海南某中小学智能化设计

麦荣杰

（广东省建筑设计研究院有限公司，广东广州 510010）

0 引言

随着科技的快速发展，信息化技术深深地融入到我们的工作、学习当中，成为生活中不可或缺的一部分。社会在不断的进步，教育作为社会进步的重要基石，也要适应着社会不断地进步，建设智慧校园，提高教育现代技术水平，扩大教学规模，推动教学方法、教学手段和教学工具的改变，普及多媒体教学、网络远程教学、信息化教学资源共享，促进教学质量的提高。

1 项目概况

此项目用地面积约55982m2，总建筑面积66239.36m2。项目由幼儿园、连廊连起来的三栋包括教学楼A 区、教学楼B 区、实验楼、综合楼、合班教室、食堂宿舍楼、体育中心、操场看台组成的建筑，建筑高度最高为23.95m。

2 智能化系统

2.1 综合布线系统

布线系统主要作为自用教学办公的校园网、Internet 接入、大楼管理安防设备网络及电话语音通信系统的传输介质。

2.2 信息网络系统

信息网络系统分为校园网（教学办公及宽带Internet 接入网络）和校园智能网（物业管理和设备监控网络）两个计算机网络，从物理上隔离。

（1）校园网采用二层星型的网络拓扑结构，主干网络采用交换式千兆以太网。系统分为两层：核心层和接入层。核心层（双核心）主要作为各接入层设备的汇接、与服务器的数据交换，同时还进行安全策略的实施，接入层用于用户终端的接入。网络核心层由2 台万兆交换机组成，设置于首层网络机房。

（2）校园智能网采用二层星型的网络拓扑结构，主干网络采用交换式千兆以太网。系统分为两层：核心层和接入层。核心层主要作为各接入层设备的汇接、与服务器的数据交换，同时还进行安全策略的实施，接入层用于各智能化子系统工作站、末端设备（如视频监控IP 摄像机、建筑设备管理网络控制器等）及用户终端的接入。网络核心层由1 台万兆交换机组成，设置于首层网络机房。接入层采用可堆叠交换机（支持三层交换功能），堆叠技术采用虚拟化堆叠实现将多台交换机虚拟成一台交换机，交换机的转发、路由和网络管理只需要维护一台设备，每个堆叠单元通过2 条千兆链路捆绑上联至核心层交换机，2 条链路并发传输实现2G 带宽的上行，同时2 条链路有任何一条链路中断时自动切换到另一条链路上实现负载均衡和链路冗余。

（3）无线局域网：在校园内设置无线AP，实现校园全区域的无线网络覆盖。无线网络采用无线控制器+瘦AP 结构，系统连接于校园网。

（4）同步时钟：智能网核心层交换机兼作校园网及智能网的时钟服务器，所有网络设备、服务器、工作站、IP 摄像机、出入口控制器、DDC 控制器等IP 设备的时钟都以时钟服务器的时钟为基准，保持与时钟服务器同步，确保联动、报警等事件的完整性。

（5）网络安全和隔离：通过防火墙防止来自网络外部的攻击。接入层交换机采用端口隔离和端口安全设置，不同子系统设备端口相互之间不能访问，只能访问相应的系统工作站。

采用虚拟局域网技术（VLAN）将网络划分为多个子网，子网之间的信息互访通过核心层的3 层交换路由功能实现。

2.3 有线电视系统

有线电视系统按照860MHz 双向传输系统设计，全部使用860MHz 设备。

系统在大楼的会议室、接待室、休息室、宿舍、饭堂等设置有线电视终端，供接收电视节目之用。

2.4 公共广播系统

采用可分区的定压数字式广播系统，实现校园广播功能，兼做消防广播。系统作为音乐铃声（上、下课电铃）、广播操、背景音乐、全校大会等广播，并兼具话筒寻呼、自动定时广播、单区／分区广播及自动、定时、时序开关设备电源等功能，实现无人值守的智能型校园广播。系统广播主机、消防广播站设于首层消防控制室，在广播站和安全监控室设置分机。

2.5 信息发布及导引系统

在学校主入口处设置一块P1.9 的室内全彩LED 大屏，在正门处设置一块P10 的室外双基色LED 大屏，便于学生及教师及时获取相关教育信息。信息发布系统由信息管理服务器、管理软件、电子显示屏（LED 屏或电视机）、播放控制器、传输电缆等组成。

服务器、播放控制器直接接入计算机网络（校园智能网）接入层交换机，通过专用的信息发布VLAN 进行通信。

服务器设在首层网络机房，通过小学智能网将信息发布到不同的播放控制器并在相应的显示屏显示。用户可根据需要在计算机网络通信范围内设置信息发布工作站（首层安全监控室），通过登录服务器进行远程发布信息。

