)行過程中快速發(fā)現(xiàn)異常未關(guān)閉的耗電設(shè)備，協(xié)助管理員高效管理。
4、環(huán)境安全管理：安全用電、防水防火
在房間部署了相關(guān)的安全用電傳感器、安全環(huán)境檢測傳感器后，教室、功能室的用電、空氣、水火等異常情況都會被傳感器檢測到，并且通過物聯(lián)網(wǎng)的平臺進(jìn)行告警，推送到相關(guān)的管理員和保衛(wèi)處。
同時平臺還提供“云守護(hù)”功能，可以通過此服務(wù)，線上云端運維專家實現(xiàn)7*24小時的不間斷的查看，出現(xiàn)緊急故障后，運維專家可基于級別進(jìn)行遠(yuǎn)端判斷，并通過電話的方式告警，提供相關(guān)的處理和協(xié)助幫助現(xiàn)場的管理員完成緊急事件的處理。
5、實驗室環(huán)境安全管理，有無人檢測
通過部署在實驗室內(nèi)的人體存在感應(yīng)裝置，包含移動感應(yīng)+微動感應(yīng)+人體呼吸檢測三重判定是否有非法用戶入侵實驗室。
如果出現(xiàn)非法用戶入侵后，人體存在檢測到可以立即聯(lián)動走廊外的本地聲光進(jìn)行告警，同時聯(lián)動室內(nèi)的監(jiān)控攝像頭進(jìn)行抓拍錄像以保存證據(jù)，通過平臺方式推送到相關(guān)的管理員和保衛(wèi)處。
