導(dǎo)語：中小學(xué)校智慧校園設(shè)計要點(diǎn)一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

［摘要］以雄安新區(qū)國家重點(diǎn)中小學(xué)建設(shè)項目為例，對中小學(xué)校各智能化系統(tǒng)(信息設(shè)施系統(tǒng)、基于物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)公共安全系統(tǒng)、公共廣播系統(tǒng)、建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、智能化系統(tǒng)集成)進(jìn)行簡要分析，為廣大設(shè)計同仁在之后類似項目設(shè)計工作中提供參考。

［關(guān)鍵詞］智慧校園;物聯(lián)網(wǎng);智能化設(shè)計

在全國范圍內(nèi)，以政府為主導(dǎo)的中小學(xué)校建設(shè)項目立項日漸增多，以各大企業(yè)為主導(dǎo)的民辦教學(xué)機(jī)構(gòu)建立需求也日益增長。而在近年來現(xiàn)代電子技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)5G技術(shù)等新興科技高速發(fā)展，“智慧理念”“智能化硬件”已逐漸融入到人們生活中的每一環(huán)節(jié)，“智慧建筑”概念興起，并日漸深入人心。教育建設(shè)作為國家發(fā)展戰(zhàn)略中極其重要的一環(huán)，緊跟時代潮流發(fā)展，“智能校園”建設(shè)得以大力推進(jìn)。本文以容東片區(qū)教育設(shè)施配套項目為例，選取重點(diǎn)智慧校園建設(shè)智能化專項設(shè)計，進(jìn)行簡要介紹。

1工程概況

容東片區(qū)教育設(shè)施配套項目位于雄安新區(qū)容東片區(qū)，總建筑面積為97236m2，為96班完全中學(xué)。其中初中48班，班額35人;高中48班，班額40人，共計學(xué)生3600人，教師人數(shù)約在400人左右。根據(jù)雄安教育局對于本項目的功能定位，智能化專項設(shè)計要達(dá)到《雄安新區(qū)基礎(chǔ)教育服務(wù)設(shè)施基本功能配置和交付條件、智能化要求》(以下簡稱為“要求”)中的各項要求。

2智慧校園設(shè)計特點(diǎn)

中小學(xué)校主要服務(wù)對象是6～15歲的青少年，這個年齡段在孩子的人生成長中具有重要意義，而作為該階段青少年長期停留、生活的重要生活場所，良好的學(xué)校基礎(chǔ)建設(shè)、先進(jìn)的設(shè)計理念、優(yōu)秀的師資力量是做好中小學(xué)教育工作的重中之重。隨著現(xiàn)代科技、電信網(wǎng)絡(luò)的蓬勃發(fā)展，手機(jī)、便攜式電腦、平板設(shè)備等電器普及到每個人的工作生活當(dāng)中，這些智能化個人終端在教育中的應(yīng)用也不容忽視。越來越多的教師在布置、批改作業(yè)，在線網(wǎng)絡(luò)授課，與家長溝通交流等方面開始應(yīng)用手機(jī)APP、電腦軟件，基于智能化終端使用的輔助教學(xué)、師生交流越來越普遍。與此同時，隨著近年來校園霸凌、校園惡性治安事件等校園安全問題在社會上受到越來越多的重視，智能校園設(shè)計在中小學(xué)校安防系統(tǒng)方面的優(yōu)勢得以體現(xiàn)。對比其他公建項目，中小學(xué)校安防系統(tǒng)也有著自己的鮮明特點(diǎn)。針對以上特點(diǎn)，本工程智能化系統(tǒng)設(shè)置主要包括:信息設(shè)施系統(tǒng)、公共安全系統(tǒng)、公共廣播系統(tǒng)、建筑設(shè)備管理系統(tǒng)、智能化系統(tǒng)集成。本文僅對中小學(xué)校需要著重注意和最有特點(diǎn)的幾個系統(tǒng)進(jìn)行簡要介紹。

3信息設(shè)施系統(tǒng)

