海南某中小學(xué)智能化設(shè)計(jì)

麥榮杰

（廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，廣東廣州 510010）

0 引言

隨著科技的快速發(fā)展，信息化技術(shù)深深地融入到我們的工作、學(xué)習(xí)當(dāng)中，成為生活中不可或缺的一部分。社會(huì)在不斷的進(jìn)步，教育作為社會(huì)進(jìn)步的重要基石，也要適應(yīng)著社會(huì)不斷地進(jìn)步，建設(shè)智慧校園，提高教育現(xiàn)代技術(shù)水平，擴(kuò)大教學(xué)規(guī)模，推動(dòng)教學(xué)方法、教學(xué)手段和教學(xué)工具的改變，普及多媒體教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教學(xué)、信息化教學(xué)資源共享，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高。

1 項(xiàng)目概況

此項(xiàng)目用地面積約55982m2，總建筑面積66239.36m2。項(xiàng)目由幼兒園、連廊連起來的三棟包括教學(xué)樓A 區(qū)、教學(xué)樓B 區(qū)、實(shí)驗(yàn)樓、綜合樓、合班教室、食堂宿舍樓、體育中心、操場(chǎng)看臺(tái)組成的建筑，建筑高度最高為23.95m。

2 智能化系統(tǒng)

2.1 綜合布線系統(tǒng)

布線系統(tǒng)主要作為自用教學(xué)辦公的校園網(wǎng)、Internet 接入、大樓管理安防設(shè)備網(wǎng)絡(luò)及電話語音通信系統(tǒng)的傳輸介質(zhì)。

2.2 信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)分為校園網(wǎng)（教學(xué)辦公及寬帶Internet 接入網(wǎng)絡(luò)）和校園智能網(wǎng)（物業(yè)管理和設(shè)備監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)）兩個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，從物理上隔離。

（1）校園網(wǎng)采用二層星型的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，主干網(wǎng)絡(luò)采用交換式千兆以太網(wǎng)。系統(tǒng)分為兩層：核心層和接入層。核心層（雙核心）主要作為各接入層設(shè)備的匯接、與服務(wù)器的數(shù)據(jù)交換，同時(shí)還進(jìn)行安全策略的實(shí)施，接入層用于用戶終端的接入。網(wǎng)絡(luò)核心層由2 臺(tái)萬兆交換機(jī)組成，設(shè)置于首層網(wǎng)絡(luò)機(jī)房。

（2）校園智能網(wǎng)采用二層星型的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，主干網(wǎng)絡(luò)采用交換式千兆以太網(wǎng)。系統(tǒng)分為兩層：核心層和接入層。核心層主要作為各接入層設(shè)備的匯接、與服務(wù)器的數(shù)據(jù)交換，同時(shí)還進(jìn)行安全策略的實(shí)施，接入層用于各智能化子系統(tǒng)工作站、末端設(shè)備（如視頻監(jiān)控IP 攝像機(jī)、建筑設(shè)備管理網(wǎng)絡(luò)控制器等）及用戶終端的接入。網(wǎng)絡(luò)核心層由1 臺(tái)萬兆交換機(jī)組成，設(shè)置于首層網(wǎng)絡(luò)機(jī)房。接入層采用可堆疊交換機(jī)（支持三層交換功能），堆疊技術(shù)采用虛擬化堆疊實(shí)現(xiàn)將多臺(tái)交換機(jī)虛擬成一臺(tái)交換機(jī)，交換機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)、路由和網(wǎng)絡(luò)管理只需要維護(hù)一臺(tái)設(shè)備，每個(gè)堆疊單元通過2 條千兆鏈路捆綁上聯(lián)至核心層交換機(jī)，2 條鏈路并發(fā)傳輸實(shí)現(xiàn)2G 帶寬的上行，同時(shí)2 條鏈路有任何一條鏈路中斷時(shí)自動(dòng)切換到另一條鏈路上實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡和鏈路冗余。

