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1、基于物联网的校园宿舍智能管理系统建设方案 2015.11.03目录一 项目背景3二 建设意义4三 建设目标4四 建设方案44.1建设原则44.2建设内容及建设周期54.3校园宿舍智能管理系统功能54.4技术解决方案64.4.1 系统架构64.4.2 系统应用74.5系统功能优势及技术特点9五 系统主要设备配置及技术规格参数105.1 硬件产品105.2 软件产品16六 投资预算18一 项目背景进入21世纪以来，教育领域通过实施“校校通”工程、“班班通”工程、“农远”工程和教育信息化工程，教育信息化建设得到了长足的发展。教育部颁布的国家中长期教育改革与发展规划纲要、国务院颁布的我国国民经济和社会
2、发展十二五规划纲要中明确强调要加快智慧校园建设并明确提出了要积极探索与推进物联网技术在校园中的应用。国务院“十一五”规划提出“十一五”期间单位国内生产总值能耗降低左右的目标，2007年9月教育部向全国教育系统各部门颁布了关于开展节能减排学校行动的通知，重点强调加强学校师生的节能意识，加强节能环保基础教育，营造节能减排校园文化，进一步推动节约型校园的建设。在大的政策背景和学校信息化管理和节能减排的实际需要，各地教育主管部门及学校纷纷启动智慧校园和节能校园的建设。 随着教育信息化的不断深化，教育设备经费的持续投入和教育设备多年累积，学校的教学设备和电器设备规模越来越庞大，这些设备给教学带来便利的同
3、时，也给管理者带来了巨大的困扰。当前校园设备应用管理面临的实际问题：第一、学校和教育主管部门为了解决学校内大量的设备管理问题，也尝试制定了各种各样的规章制度，但是面对庞大的设备种类和数量，只靠人力、经验和制度，必然造成“管不过来，管不到位”的情况。第二、无法实时掌握设备的使用情况，无法实时监控、监管设备状态。第三、设备的粗放化管理，出现设备闲置情况、设备无法保证被正确使用的情况时有发生，使得设备使用率低下，设备故障率大大增加、使用寿命缩短。第四、设备出现故障时，无法实时发现，无法实时的将故障信息通知给设备管理人员和设备维修人员。第五、数量庞大、品目繁多的设备的统计和管理是一个耗费大量人工和时间
4、的高强度工作，必然会出现统计和管理上的纰漏，不能做到数据的准确性和时效性。第六、由于教学设备和电器设备没有实现集中化和科学化管理，所以无法做到设备的合理利用和综合利用。如何实时掌握设备使用情况，如何实时监控、监管设备状态，如何在设备故障时能快速的响应及维护，如何弥补设备专业管理人员的严重不足。如何更有效地管理教育设备和电器设备，让教育设备更好的为教学服务等等问题，便成为当前学校和各级教育装备主管部门迫切需要解决的实际问题。校园宿舍智能管理系统正是基于当前学校对宿舍大量电器设备管理和日常管理实效化、智能化、科学化的实际需要，利用新一代物联网技术和智能感知设备构建校园智能化网络，帮助管理者提升宿舍
5、电器设备使用、维护和管理的效率，实现设备管理及能耗管理的数字化、智能化，决策的科学化，管理的现代化。提高管理者的工作效率、降低管理成本和人工成本。二 建设意义基于物联网的宿舍楼智能管理系统建设在全国教育行业属于创新型应用，将在全国乃至全球教育行业处于领先水平。该系统的建设将大幅提升宿舍日常管理的效率和宿舍电器设备使用和维护效率、大幅降低宿舍电器设备用电量，降低人工管理成本，加强宿舍安全管理及防范，使宿舍日常管理实现实效化，精细化和智能化，实现决策的科学化，能够提高学校现代化管理的整体水平。能够促进智能型校园、节能型校园和平安校园的建设。该系统既能服务于学校宿舍的日常管理，又能成为向学生宣传科普