根據(jù)GB51348－2019《民用建筑電氣設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》、GB50099－2011《中小學(xué)校設(shè)計規(guī)范》等國家規(guī)范要求，中小學(xué)校需要設(shè)置三套網(wǎng)絡(luò)，分別為教師辦公網(wǎng)、物業(yè)網(wǎng)(一般指的是安全技術(shù)防范和建筑設(shè)備管理)、校園信息網(wǎng)(智能圖書館系統(tǒng)，多媒體教學(xué)系統(tǒng)和報告廳會議系統(tǒng))。根據(jù)《要求》本工程點(diǎn)位設(shè)計原則為:(1)教室、實(shí)驗室:每間教室設(shè)置一個弱電接線箱，內(nèi)設(shè)信息點(diǎn)分別接至教室的前、后墻各設(shè)1個雙孔信息插座、觸控一體機(jī)(白板)、IP廣播揚(yáng)聲器、PM2.5傳感器及一個AP無線點(diǎn);(2)每間教室門口設(shè)置電子信息屏，預(yù)留一個信息點(diǎn);(3)每組儲物柜設(shè)置一個信息點(diǎn);(4)室內(nèi)、公共區(qū)預(yù)留無線點(diǎn)位;(5)所有設(shè)備機(jī)房預(yù)留1個雙孔信息插座;(6)教學(xué)樓、音樂廳入口處、電梯廳處設(shè)置信息顯示屏預(yù)留信息點(diǎn);(7)報告廳主席臺側(cè)引入一根6芯室內(nèi)多模光纖;(8)音樂廳舞臺側(cè)預(yù)留一根6芯室內(nèi)多模光纖;(9)體育館、體育場預(yù)留智能化系統(tǒng)干線橋架，末端點(diǎn)位布置結(jié)合體育工藝深化設(shè)計布置到位。圖1所示為教室智能化點(diǎn)位布置圖，圖中SC/NT為安防系統(tǒng)設(shè)備箱/網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)備箱;BELL為電子鈴終端，六類線連接至教室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備箱;CLO為電子時鐘終端，六類線連接至教室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備箱;PM為電子黑板終端面板，六類線連接至教室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備箱;FS為光纖信息出線口，為示教/遠(yuǎn)程教學(xué)預(yù)留接口;IP網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)為固定槍式攝像機(jī)，六類線連接至教室內(nèi)安防系統(tǒng)設(shè)備箱;EBOX為電子儲物柜信息點(diǎn)位，六類線連接至教室內(nèi)安防系統(tǒng)設(shè)備箱;AU+2TD+2HDMI+PG+ZK+LCD為多媒體教學(xué)終端。

4基于物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的公共安全系統(tǒng)及信息化應(yīng)用

