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智慧校園系統基于無線物聯網(wang)智能感(gan)知(zhi)技術、云數據處理等高新技術，面向學校安全(quan)監控管理與(yu)教育信息化(hua)(hua)服務的(de)集成化(hua)(hua)系統平臺。 

  智能校園系統主要包括以下八個大功(gong)能，其中前六大功(gong)能與物聯網均密切相(xiang)關。

  從應用角度來看(kan)，物聯(lian)網(wang)均密切相關的主(zhu)要包括以下(xia)功能模塊：

系統概要

       基(ji)于無線(xian)智(zhi)能感知的XX智(zhi)慧(hui)校(xiao)園(yuan)系統，通過安裝在校(xiao)園(yuan)內(nei)的分(fen)布(bu)式無線(xian)物聯(lian)網(wang)服務(wu)節點設備(bei)(bei)（含智(zhi)能路(lu)由器(qi)AR、監測(ce)網(wang)關DMG），對周邊服務(wu)對象設備(bei)(bei)的藍牙移動信(xin)標MB（即(ji)學生佩戴的藍牙校(xiao)徽、手環(huan)、手表）與分(fen)布(bu)式環(huan)境測(ce)量傳感器(qi)(DS)、進(jin)行實時（或定時或基(ji)于事件觸(chu)發）感測(ce)響應，并根據(ju)預案進(jin)行包括數(shu)據(ju)備(bei)(bei)份、上傳服務(wu)器(qi)及本(ben)地控制的各種關聯(lian)處(chu)理。

基于物聯網服務節點設備與服務服務對象的藍牙信號監測與無線網絡鏈接信息交互，實現對服務對象學生進行探測感知、定位追蹤、狀態監測、反向通知、感應觸控、監控控報警等功能，解決智能校園的教學信息、學生監護、環境監測、安防監控等方面遇到的諸多問題。

2.硬件架構及配置

2.1 智能校園(yuan)監測(ce)物聯網服務節點設(she)備(bei)

由(you)智能路由(you)器AR+監(jian)測網關(guan)DMG組成；服務對象設備(bei)包括每個學生佩(pei)戴的藍(lan)牙移(yi)動信(xin)標設備(bei)MB、分布式測量傳(chuan)感器DS。

整個校園無(wu)縫覆蓋物聯網絡(luo)監測(ce)節點，基于(yu)對附近的(de)(de)移動(dong)及(ji)分(fen)布式(shi)的(de)(de)服務對象(xiang)設備的(de)(de)藍牙信標廣(guang)播(bo)進行探測(ce)感知，進行定(ding)位追(zhui)蹤(zong)與狀態(tai)監測(ce)；并在系統認為必(bi)要時(shi)建立(li)藍牙連接(jie)，進行數據(ju)的(de)(de)收(shou)集和分(fen)發。

校區適當位置(zhi)配置(zhi)環境溫(wen)濕度(du)、煙感傳(chuan)感器、空氣質量PM2.5等環境測(ce)量傳(chuan)感器，收集環境及安全相關數(shu)據，通過物聯(lian)網監(jian)測(ce)網關DMG及(ji)智能路由器AR上傳到服務器后(hou)臺。

2.2   在校園內安裝分(fen)布式(shi)智能路(lu)由(you)器AR、監測網關DMG組成物聯網核(he)心網絡。

通過AR+DMG結構實現校園室內對藍牙(ya)信(xin)標(biao)MB探測的(de)無縫覆蓋；實現集中管理(li)控制、傳(chuan)感識別、定位追蹤(zong)、狀態監測、聯(lian)動控制、信(xin)息服務等(deng)多種功能。

 2.3  物聯網節點服務設備 AR+DMG

● 智能路(lu)由器AR的網(wang)絡(luo)管(guan)理角色：

從互(hu)聯網絡IP設備角色(se)來看，智能(neng)路由器AR既(ji)可(ke)以作為IP節點路由器，也可以(yi)作(zuo)為(wei)IP節點子網關。從互聯網接(jie)入接(jie)出連接(jie)方式來看，支持RJ45網(wang)口(kou)與WiFi兩種方式(shi)。從物聯網(wang)內(nei)部連接(jie)方式(shi)來看，支(zhi)持WiFi、藍牙BLE探測與(yu)鏈(lian)接(jie)方式。

