海南某中小學智能化設計

麥榮杰

（廣東省建筑設計研究院有限公司，廣東廣州 510010）

0 引言

隨著科技的快速發展，信息化技術深深地融入到我們的工作、學習當中，成為生活中不可或缺的一部分。社會在不斷的進步，教育作為社會進步的重要基石，也要適應著社會不斷地進步，建設智慧校園，提高教育現代技術水平，擴大教學規模，推動教學方法、教學手段和教學工具的改變，普及多媒體教學、網絡遠程教學、信息化教學資源共享，促進教學質量的提高。

1 項目概況

此項目用地面積約55982m2，總建筑面積66239.36m2。項目由幼兒園、連廊連起來的三棟包括教學樓A 區、教學樓B 區、實驗樓、綜合樓、合班教室、食堂宿舍樓、體育中心、操場看臺組成的建筑，建筑高度最高為23.95m。

2 智能化系統

2.1 綜合布線系統

布線系統主要作為自用教學辦公的校園網、Internet 接入、大樓管理安防設備網絡及電話語音通信系統的傳輸介質。

2.2 信息網絡系統

信息網絡系統分為校園網（教學辦公及寬帶Internet 接入網絡）和校園智能網（物業管理和設備監控網絡）兩個計算機網絡，從物理上隔離。

（1）校園網采用二層星型的網絡拓撲結構，主干網絡采用交換式千兆以太網。系統分為兩層：核心層和接入層。核心層（雙核心）主要作為各接入層設備的匯接、與服務器的數據交換，同時還進行安全策略的實施，接入層用于用戶終端的接入。網絡核心層由2 臺萬兆交換機組成，設置于首層網絡機房。

（2）校園智能網采用二層星型的網絡拓撲結構，主干網絡采用交換式千兆以太網。系統分為兩層：核心層和接入層。核心層主要作為各接入層設備的匯接、與服務器的數據交換，同時還進行安全策略的實施，接入層用于各智能化子系統工作站、末端設備（如視頻監控IP 攝像機、建筑設備管理網絡控制器等）及用戶終端的接入。網絡核心層由1 臺萬兆交換機組成，設置于首層網絡機房。接入層采用可堆疊交換機（支持三層交換功能），堆疊技術采用虛擬化堆疊實現將多臺交換機虛擬成一臺交換機，交換機的轉發、路由和網絡管理只需要維護一臺設備，每個堆疊單元通過2 條千兆鏈路捆綁上聯至核心層交換機，2 條鏈路并發傳輸實現2G 帶寬的上行，同時2 條鏈路有任何一條鏈路中斷時自動切換到另一條鏈路上實現負載均衡和鏈路冗余。

（3）無線局域網：在校園內設置無線AP，實現校園全區域的無線網絡覆蓋。無線網絡采用無線控制器+瘦AP 結構，系統連接于校園網。

（4）同步時鐘：智能網核心層交換機兼作校園網及智能網的時鐘服務器，所有網絡設備、服務器、工作站、IP 攝像機、出入口控制器、DDC 控制器等IP 設備的時鐘都以時鐘服務器的時鐘為基準，保持與時鐘服務器同步，確保聯動、報警等事件的完整性。

（5）網絡安全和隔離：通過防火墻防止來自網絡外部的攻擊。接入層交換機采用端口隔離和端口安全設置，不同子系統設備端口相互之間不能訪問，只能訪問相應的系統工作站。

采用虛擬局域網技術（VLAN）將網絡劃分為多個子網，子網之間的信息互訪通過核心層的3 層交換路由功能實現。

2.3 有線電視系統

有線電視系統按照860MHz 雙向傳輸系統設計，全部使用860MHz 設備。

系統在大樓的會議室、接待室、休息室、宿舍、飯堂等設置有線電視終端，供接收電視節目之用。

2.4 公共廣播系統

采用可分區的定壓數字式廣播系統，實現校園廣播功能，兼做消防廣播。系統作為音樂鈴聲（上、下課電鈴）、廣播操、背景音樂、全校大會等廣播，并兼具話筒尋呼、自動定時廣播、單區／分區廣播及自動、定時、時序開關設備電源等功能，實現無人值守的智能型校園廣播。系統廣播主機、消防廣播站設于首層消防控制室，在廣播站和安全監控室設置分機。

2.5 信息發布及導引系統

在學校主入口處設置一塊P1.9 的室內全彩LED 大屏，在正門處設置一塊P10 的室外雙基色LED 大屏，便于學生及教師及時獲取相關教育信息。信息發布系統由信息管理服務器、管理軟件、電子顯示屏（LED 屏或電視機）、播放控制器、傳輸電纜等組成。