隨著經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步發(fā)展與科技的不斷進(jìn)步，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已在眾多生活領(lǐng)域中得到應(yīng)用。人與物、物與物之間溝通更加順暢，人機(jī)交流、管理更加方便，數(shù)據(jù)處理更加靈活，這些優(yōu)勢在智能建筑領(lǐng)域，尤其是安防系統(tǒng)中，皆有卓越體現(xiàn)。中小學(xué)校園內(nèi)一旦出現(xiàn)社會治安問題，社會不良影響極大。因此，中小學(xué)校園安防系統(tǒng)較一般公共建筑設(shè)計中的該模塊，被寄予更多重視。在智能建筑的設(shè)計方案中，本單元應(yīng)花費(fèi)更多精力予以側(cè)圖1教室智能化點(diǎn)位布置圖重。結(jié)合實(shí)際可以看出，中小學(xué)校具有人員結(jié)構(gòu)相對單一(主要是學(xué)生與教職工)，出入口控制更為嚴(yán)格的特點(diǎn)。這為設(shè)置物聯(lián)網(wǎng)，構(gòu)建自動化的智能安防系統(tǒng)提供了便利條件。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一般由感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層組成(架構(gòu)詳見圖2)，感知層主要用于對信息的采集、識別及控制，網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)將感知層獲得的數(shù)據(jù)上傳到網(wǎng)絡(luò)并進(jìn)行處理，應(yīng)用層則根據(jù)不同用戶的使用需要將獲得的有關(guān)信息進(jìn)行整理與分析，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)智能化管理并方便使用者根據(jù)有關(guān)信息做出正確的決策與判斷。圖2物在校園物聯(lián)網(wǎng)安防系統(tǒng)的設(shè)計中，感知層的對象由“人”和“物”兩大類組成，其中“人”主要包含:在校學(xué)生、教職工、來訪家長及少數(shù)受邀游客。相對于“人”而言，感知層的“物”所涉及的對象種類更為復(fù)雜繁瑣，如在校師生的校園一卡通、教學(xué)器械、實(shí)驗室用品、圖書館內(nèi)圖書等。在傳統(tǒng)安防系統(tǒng)中，這些龐雜的數(shù)據(jù)大多需要人工處理，消耗大量勞動力，且人工處理受限于工作人員的工作狀態(tài)，出錯率較高。而隨著物聯(lián)網(wǎng)感知層技術(shù)的發(fā)展，如今無論是“人”還是“物”，都可以通過條形碼、電子標(biāo)簽等，將信息通過RFID、藍(lán)牙、ZigBee等物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)進(jìn)行上傳。如果說感知層是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能否實(shí)現(xiàn)的技術(shù)關(guān)鍵，網(wǎng)絡(luò)層則是信息傳播的媒介，是信息之間實(shí)現(xiàn)自由傳遞的根基，兩者在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中缺一不可。但是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的使用是否能夠達(dá)到用戶的需求，管理起來是否合理，則取決于應(yīng)用層對大量信息數(shù)據(jù)的分析及處理能力。目前常規(guī)學(xué)校安防系統(tǒng)一般主要由入侵警報系統(tǒng)、視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)、出入口控制系統(tǒng)、電子巡查系統(tǒng)、停車庫(場)管理系統(tǒng)組成。以某基于TCP/IPNetwork技術(shù)的安防集成系統(tǒng)為例，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示，由網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)、入侵警報系統(tǒng)及門禁系統(tǒng)組成。傳統(tǒng)的安防系統(tǒng)通過TCP/IPNetwork將監(jiān)控視頻傳輸信號上傳至機(jī)房服務(wù)器，監(jiān)控中心可以實(shí)時查看并儲存相關(guān)傳輸影像。入侵報警系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)由探測器、報警按鈕、聲光報警器及報警主機(jī)組成，監(jiān)控中心人員可根據(jù)報警主機(jī)收到的相關(guān)信息確定事發(fā)區(qū)域。門禁監(jiān)控系統(tǒng)通過電子門鎖、讀卡器、指紋識別、電子按鈕等機(jī)構(gòu)取代傳統(tǒng)的機(jī)械閉門裝置，方便人員管理，并可以靈活控制門的開關(guān)狀態(tài)。以上三個系統(tǒng)在目前安全技術(shù)防范系統(tǒng)中使用廣泛，可靠性強(qiáng)。但是仍存在一些問題:(1)各子系統(tǒng)完善但相對獨(dú)立;(2)事故源頭未知，處理安全事件被動;(3)安全響應(yīng)速度慢。為了加強(qiáng)各子系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián)，使安防系統(tǒng)高度集成，系統(tǒng)聯(lián)動性更強(qiáng)、智能化更高、響應(yīng)更加快速，從而實(shí)現(xiàn)對學(xué)校有關(guān)出入口、通道，重點(diǎn)區(qū)域的立體管理，物聯(lián)網(wǎng)RFID技術(shù)起到至關(guān)重要的作用，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖4所示。與圖3所示的安防系統(tǒng)相比，該安防系統(tǒng)有以圖4融合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的安防集成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖下特點(diǎn):(1)監(jiān)控對象明確:由于物聯(lián)網(wǎng)感知對象明確，可以將有關(guān)信息進(jìn)行采集。使監(jiān)控人員第一時間找到被標(biāo)記的對象。(2)組網(wǎng)控制靈活，集成度高:末端監(jiān)控設(shè)備同樣也可以作為物聯(lián)網(wǎng)的感知對象，在安防系統(tǒng)響應(yīng)時，監(jiān)控中心可以根據(jù)監(jiān)控對象所處的狀態(tài)，對周圍的監(jiān)控末端設(shè)備作出相應(yīng)控制要求。當(dāng)出現(xiàn)安全問題時，也可以快速獲取監(jiān)控對象周圍的監(jiān)控信息，減少安保人員處理事件的時間，最大限度降的低安全風(fēng)險。(3)原有安防結(jié)構(gòu)不變:由于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的融入，使安防系統(tǒng)更加靈活，智能，高效。從安防結(jié)構(gòu)上，不破壞各系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，各子系統(tǒng)依舊可以在不依賴于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持下可靠運(yùn)行，物聯(lián)網(wǎng)則作為溝通各子系統(tǒng)之間的橋梁，實(shí)現(xiàn)真正的信息共享。