智能路由器(qi)AR可與遠程服務器后(hou)臺按指定(ding)API進行通訊(xun)，包(bao)括上傳(chuan)監測(ce)數據與(yu)獲(huo)得(de)配置與(yu)控制數據；對于(yu)具有隸(li)屬關(guan)系的(de)子網監測(ce)網關(guan)節點DMG及聯動執行設備EP具有管理與(yu)控(kong)制權限。

● 監測網關節點(dian)設(she)備DMG的角(jiao)色(se)及(ji)類別(bie)：

通(tong)常情況一個DMG不具備直接與(yu)遠程服(fu)務(wu)器進行通訊的(de)能力，一臺(tai)DMG或EP一般隸屬于一臺(tai)智能(neng)路由器AR；但在某些(xie)應(ying)用(yong)案例確有必要時允許其多從(cong)隸屬關(guan)系(xi)。

DMG必須具備智能藍牙BLE主端掃描探(tan)測、感知識(shi)別能力。但根據DMG與(yu)AR的(de)無線通訊方(fang)式(shi)，可將DMG分為BLE與/或WiFi設備。根據(ju)需(xu)要在具備適當(dang)硬件配(pei)置時(shi)DMG可兼具智能插座功能。

● 后臺網絡監控：通過一個集中(zhong)的(de)實時(shi)狀(zhuang)態監控界面，管(guan)理校(xiao)園(yuan)環境中(zhong)數以(yi)千計的(de)AR及DMG設備(bei)。監(jian)測(ce)信(xin)息包括：當前狀態下的(de)(de)實時(shi)(shi)數(shu)據(ju)(ju)，包括吞吐(tu)量、系統、連接的(de)(de)路由器、連接的(de)(de)客戶(hu)端和事件、事件管理、設備(bei)跟(gen)蹤、數(shu)據(ju)(ju)備(bei)份和安(an)全策(ce)略集(ji)成。當網絡(luo)中(zhong)出現警(jing)報和錯誤(wu)，將提(ti)醒管理員及時(shi)(shi)處(chu)理。

● 現場網絡設備安裝配置。

 2.4定位跟蹤

● 定位(wei)方式：

基于多個DMG在同一(yi)時間對同一(yi)目(mu)標服務對象MB獲(huo)得的監測射頻(pin)信號強度RSSI值，可以跟蹤和報告其覆蓋范圍內的(de)藍(lan)牙信標設備(bei)MB的位置，實(shi)時(shi)提供(gong)對人員和資產(chan)的精確跟蹤。

基于(yu)實時RSSI、數字信號濾波(bo)、多點(dian)定位等算法進行測量，一般情況(kuang)下在20米范圍內(nei)有(you)3個或更(geng)多的(de)DMG服(fu)務節(jie)點時(shi)(shi)，實時(shi)(shi)跟蹤位(wei)置精度為3-8米，具體(ti)定位精度與(yu)附近障礙(ai)遮(zhe)擋物、同(tong)頻干擾設備等因素相關。通過增加(jia)DMG設備分布(bu)密度(du)、校正標定(ding)、算法(fa)模型及環(huan)境配(pei)置可一定(ding)程(cheng)度(du)提升定(ding)位精度(du)。

● 無(wu)限可擴展性：

學校(xiao)可(ke)以根(gen)據需要構建大或小的藍牙無線網絡。可(ke)以是運動場的幾(ji)個，也可(ke)以擴展到全校(xiao)區及跨校(xiao)區的室內的分布式物聯(lian)網服務監(jian)測(ce)節點，并對(dui)設備ID、位置、拓撲屬(shu)性等關聯信息進行統(tong)一管理。

● 快速漫游：

支持藍牙信標MB在AR+MG之間漫游，自動檢(jian)測和(he)重(zhong)新連接，確保訪問的連續性。

3.典型應用功(gong)能(neng)

3.1感知觸控

● 無感知打卡：監測網關節(jie)點DMG通過(guo) 多種方(fang)式（如接(jie)近感應、區(qu)域快速搜索(suo)）感應學生佩戴的藍牙信標設備(bei)MB，識別綁(bang)定MB的學生身份，并大致判(pan)斷MB到DMG的距離；符(fu)合預設條件時打卡成功。

● 門禁控制、點(dian)名簽到、考勤管理：通過無感知打(da)卡(ka)進行簽到功能，省去了學生使(shi)用一卡(ka)通打(da)卡(ka)時(shi)間(jian)。提高課堂(tang)效率，簡化管理步驟。

● 資(zi)源授權、觸發(fa)控(kong)制(zhi)：學(xue)生(sheng)可利用MB獲(huo)(huo)得授權范圍的資源及設(she)備控(kong)制權限，如：獲(huo)(huo)得服(fu)務(wu)信息、借書、就餐、乘(cheng)坐校吧、燈光控(kong)制、使(shi)用智能(neng)插(cha)座等。