（3）無線局域網(wǎng)：在校園內(nèi)設(shè)置無線AP，實(shí)現(xiàn)校園全區(qū)域的無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋。無線網(wǎng)絡(luò)采用無線控制器+瘦AP 結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)連接于校園網(wǎng)。

（4）同步時(shí)鐘：智能網(wǎng)核心層交換機(jī)兼作校園網(wǎng)及智能網(wǎng)的時(shí)鐘服務(wù)器，所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、服務(wù)器、工作站、IP 攝像機(jī)、出入口控制器、DDC 控制器等IP 設(shè)備的時(shí)鐘都以時(shí)鐘服務(wù)器的時(shí)鐘為基準(zhǔn)，保持與時(shí)鐘服務(wù)器同步，確保聯(lián)動(dòng)、報(bào)警等事件的完整性。

（5）網(wǎng)絡(luò)安全和隔離：通過防火墻防止來自網(wǎng)絡(luò)外部的攻擊。接入層交換機(jī)采用端口隔離和端口安全設(shè)置，不同子系統(tǒng)設(shè)備端口相互之間不能訪問，只能訪問相應(yīng)的系統(tǒng)工作站。

采用虛擬局域網(wǎng)技術(shù)（VLAN）將網(wǎng)絡(luò)劃分為多個(gè)子網(wǎng)，子網(wǎng)之間的信息互訪通過核心層的3 層交換路由功能實(shí)現(xiàn)。

2.3 有線電視系統(tǒng)

有線電視系統(tǒng)按照860MHz 雙向傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)，全部使用860MHz 設(shè)備。

系統(tǒng)在大樓的會(huì)議室、接待室、休息室、宿舍、飯?zhí)玫仍O(shè)置有線電視終端，供接收電視節(jié)目之用。

2.4 公共廣播系統(tǒng)

采用可分區(qū)的定壓數(shù)字式廣播系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)校園廣播功能，兼做消防廣播。系統(tǒng)作為音樂鈴聲（上、下課電鈴）、廣播操、背景音樂、全校大會(huì)等廣播，并兼具話筒尋呼、自動(dòng)定時(shí)廣播、單區(qū)／分區(qū)廣播及自動(dòng)、定時(shí)、時(shí)序開關(guān)設(shè)備電源等功能，實(shí)現(xiàn)無人值守的智能型校園廣播。系統(tǒng)廣播主機(jī)、消防廣播站設(shè)于首層消防控制室，在廣播站和安全監(jiān)控室設(shè)置分機(jī)。

2.5 信息發(fā)布及導(dǎo)引系統(tǒng)

在學(xué)校主入口處設(shè)置一塊P1.9 的室內(nèi)全彩LED 大屏，在正門處設(shè)置一塊P10 的室外雙基色LED 大屏，便于學(xué)生及教師及時(shí)獲取相關(guān)教育信息。信息發(fā)布系統(tǒng)由信息管理服務(wù)器、管理軟件、電子顯示屏（LED 屏或電視機(jī)）、播放控制器、傳輸電纜等組成。

服務(wù)器、播放控制器直接接入計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（校園智能網(wǎng)）接入層交換機(jī)，通過專用的信息發(fā)布VLAN 進(jìn)行通信。

服務(wù)器設(shè)在首層網(wǎng)絡(luò)機(jī)房，通過小學(xué)智能網(wǎng)將信息發(fā)布到不同的播放控制器并在相應(yīng)的顯示屏顯示。用戶可根據(jù)需要在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信范圍內(nèi)設(shè)置信息發(fā)布工作站（首層安全監(jiān)控室），通過登錄服務(wù)器進(jìn)行遠(yuǎn)程發(fā)布信息。

2.6 多媒體教學(xué)系統(tǒng)

