大学校园物联网建设方案经典案例

大学校园物联网建设方案

一、高校物联网应用现状

从2001 年国家教育部倡导实施“校校通”工程至今，国内基础教育信息化经过一个较长时期的投资建设，很多地区和学校的信息化建设已经形成一定的规模。作为校园信息化建设的一种形式，硬件、网络基础设施以及应用软件都已经具备，并在教学中得到应用。

校园物联网是在传统校园信息化的基础上，以信息网络为依托，利用数字化手段借助物联网技术对校园环境（包括设备、教室等）、资源（如图书、讲义、课件等）、活动（包括教学、管理、服务、办公等）等各个方面和环节进行综合管理。在该平台里，可根据新校区的规划，设计整体架构，在硬件、网络基础上运用丰富的软件信息系统，高效便捷地实现学校的教学、科研、管理和服务等活动的全部过程，从而达到提高学校教学质量、科研水平和管理水平，促进实现学校办学宗旨的目的。

物联网的概念是在1999 年提出的。物联网的英文名称叫“The Internet of things ”，简言之，物联网就是“物物相连的互联网”。2009 年2 月24 日消息，IBM 大中华区首席执行官钱大群在2009IBM 论坛上公布了名为“智慧的地球” 的最新策略。2009年8月7日，温家宝总理在江苏无锡调研时，对微纳传感器研发中心予以高度关注，提出了把传感网络中心设在无锡、辐射全国的想法。温家宝总理指出“在传感网发展中，要早一点谋划未来，早一点攻破核心技术”，“在国家重大科技专项中，加快推进传感网发展”，“尽快建立中国的传感信息中心，或者叫‘感知中国 '中心”。

物联网分为三个层次：

第一是传感系统（设备层），通过各种技术手段，来实现和物相关的信息识别和采集；第二是通信网络（信号传输和获取层），包括现在的互联网、通信网、广电网以及各种接入网和专用网，目的是对采集来的信息进行可靠传输和处理；第三是应用和业务（业务应用层），即输入输出控制终端，可基于现有的手机、个人电脑等终端进行。其中传感技术和通信技术实现了前两个层次，主要由无线射频识别（RFID ）、传感网技术等技术

构成，而第三个层次则是以软件为主的数据应用及处理技术。

国内外众多高校、科研院所先后开展了无线传感器网络的研究，这些都为无线传感器网络进一步的发展以及最终的商业化奠定了坚实的基础，虽然在基础技术层面已经获得了重大突破，而基于物联网技术能够为用户提供哪些独特的服务，是最终能否广泛应用的关键。目前许多物联网示范应用的方向之一就是与校园管理活动的融合，用于促进智慧校园/ 数字化校园建设工作的推进。目前，南京邮电大学在校园内搭建了微型“物联网”，并推广应用。

二、项目建设目标

本项目建设的总体目标是：利用信息化和物联网技术，为太原大学构建互联互通、安全可靠、覆盖整个校区的综合管理系统，建成一面向节能和应用信息发布的综合管理应用系统，实现教学业务管理和行政管理的信息化、网络化平台。

整个系统的建设目标涵盖了系统架构设计、内容实施、安全保障和项目管理体系建设的一系列内容。因此，从项目建设内容上划分整个系统从逻辑上分为三层次：基础设施层、数据层和应用层。

基础设施层包括网络布线。信息监控点布置、数据信息点采集设施、数据应用服务器、存储设备、视频监控设备、信息采集设备以及语音通信设备的安装调测等。

数据层包括：完成数据库软件、各类数据汇聚、应用数据以及安装调试完数据库服务器、应用服务器、中间件服务器和相关的数据存储设备。

应用层包括：业务应用软件的研发实施、联调和试用。

三、建设内容

1. 数据中心

IDC(Internet Data Center) - Internet 数据中心，它是传统的数据中心

与Internet 的结合，它除了具有传统的数据中心所具有的特点外，如数据集中、主机运行可靠等，还应具有访问方式的变化、要做到7x24 服务、反应速度快等。IDC 是一个提供资源外包服务的基地，它应具有非常好的机房环境、安全保证、网络带宽、主机的数量和主机的性能、大的存储数据空间、软件环境以及优秀的服务性能。