3.2 定位追蹤(zong)

● 學(xue)(xue)生(sheng)定位(wei)(wei)：清(qing)楚感(gan)知和實(shi)時定位(wei)(wei)，通過長期的數據(ju)積累(lei)，進行學(xue)(xue)生(sheng)的行為變化(hua)分(fen)析，了解學(xue)(xue)生(sheng)的日常生(sheng)活習(xi)慣(guan)，便(bian)于學(xue)(xue)校發掘(jue)學(xue)(xue)生(sheng)的興趣愛好。

● 學生到訪區(qu)域(yu)定(ding)位(wei)：根據校(xiao)園(yuan)區(qu)域(yu)定(ding)義，基于(yu)學生實時(shi)定(ding)位(wei)追(zhui)蹤，對其位(wei)置軌跡及(ji)到訪活動區(qu)域(yu)及(ji)停留時(shi)間進(jin)行記錄，例如：學生在校(xiao)園(yuan)內(nei)外(wai)、教室(shi)內(nei)外(wai)、宿(su)舍、餐廳(ting)等(deng)停留時(shi)間。可(ke)定(ding)期按區(qu)域(yu)、行為類別等(deng)對累計時(shi)間、到訪頻次等(deng)數據進(jin)行統(tong)計。

通過這(zhe)種方式(shi)能夠記錄學(xue)(xue)生在學(xue)(xue)校一天的(de)活動區域。方便(bian)老師、家長對學(xue)(xue)生學(xue)(xue)習、個人愛好(hao)的(de)深入了解。方便(bian)學(xue)(xue)校教學(xue)(xue)管(guan)理(li)。

3.3環境監測

系統收集煙霧、煤氣、環境溫(wen)度(du)、空氣溫(wen)濕度(du)等監控數據(ju)，根據(ju)相應的情況由相關(guan)負責(ze)人(ren)進行判斷，為下一步應急方案做準備。

3.4狀態監(jian)護

● 運動監(jian)測：實時(shi)(shi)監(jian)測學(xue)生運動時(shi)(shi)的(de)(de)心率(lv)、運動量等，讓學(xue)校、老(lao)師(shi)實時(shi)(shi)了解和(he)跟(gen)進每個學(xue)生的(de)(de)運動情況(kuang)和(he)身體狀況(kuang)。

● 基礎生理(li)數據分類 ：運(yun)動指數:是(shi)通過(guo)手環記錄(lu)的(de)實時運動數據計(ji)算(suan)出來(lai)的(de)。卡路(lu)里是(shi)通過(guo)運動指數利(li)用一(yi)定(ding)的(de)方法計(ji)算(suan)出來(lai)的(de)。

● 心(xin)率指數：是(shi)通過體育課上運動激(ji)烈程度按秒實時對學生心(xin)率變(bian)化(hua)進(jin)行的監測值。

對采(cai)集到(dao)的運(yun)動(dong)數據(ju)和心率數據(ju)按照體育(yu)課45分鐘(zhong)的時間線(xian)進行線(xian)性展示(shi)，展示(shi)可以(yi)是(shi)上課所有學生全部顯示(shi)，也(ye)可以(yi)是(shi)學生個體(ti)單獨顯示(shi)，展示(shi)形(xing)式以(yi)折線(xian)和數字的形(xing)式體(ti)現。

備注(zhu)：客戶(hu)需自行選(xuan)擇以上功能，主要基于(yu)兩(liang)個方面考慮：1、手(shou)環的(de)功耗(hao)；2、手環的成本，建議先(xian)實現基礎功能，未來做產品升級(ji)或者不同(tong)功能及價格的配(pei)置給終端用戶選(xuan)擇。

3.5信息推送

● 反向(xiang)通(tong)知(zhi)提醒功能：通(tong)過網絡節點設備DMG與信標設(she)備MB建立(li)藍牙連接，提醒(xing)學(xue)生打卡成功、上課時間、地點、報警提醒(xing)等。

● 預警(jing)通(tong)知(zhi)功能：基于(yu)學生位置觸發進行反向預警(jing)通(tong)知(zhi)，例如針對學生設定校內施(shi)工隔離(li)區域，若(ruo)學生走進隔離(li)區域則(ze)報警(jing)上報，從而通(tong)知(zhi)學生施(shi)工請繞行。

3.6安防監控