多媒體教學(xué)系統(tǒng)根據(jù)不同功能定位，可滿足數(shù)字化多媒體教學(xué)的相關(guān)需求。

（1）投影顯示系統(tǒng)。多功能教室投影系統(tǒng)配置1 臺(tái)短焦距投影機(jī)、90 寸16∶9 可升降投影幕，可滿足教學(xué)PPT 演示。普通教室投影系統(tǒng)配置一臺(tái)86 寸可觸摸一體式顯示屏，兩側(cè)設(shè)置教學(xué)黑板，滿足日常教學(xué)功能。多功能廳顯示系統(tǒng)配置一臺(tái)P1.9 的LED大屏，滿足日常教學(xué)、會(huì)議功能。會(huì)議室投影系統(tǒng)配置1 臺(tái)短焦距投影機(jī)、120 寸16∶9 可升降投影幕，可滿足辦公會(huì)議使用。

（2）實(shí)物展示系統(tǒng)。實(shí)物展示系統(tǒng)配置1 臺(tái)實(shí)物投影臺(tái)，展示實(shí)物資料內(nèi)容。

（3）教學(xué)控制系統(tǒng)。教學(xué)控制系統(tǒng)配置1 臺(tái)教學(xué)中控矩陣，可實(shí)現(xiàn)本地中控、網(wǎng)絡(luò)中控、遠(yuǎn)程協(xié)助。教室的各種音視頻信號(hào)切換可全部通過教學(xué)電腦或中控臺(tái)完成，并且對(duì)整個(gè)智能控制系統(tǒng)進(jìn)行有效管理控制；包括系統(tǒng)自動(dòng)開關(guān)機(jī)控制、音響系統(tǒng)音量大小、啞音、模式切換控制、投影機(jī)開關(guān)、教室燈光開關(guān)。

2.7 視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)

視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)采用全數(shù)字高清視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)，NVR管理服務(wù)器（含存儲(chǔ)、流媒體設(shè)備）設(shè)在首層弱電機(jī)房，監(jiān)控室設(shè)在首層安全監(jiān)控室。系統(tǒng)由全彩色I(xiàn)P 攝像機(jī)、NVR 管理服務(wù)器、視頻管理應(yīng)用軟件、操作站、顯示設(shè)備及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等構(gòu)成。攝像機(jī)監(jiān)控部位：各主要出入口、走道、電梯廳、教室內(nèi)、電梯轎廂、地下停車場(chǎng)、圍墻等場(chǎng)所。全部攝像機(jī)均采用1080P 高清攝像機(jī)。設(shè)于正對(duì)室外等背光強(qiáng)烈的出入口的攝像機(jī)應(yīng)采用帶背光補(bǔ)償或超寬動(dòng)態(tài)彩色攝像機(jī)。系統(tǒng)信號(hào)傳輸網(wǎng)絡(luò)采用“校園智能網(wǎng)”。除高清球機(jī)采用220V 電源供電外，其余攝像機(jī)采用POE 供電。

2.8 出入口控制系統(tǒng)

（1）在大門主、次出入口處各設(shè)置兩通道人行道閘，學(xué)生、教師及后勤人員刷卡后可通過通道閘進(jìn)入校園。

（2）無卡人員不得隨意進(jìn)入校園范圍，須經(jīng)過大門保安亭保安確認(rèn)身份后登記通行。

（3）學(xué)生刷卡后（進(jìn)入校園或離開校園），須發(fā)送短信給學(xué)生監(jiān)護(hù)人報(bào)告學(xué)生的進(jìn)/離校時(shí)間及狀態(tài)。

（4）系統(tǒng)由管理服務(wù)器、區(qū)域管理器、翼式道閘、門禁控制器、讀卡器、門磁、開門按鈕、電鎖、IC/ID 卡、發(fā)卡工作站及發(fā)卡機(jī)等硬件及管理軟件等構(gòu)成。

（5）系統(tǒng)采用二層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，管理層及現(xiàn)場(chǎng)層。管理層采用以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)，由管理服務(wù)器、門禁區(qū)域管理器組成。各門禁區(qū)域管理器控制器具備TCP/IP 接口，可通過專用的以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)上傳至管理服務(wù)器。現(xiàn)場(chǎng)層由各出入口控制器及現(xiàn)場(chǎng)通訊總線組成，各出入口控制點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)安裝門禁控制器、讀卡器、通道閘、開門按鈕、電鎖等末端設(shè)備，便于管理維護(hù)。