6、教育的平台。可以很好的为学生树立学科学，用科学的育人理念。同时响应当前国家的节能减排的号召，激发学生节约能源、爱校爱家的意识。三 建设目标校园宿舍智能管理系统是以校园宿舍智能化管理为目标，将先进的物联网技术应用融合到宿舍管理的日常工作中，解决宿舍电器设备使用、控制和管理中存在的各种问题，提升宿舍电器设备使用、维护和管理的效率，提高管理者的工作效率、降低管理成本和人工成本，帮助学校实现高效、便捷、智能、安全的智慧化服务的校园宿舍管理模式。四 建设方案 4.1建设原则总体建设原则本系统建设将充分利用现有先进、成熟的技术和考虑长远发展需求，统一规划、统一布局、统一设计、规范标准、突出重点、分步实施，
7、在实施策略上，根据实际需要及投资金额，统一领导、统筹规划、标准化及核心业务重点推进，注重信息的共享和安全体系建设，保证系统建设的完整性和投资的有效性，建设先进而实用的教育装备综合应用管理平台。开放性和可扩展性原则本系统结构要按照开放性和可扩展性原则设计。一方面，系统要采用开放性、标准化的平台设计以尽可能地利用已有的设备、软件及信息资源；另一方面，系统对于未来可能增添的新的功能、新的用户都要留有接口和二次开发，并符合国际工业标准和多协议标准，系统可以随教学需求的变化而不断扩展。实用和经济性原则本系统建设应当充分利用已有资源，避免重复建设，力求减少浪费，务求达到经济、实用，操作简单，容易部署的实用
8、性和经济性需求。完整性原则除了针对本项目系统功能需求外，还要充分考虑系统功能扩展性需求，包含：1）系统性能设计、系统安全保密设计、系统集成与系统运行环境要求、设备购置与人员培训、组织机构调整同时进行的需求；2）在项目建设的全过程实施质量控制，及时发现、解决建设中的问题；3）从系统建设开始就实施现代项目管理，对项目的建设管理、项目实施、人员培训等项目建设的诸多环节进行完整的规划和设计，确保项目建设的全部需求。系统性和时效性原则 本系统建设应坚持系统性原则，采取有力的组织措施和严格的制度保障，以满足统筹规划、统一设计的需要。系统建设从某种意义上说是一项服务工作，坚持边建设、边应用的原则，及时将建设
9、成果服务于学校应用。它的成败优劣必须从、也只能从实际效果来衡量。因此，系统建设中必须坚持时效性原则。先进性和成熟性原则本系统应采用国际上先进的、成熟的物联网技术，保证系统的的先进性设计，不但能够满足当前的实际需要，而且要满足将来信息化不断发展的需要。因此，在设计理念、技术体系、产品选用等方面要求先进性和成熟性的统一，以满足系统在很长的生命周期内有持续的可维护性和可扩展性。可靠及安全性原则社会向信息时代迅速发展的同时也有潜在危机，即对信息技术的依赖程度越高，系统失效可能造成的危害和影响也就越大。因此，本系统的设计尽可能在有限的投资条件下，从系统结构、技术措施、设备选型以及厂商的技术服务和维修响应
10、能力等方面综合考虑，确保系统整体运行的可靠性。系统应采用多种安全机制和防范措施，保证整个系统安全性和可靠性。4.2建设内容及建设周期 1.建设内容 校园宿舍智能管理系统的建设是针对学校宿舍的电器设备控制、电器设备运行状态监控、能耗监测、用电安全、宿舍安防和环境监测等管理需求，实现实效化、精细化、智能化管理。其具体建设内容如下：1）实现宿舍电器设备远程和集中智能化控制，弥补管理漏洞，避免人工误操作、减少工作强度、提高管理效率、降低人工成本。2）实现电器设备运行状态实时监控和能耗监测，方便管理者实时、全面了解设备运行状况和能耗情况，保证宿舍电器设备能够高效运行，支持决策过程的智能化和科学化，为科学