校园数据中心的建设是以整个系统的数据信息传输为基础架构，包括信息中心的内部网络建设和整体系统的核心网络连接，即传输控制的建设。在此基础上建立核心网络交换和数据存储平台。

传输控制层为信息交换提供平台和接口, 进行用户管理和综合安全管理，提供对整个物流信息平台的技术支持,是整个系统运行的不可缺少的一个重要组成部分。主要包括综合安全管理、数据交换中心、网络安全设备等模块。传输控制层体现在数据中心表现为：核心骨干网络、应用服务器、数据服务器和数据存储系统。

软件系统包括：中间件软件、信息安全系及各类综合数据库系统软件。应用软件是整个系统的核心和技术展现，通过应用软件才能将通过物联网收集、传输的数据信息经过加工整理和挖掘后通过应用程序为用户服务。

2. 校园一卡通

建立高校园区内师生“一卡通”系统，通过该系统实现门禁、考勤、就餐、消费、会议签到、借书、用水、用电、公共设施使用等功能。方便学校对老师、学生的管理。

校园一卡通实现传统校园一卡通功能以外，可以通过短信、WAP 等方式实现排课、会议、图书借阅、消费情况、账户信息等各种信息的互动查询，可实现各种信息的指定下发，具有通知、提醒的功能。通过本系统，不仅在校园内部实

现了信息化和智能化，而且为师生对校园卡充值提供了极大的方便。其应用场景 见下图：

3. 智能建筑与节能管理

在我国，建筑能耗占总能耗的27%以上，根据住房和建设部统计数字显示， 我国每年城乡建设新建房屋建筑面积近 20亿平方米，其中80%以上为高能耗建 筑；既有建筑近400亿平方米，95%以上是高能耗建筑。建筑能耗占全国总能耗 的比例将从现在的27.6%快速上升到33%以上。

太原大学建筑节能监管系统正是在这样的背景下应运而生，本系统以促进高 校节能为根本，在高校信息化的基础上，以罗克佳华独有的三层网络架构和 “物 联网”技术为依托，在省内外多个行业节能项目上积累了大量丰富经验， 以此为 基础构建了综合技术、节能信息应用和规章制度为一体的高校节能监管平台。

建筑节能监管平台囊括了网络、数据采集、传输、存储和数据分析，采用数 据挖掘技术对高校建筑节能进行监测、管理。在此基础上针对不同的高校情况， 制订相应的节能管理制度，将二者科学、有机的结合起来形成具有重要意义的高 效节能平台，通过对监管平台应用前后的对比、数据分析得出结论，帮助管理人 员做出决策。

对太原大学科研楼、教学楼、图书馆等建筑用水、用电进行节能计量统计， 完成节能监管中心软硬件建设。 初步形成太原大学节能主干网络建设和节能监管 平台建设。节能监管平台包括：末端数据采集系统、数据传输系统、数据分析决 策系统和节能监管应用系统。

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4.车辆管理系统

本系统通过物联网技术，实现校区内车位利用率及车位使用状态的的动态管理，对进出学校的所有车辆信息进行综合调度管理。通过本系统可以分析用户需要的车位信息，允许用户通过PC 终端查询所有车位的实时使用情况，以及车辆引导服务。

投入使用的新校园，面积大，道路多，将来正式使用后，园区内车辆管理是个大的问题，利用车辆管理系统，规范园区内交通车辆，做到停车有序，行驶有规。充分体现一个现代化高校园区的整体风貌。

整个校园的车辆进出管理系统实行中央电脑集中监控，并采用红外检测器检测车辆的进出，使用无线发射器、接收器识别注册车辆的进出信号，使停车管理建成方便，安全，高效的控制体系。本系统还可以通过主机实行联网控制多个门口的车辆统一进出管理情况。