2.9 非在線式電子巡查系統(tǒng)

系統(tǒng)主要由信息鈕、信息采集器、下載器、管理工作站及軟件組成。系統(tǒng)管理站和出入口控制工作站合用，設(shè)于首層安全監(jiān)控室。系統(tǒng)主要功能包括：

（1）通過軟件來設(shè)定巡查員、巡查路線、班次及路線等。

（2）軟件系統(tǒng)包含不少于兩級(jí)口令保護(hù)（系統(tǒng)管理口令及用戶口令），保證數(shù)據(jù)的真實(shí)性。

（3）可向系統(tǒng)中添加巡查人，并分配信息采集器。

（4）可向系統(tǒng)中添加巡查地點(diǎn)及巡查事件，并分配信息鈕，巡更事件可事先定義。

（5）巡查班次設(shè)置：可劃分不同的上班時(shí)間段，方便查詢。

（6）巡查路線設(shè)置：可將巡查人的地點(diǎn)組織成不同的巡查路線，規(guī)定巡查人按路線進(jìn)行查詢。

（7）查詢功能：可按人名、時(shí)間、巡查班次、路線對(duì)巡查人員的工作情況進(jìn)行查詢。并按不同的查詢條件可生成巡查情況總表。

2.10 停車場(chǎng)管理系統(tǒng)

系統(tǒng)包括車輛進(jìn)出口管理、視頻車牌識(shí)別等功能。

（1）在出入口處設(shè)一進(jìn)一出的停車場(chǎng)管理系統(tǒng)，對(duì)停車場(chǎng)進(jìn)出車輛實(shí)施自動(dòng)管理。系統(tǒng)要求具備出入口管理具有車牌識(shí)別、車輛圖像對(duì)比等功能。

（2）入口管理設(shè)備包括：入口控制器、中文電子顯示屏（帶車牌顯示）、滿位指示牌、自動(dòng)道閘、車輛感應(yīng)控制器、感應(yīng)線圈、高清攝像機(jī)（車牌識(shí)別用）等。主要完成車輛進(jìn)場(chǎng)時(shí)的視頻車牌識(shí)別、車輛圖像及進(jìn)常時(shí)間記錄等功能。

（3）出口管理設(shè)備包括：包括出口控制器、中文電子顯示屏（帶車牌顯示）、自動(dòng)道閘、車輛感應(yīng)控制器、感應(yīng)線圈、高清攝像機(jī)（車牌識(shí)別用）等。主要實(shí)現(xiàn)車輛出場(chǎng)時(shí)的視頻車牌識(shí)別車輛圖像對(duì)比、收費(fèi)等功能。

（4）停車場(chǎng)出入管理采用視頻識(shí)別車牌的方式；車輛進(jìn)出時(shí)，攝像機(jī)自動(dòng)識(shí)別車牌，并與數(shù)據(jù)庫中記錄的車牌比對(duì)，月保車輛則放行入/離場(chǎng)，臨保車輛則繳費(fèi)后離場(chǎng)。

3 結(jié)語

智慧校園建設(shè)，是當(dāng)今信息技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用的趨勢(shì)，構(gòu)建智慧校園應(yīng)用系統(tǒng)，有利于推進(jìn)教育方法、教育手段的改革，提高教學(xué)質(zhì)量，提高工作效率，提高教職工自身的信息化應(yīng)用水平。智慧校園建設(shè)是一項(xiàng)長(zhǎng)期性的工作，是人才培養(yǎng)的重要組成部分，在今后的學(xué)校建設(shè)與改造中，應(yīng)不斷引入新的信息化技術(shù)，擴(kuò)展傳統(tǒng)校園的業(yè)務(wù)功能，實(shí)現(xiàn)教育的全面信息化，實(shí)現(xiàn)教學(xué)應(yīng)用、學(xué)習(xí)應(yīng)用在學(xué)校中的全覆蓋，建成“互聯(lián)網(wǎng)+教育”大平臺(tái)。