2.6 多媒体教学系统

多媒体教学系统根据不同功能定位，可满足数字化多媒体教学的相关需求。

（1）投影显示系统。多功能教室投影系统配置1 台短焦距投影机、90 寸16∶9 可升降投影幕，可满足教学PPT 演示。普通教室投影系统配置一台86 寸可触摸一体式显示屏，两侧设置教学黑板，满足日常教学功能。多功能厅显示系统配置一台P1.9 的LED大屏，满足日常教学、会议功能。会议室投影系统配置1 台短焦距投影机、120 寸16∶9 可升降投影幕，可满足办公会议使用。

（2）实物展示系统。实物展示系统配置1 台实物投影台，展示实物资料内容。

（3）教学控制系统。教学控制系统配置1 台教学中控矩阵，可实现本地中控、网络中控、远程协助。教室的各种音视频信号切换可全部通过教学电脑或中控台完成，并且对整个智能控制系统进行有效管理控制；包括系统自动开关机控制、音响系统音量大小、哑音、模式切换控制、投影机开关、教室灯光开关。

2.7 视频安防监控系统

视频安防监控系统采用全数字高清视频安防监控系统，NVR管理服务器（含存储、流媒体设备）设在首层弱电机房，监控室设在首层安全监控室。系统由全彩色IP 摄像机、NVR 管理服务器、视频管理应用软件、操作站、显示设备及计算机网络等构成。摄像机监控部位：各主要出入口、走道、电梯厅、教室内、电梯轿厢、地下停车场、围墙等场所。全部摄像机均采用1080P 高清摄像机。设于正对室外等背光强烈的出入口的摄像机应采用带背光补偿或超宽动态彩色摄像机。系统信号传输网络采用“校园智能网”。除高清球机采用220V 电源供电外，其余摄像机采用POE 供电。

2.8 出入口控制系统

（1）在大门主、次出入口处各设置两通道人行道闸，学生、教师及后勤人员刷卡后可通过通道闸进入校园。

（2）无卡人员不得随意进入校园范围，须经过大门保安亭保安确认身份后登记通行。

（3）学生刷卡后（进入校园或离开校园），须发送短信给学生监护人报告学生的进/离校时间及状态。

（4）系统由管理服务器、区域管理器、翼式道闸、门禁控制器、读卡器、门磁、开门按钮、电锁、IC/ID 卡、发卡工作站及发卡机等硬件及管理软件等构成。

（5）系统采用二层网络结构，管理层及现场层。管理层采用以太网结构，由管理服务器、门禁区域管理器组成。各门禁区域管理器控制器具备TCP/IP 接口，可通过专用的以太网将数据上传至管理服务器。现场层由各出入口控制器及现场通讯总线组成，各出入口控制点现场安装门禁控制器、读卡器、通道闸、开门按钮、电锁等末端设备，便于管理维护。

2.9 非在线式电子巡查系统

系统主要由信息钮、信息采集器、下载器、管理工作站及软件组成。系统管理站和出入口控制工作站合用，设于首层安全监控室。系统主要功能包括：

（1）通过软件来设定巡查员、巡查路线、班次及路线等。

（2）软件系统包含不少于两级口令保护（系统管理口令及用户口令），保证数据的真实性。

（3）可向系统中添加巡查人，并分配信息采集器。

（4）可向系统中添加巡查地点及巡查事件，并分配信息钮，巡更事件可事先定义。

（5）巡查班次设置：可划分不同的上班时间段，方便查询。

（6）巡查路线设置：可将巡查人的地点组织成不同的巡查路线，规定巡查人按路线进行查询。

（7）查询功能：可按人名、时间、巡查班次、路线对巡查人员的工作情况进行查询。并按不同的查询条件可生成巡查情况总表。

2.10 停车场管理系统

系统包括车辆进出口管理、视频车牌识别等功能。

（1）在出入口处设一进一出的停车场管理系统，对停车场进出车辆实施自动管理。系统要求具备出入口管理具有车牌识别、车辆图像对比等功能。

（2）入口管理设备包括：入口控制器、中文电子显示屏（带车牌显示）、满位指示牌、自动道闸、车辆感应控制器、感应线圈、高清摄像机（车牌识别用）等。主要完成车辆进场时的视频车牌识别、车辆图像及进常时间记录等功能。

（3）出口管理设备包括：包括出口控制器、中文电子显示屏（带车牌显示）、自动道闸、车辆感应控制器、感应线圈、高清摄像机（车牌识别用）等。主要实现车辆出场时的视频车牌识别车辆图像对比、收费等功能。

（4）停车场出入管理采用视频识别车牌的方式；车辆进出时，摄像机自动识别车牌，并与数据库中记录的车牌比对，月保车辆则放行入/离场，临保车辆则缴费后离场。

3 结语

智慧校园建设，是当今信息技术创新应用的趋势，构建智慧校园应用系统，有利于推进教育方法、教育手段的改革，提高教学质量，提高工作效率，提高教职工自身的信息化应用水平。智慧校园建设是一项长期性的工作，是人才培养的重要组成部分，在今后的学校建设与改造中，应不断引入新的信息化技术，扩展传统校园的业务功能，实现教育的全面信息化，实现教学应用、学习应用在学校中的全覆盖，建成“互联网+教育”大平台。