整个系统包括：信号接收部份、红外探测部分、蜂鸣报警部分、步进电机驱动部分、汽车检测是否过去部分五大部分。

本系统不仅可以实现车位的动态管理，结合校区电子地图还能实现车辆引导功能，通过“无人指示系统”将车辆引至目的地。

5.教室配置管理

教室配置管理就是通过物联网技术获得关于教室使用状态的所有信息。在本系统可以分析用户需要得到的教室信息（例如：教室的使用状态、上课情况、上课内容、授课人等），借助PC终端查询所有教室的实时使用情况，以及其他所需信息和服务。

同时本系统提供系统接口，通过端口与其他系统（例如：排课系统、考试系统）衔接，为学校后勤管理提供统一平台。

6. 平安校园

校园指挥系统（平安校园）是一个具有实时性、先进性、可靠性和开放性的网络视频监控系统。本系统是一套以数字音视频压缩、传输、存储和回放为核心、以智能实用的图像分析为特色、结合现代视频技术、安防报警技术、网络通讯技术和流媒体传输技术的数字视频监控综合应用系统。

本系统结合GIS 系统，可以将校区及重点建筑周边的地理信息即时呈现在平安校园指挥中心大屏上。遇到突发事件可以通过视频内容及GIS 系统进行车辆和人员的定位及调度。

本系统提供了三维实景模拟的电子地图，同时，根据需要将绘制学校周边及重点区域的三维电子地图，通过电子地图将结合视频图像以立体形式，全面展现校区重点区域。该平台以一种全新的人性化WEB 界面表现，为平安校园建设提供便捷、完整解决方案。

7. 校区地理信息系统

本系统采用基于Web 的校园地理信息系统，即利用GIS 技术、信息技术以基本的网页技术搭建的基于B/S 模型的校园地理信息服务网站。实践证明,与传统的校园GIS 相比,该系统可更加直观地反映校园信息,有效提高校园信息交互检索的效率,并为在其它领域的应用提供了借鉴。

本系统利用GIS 的技术，使校园的师生迅速的熟悉校园的环境，方便地制作自身所需要的地图，并且利用地图的形式，将校园信息展现的方式从传统的纯文字模式解脱出来，实现地图与文字、图片等展现模式相结合的方式。本网站的建设，可以大大方便校园内外的人员在校园内学习、工作和生活，对于学校的宣传也有重要的意义。

本系统主要应用于高校，主要功能包括：校园地图导航：利用校园内的各种级别的电子地图，将校园的学习、工作、生活环境，校园风光，甚至复杂建筑物的内部环境都展现到用户的面前，并提供配套的GIS操作，使得用户能够方便的浏览各种相关的校园电子地图，以及查询地图实体的各种属性信息等。

校园地理信息系统将成为新时代的高速信息源。任何与校园的行政、生活、休闲、旅行相关的信息将重新定位，并与地图信息建立最紧密的联系。用户将可以从以往的文字查询中解脱出来，获取图文并茂而且最为直接的交互效果。

8.多媒体教室

随着教育技术在各级各类学校中的逐渐应用，每个学校都进行了相应的硬件建设，都拥有了多媒体教室，配置了多媒体投影机、实物展示台、音响、中控系统等。多媒体教室建设需要有电子技术、电声技术、声学处理技术、计算机与网络技术等综合技术。学校在建设多媒体教室时，应根据本校的实际需要和教室环境的基础设施，遵循经济性、效益性

原则，合理配置设备，才能获得高性价比的多媒体教室。

本系统是将多媒体计算机技术与常规电教媒体相结合。多媒体教室具备以下

主要功能：（1）能播放文本、图像、动画、视频、音频等多种媒体信息。（2）通过实物展示台可将图片通过大屏幕显示出来。（3）配备音响系统和控制银幕、

窗帘、照明等相关辅助设备。（4）可与多种信息网相联，如校园计算机网、卫星电视网和校园有线电视网等。