5公共廣播系統(tǒng)

校園公共廣播系統(tǒng)一般分為公共廣播系統(tǒng)(兼考務(wù)專用廣播系統(tǒng))、體育場廣播系統(tǒng)，系統(tǒng)主機(jī)一般設(shè)計在廣播室內(nèi)，公共廣播系統(tǒng)對全校區(qū)公共區(qū)域進(jìn)行覆蓋，分為室外園區(qū)和室內(nèi)公共區(qū)域兩部分。室內(nèi)公共區(qū)部分的揚(yáng)聲器采用和消防廣播共用的方式，單獨(dú)設(shè)置音源(音源設(shè)置在校園廣播站)。室外單獨(dú)設(shè)置揚(yáng)聲器，分布在室外公共區(qū)域。該系統(tǒng)平時播放日常廣播，在緊急情況下，由消防廣播進(jìn)行音源強(qiáng)切。在發(fā)生消防報警時，可自行切換到消防廣播系統(tǒng)，只對發(fā)生報警的相鄰區(qū)域廣播，不影響其他區(qū)域的正常音樂播放。當(dāng)必要時，可向所有區(qū)域播放消防報警廣播。公共區(qū)域廣播揚(yáng)聲器選用模擬揚(yáng)聲器，教室內(nèi)設(shè)置IP揚(yáng)聲器，有重要考試功能的教室IP揚(yáng)聲器應(yīng)有模擬接口，接入考試專用廣播模擬信號作為備份，當(dāng)數(shù)字信號有問題時，模擬信號起用。在體育館、體育場設(shè)置獨(dú)立的模擬廣播系統(tǒng)，廣播室設(shè)置在建筑內(nèi)，廣播主機(jī)選用網(wǎng)絡(luò)主機(jī)可接入校園公共廣播信號，也可接入自己的音源。

6建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)

如今建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)成熟應(yīng)用到了各個公建建設(shè)項目上，該系統(tǒng)采用集散式控制，現(xiàn)場總線采用Modbus、LonWorks、BACnet等技術(shù)，便于系統(tǒng)集成的實(shí)施，建筑設(shè)備監(jiān)控中央操作站一般設(shè)在安防控制室，預(yù)留系統(tǒng)集成通訊接口，能有效幫助學(xué)校后勤管理人員管理園區(qū)各個機(jī)電設(shè)備，以達(dá)到節(jié)能降耗的目標(biāo)。

7智能化系統(tǒng)集成

智能化系統(tǒng)集成設(shè)置的目的是建立一套符合中小學(xué)師生的信息平臺，主要用于組織師生活動、遠(yuǎn)程教學(xué)、聯(lián)動校園各個安防子系統(tǒng)更好的保證校園安全等。集成系統(tǒng)以計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，以第三方管理軟件為集成平臺，由設(shè)施層、通信層、支撐層、應(yīng)用層、用戶層等組成，主要將各個智能化系統(tǒng)的后臺設(shè)備和軟件集成為一個整體，達(dá)到提高效率、降低成本、滿足學(xué)校內(nèi)各類活動的需要。避免了個系統(tǒng)機(jī)房分散維護(hù)、管理不便的弊端。使整個校園各智能化系統(tǒng)不再單一運(yùn)行，形成一個完整的體系。

8結(jié)束語

中小學(xué)校智能化設(shè)計需要著重考慮學(xué)生們的學(xué)習(xí)質(zhì)量、身心健康、人身安全，同時不能忽視教師們的教學(xué)體驗，應(yīng)根據(jù)學(xué)校功能房間進(jìn)行精準(zhǔn)分類(如實(shí)驗室、普通教室、網(wǎng)絡(luò)教室等)，在智能化設(shè)計上要給予針對性的設(shè)計。隨著教育事業(yè)的蓬勃發(fā)展，中小學(xué)校建設(shè)項目、各類民辦教學(xué)組織不斷涌現(xiàn)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展也必將影響到之后學(xué)校智能化建設(shè)的發(fā)展，希望本文能對設(shè)計同仁在設(shè)計學(xué)校智能化時有所幫助。

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作者：蒲域 聶沐晗 單位：中國建筑設(shè)計研究院有限公司