11、管理和决策提供有效的数据支撑和保障。3）实现宿舍用电安全管理，减少用电安全隐患，对宿舍用电管理做到及时准确。 4）实现宿舍安防监控管理，帮助管理人员实时监控、提前预警、准确定位、及时响应和快速处理。 5）通过环境监测和智能感知自动触发智能设备做出智能控制和调节。保证电器设备的合理利用，满足节能的需要。 2.建设周期：杭州长河高级中学校园宿舍智能管理系统的建设周期为2个月。4.3校园宿舍智能管理系统功能校园宿舍智能管理系统涵盖了电器设备远程和集中智能化控制、电器设备运行状态实时监控、用电安全管理、能耗监测、环境监测、安防监控及告警信息推送等诸多功能。1.宿舍电器设备远程和集中智能化控制功能可以帮
12、助宿舍管理者通过移动智能终端或控制中心远程、集中控制任意单个或者全部宿舍中的用电设备如：空调、灯光、电源插座、宿舍电闸等；系统也可以设置条件触发情景模式和智能情景模式，按需自动开启和关闭用电设备，无需人员操作，弥补管理漏洞，避免人工误操作、减少工作强度、提高管理效率、降低人工成本。2.电器设备运行状态实时监控和能耗监测功能可以对宿舍电器设备状况和用电情况进行实时监控和故障发现。并实时采集和准确反馈各种电器设备、控制设备的状态信息和用电量，例如设备使用状况、故障、能耗等数据，并将采集的信息形成统计分析报表。方便管理者实时、全面了解设备运行状况和能耗情况，保证宿舍电器设备能够高效运行，为科学管理和
13、决策提供有效的数据支撑和保障。3.用电安全管理功能是当宿舍学生使用大功率电器时，系统会及时发现并向管理者推送预警信息，系统会自动关闭单元宿舍内电源。这样既能减少宿舍的安全隐患，也能对宿舍用电管理做到及时准确。 4.安防监控及告警信息推送功能可以对宿舍进行火灾、烟雾、非法入侵等安防监控，当发生安全隐患和事故时，直接将告警信息推送到监控中心及相关管理人员的移动智能终端上，帮助管理人员实时监控、提前预警、准确定位、及时响应和快速处理。5.环境监测和智能感知功能可以对宿舍环境实时监测并通过环境的变化自动触发智能设备做出智能控制和调节。其智能感知的特点保证了对环境的实时感知及通过环境变化按需开启或关闭电
14、器设备。既实现了合理利用电器设备又满足了节能的需要。4.4技术解决方案 4.4.1 系统架构校园宿舍智能管理系统架构采用国际标准的、先进的物联网无线通信技术标准，融合了无线通信技术、传感技术、信息与网络技术和互联网技术。实现校园物联网全覆盖和设备智能控制。1、物联网系统管理服务器部署方式：在校园机房架设物联网系统管理服务器，使服务器联通校园及互联网。功用介绍：用于管理和配置物联网设备，对传感器采集上来的设备数据进行数据存储、数据处理、数据统计分析和生成统计报表，支持用户的多级管理。2、物联网智能网关部署方式：部署于各楼层宿舍走廊内，根据实际的宿舍布局情况，实现多宿舍共享一物理网关，各物联网关联
15、通校园网及互联网，并能与服务器进行通信。功用介绍：Z-wave网关用于Z-wave网络与TCP/IP网络的互连。是实现Z-wave协议层与TCP/IP层协议转换的重要设备，也是整个物联网系统的核心设备。不仅转换上端发给传感器的各种控制指令，而且将传感器设备上报的数据转换为TCP/IP协议包发送给应用层。Z-wave网关不仅要提供TCP/IP网络层的各种协议，如TCP/IP、UPNP、DDNS、HTTP、DNS等基础协议外，还要提供Z-wave所有设备的入网、脱网、路由转发、路由重建等多种Z-wave网络协议。同时，Z-wave网关还提供过滤和安全功能。物联网智能网关支持Z-wave、IPv6、IPv4等多种通讯方式，将传感器和控制器模块通过物联网接入互联网。3、控制设备部署方式：根据被控的电器设备及宿舍内实际情况，灵活安装于适当位置，首要考虑设备取电的方式即可。功用介绍：用于对宿舍电器设备的控制、信息采集和对环境的智能感知。4、被控设备和环境如空调、灯、电源插座等各种电器设备和环境因素。以现有宿舍建设情况为基础，不做变动。5、管理终端部署方式：以现有校园的设备为主，不做特别设备增加，如使用现有的电脑或移动智能