服務器、播放控制器直接接入計算機網絡（校園智能網）接入層交換機，通過專用的信息發布VLAN 進行通信。

服務器設在首層網絡機房，通過小學智能網將信息發布到不同的播放控制器并在相應的顯示屏顯示。用戶可根據需要在計算機網絡通信范圍內設置信息發布工作站（首層安全監控室），通過登錄服務器進行遠程發布信息。

2.6 多媒體教學系統

多媒體教學系統根據不同功能定位，可滿足數字化多媒體教學的相關需求。

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

（2）實物展示系統。實物展示系統配置1 臺實物投影臺，展示實物資料內容。

（3）教學控制系統。教學控制系統配置1 臺教學中控矩陣，可實現本地中控、網絡中控、遠程協助。教室的各種音視頻信號切換可全部通過教學電腦或中控臺完成，并且對整個智能控制系統進行有效管理控制；包括系統自動開關機控制、音響系統音量大小、啞音、模式切換控制、投影機開關、教室燈光開關。

2.7 視頻安防監控系統

視頻安防監控系統采用全數字高清視頻安防監控系統，NVR管理服務器（含存儲、流媒體設備）設在首層弱電機房，監控室設在首層安全監控室。系統由全彩色IP 攝像機、NVR 管理服務器、視頻管理應用軟件、操作站、顯示設備及計算機網絡等構成。攝像機監控部位：各主要出入口、走道、電梯廳、教室內、電梯轎廂、地下停車場、圍墻等場所。全部攝像機均采用1080P 高清攝像機。設于正對室外等背光強烈的出入口的攝像機應采用帶背光補償或超寬動態彩色攝像機。系統信號傳輸網絡采用“校園智能網”。除高清球機采用220V 電源供電外，其余攝像機采用POE 供電。

2.8 出入口控制系統

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

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

（3）學生刷卡后（進入校園或離開校園），須發送短信給學生監護人報告學生的進/離校時間及狀態。

（4）系統由管理服務器、區域管理器、翼式道閘、門禁控制器、讀卡器、門磁、開門按鈕、電鎖、IC/ID 卡、發卡工作站及發卡機等硬件及管理軟件等構成。

（5）系統采用二層網絡結構，管理層及現場層。管理層采用以太網結構，由管理服務器、門禁區域管理器組成。各門禁區域管理器控制器具備TCP/IP 接口，可通過專用的以太網將數據上傳至管理服務器。現場層由各出入口控制器及現場通訊總線組成，各出入口控制點現場安裝門禁控制器、讀卡器、通道閘、開門按鈕、電鎖等末端設備，便于管理維護。

2.9 非在線式電子巡查系統

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

（1）通過軟件來設定巡查員、巡查路線、班次及路線等。

（2）軟件系統包含不少于兩級口令保護（系統管理口令及用戶口令），保證數據的真實性。

（3）可向系統中添加巡查人，并分配信息采集器。

（4）可向系統中添加巡查地點及巡查事件，并分配信息鈕，巡更事件可事先定義。

（5）巡查班次設置：可劃分不同的上班時間段，方便查詢。

（6）巡查路線設置：可將巡查人的地點組織成不同的巡查路線，規定巡查人按路線進行查詢。

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

2.10 停車場管理系統

系統包括車輛進出口管理、視頻車牌識別等功能。

（1）在出入口處設一進一出的停車場管理系統，對停車場進出車輛實施自動管理。系統要求具備出入口管理具有車牌識別、車輛圖像對比等功能。

（2）入口管理設備包括：入口控制器、中文電子顯示屏（帶車牌顯示）、滿位指示牌、自動道閘、車輛感應控制器、感應線圈、高清攝像機（車牌識別用）等。主要完成車輛進場時的視頻車牌識別、車輛圖像及進常時間記錄等功能。

（3）出口管理設備包括：包括出口控制器、中文電子顯示屏（帶車牌顯示）、自動道閘、車輛感應控制器、感應線圈、高清攝像機（車牌識別用）等。主要實現車輛出場時的視頻車牌識別車輛圖像對比、收費等功能。

（4）停車場出入管理采用視頻識別車牌的方式；車輛進出時，攝像機自動識別車牌，并與數據庫中記錄的車牌比對，月保車輛則放行入/離場，臨保車輛則繳費后離場。

3 結語

智慧校園建設，是當今信息技術創新應用的趨勢，構建智慧校園應用系統，有利于推進教育方法、教育手段的改革，提高教學質量，提高工作效率，提高教職工自身的信息化應用水平。智慧校園建設是一項長期性的工作，是人才培養的重要組成部分，在今后的學校建設與改造中，應不斷引入新的信息化技術，擴展傳統校園的業務功能，實現教育的全面信息化，實現教學應用、學習應用在學校中的全覆蓋，建成“互聯網+教育”大平臺。