无锡市感知校园物联网样板工程项目建议书v100623.docx
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无锡市感知校园物联网样板工程项目建议书v100623
无锡市“感知校园”
物联网样板工程项目建议书
二零一零年六月
目录：
1.引言4
2.校园安防现状5
3.“感知校园”物联网解决方案6
3.1.“感知校园”总体架构6
3.2.物联网应用平台总体架构7
3.3.物联网应用平台技术架构8
3.4.“感知校园”物联网平台特点9
3.4.1.架构完整清晰9
3.4.2.标准化程度高9
3.4.3.统一的信息模型9
3.4.4.高实时性和可靠性9
3.4.5.高度兼容灵活扩展10
3.4.6.丰富的接入手段10
4.周界智能防入侵系统10
4.1.概述10
4.2.系统功能11
4.3.系统特点11
4.3.1.安全性11
4.3.2.误报率低和适应性强11
4.3.3.阻挡和报警双重功能12
4.3.4.系统扩展性强。
12
4.3.5.供电方式12
5.视频监控与报警系统12
5.1.前端部分13
5.2.传输部分13
5.3.监控中心部分13
5.4.报警部分14
5.5.视频监控系统主要功能15
6.智能视频分析系统16
6.1.传统视频监控系统分析16
6.2.智能视频监控系统概述17
6.3.系统特点17
7.校园安检门系统18
8.校园一卡通及门禁系统19
9.家校通系统19
10.校园信息中心系统20
10.1.概述20
10.2.系统架构20
10.3.系统组成21
10.4.功能模块22
10.4.1.校舍信息管理系统22
10.4.2.学生信息管理系统23
10.4.3.教师信息管理系统23
10.4.4.经费信息管理系统24
10.4.5.仪器设备信息管理系统24
11.无锡泛联物联网公司简介25
1.引言
2009年8月，国务院总理温家宝在中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心考察时，首次明确提出我国要大力发展“物联网”，掌握信息产业核心技术，尽快建立“感知中国”中心，在信息科技更新换代的物联网时期，避免以前在计算机和互联网产业大规模发展时，因没有掌握核心技术而走过的一些弯路；同年11月，温总理发表题为《让科技引领中国可持续发展》的重要讲话，物联网正式写进政府工作报告,被列为国家五大新兴战略性产业之一，提升到国家战略层面；12月，中央经济工作会议以及随后七部委对2010年工作的重点安排中，均围绕对发展包括物联网在内的战略性新兴产业的重视和扶持，并进行落实，强化政策支持，加大财政投入，推进物联网产业发展，培育新的经济增长点；2010年3月，十一届全国人大三次会议上，国务院总理温家宝作政府工作报告时再次强调，2010年要大力培育战略性新兴产业，加快物联网的研发应用。
我国对物联网的发展已经予以高度关注和政策支持，未来几年将是中国物联网研发应用迅猛发展的时期。
“物联网”是继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第三次浪潮，是信息科技更新换代的“信息化新阶段”，如果说互联网是人人相联的话,那么物联网就是物物相联、物人相联。
作为物理世界与虚拟信息世界桥梁，其不仅是通信网络和先进计算技术的自然延伸，更是在探求物理世界本质的基础上对物理世界进行系统化、信息化后的产物。
物联网的核心理念是突破人物（机）交互的局限，使人力得以解放，管理更加智能化。
物联网是信息化的深化，从信息化向智能化提升的全球信息化发展新阶段，其应用将渗透到每个行业和社会生活的各个角落，承载着国家和公共安全及国家经济命脉的伟大使命。
在未来,物联网将广泛应用到安防反恐、交通管理、市政管理、节能环保、医疗健康、家具建筑、金融保险、能源电力、物流零售、智能工农业等各个方面。
2.校园安防现状
校园安全是个全球性课题，是物联网在安防反恐方面的一个实际应用。
我国校园安全形势不容乐观，2007年初，教育部发布的2006年全国中小学安全形势分析报告显示：
在各类安全事故中，溺水占31．25％，交通事故占19．64％，斗殴占10．71％，校园伤害占14．29％，中毒占2．68％，学生踩踏事故占1．79％，自杀占5．36％，自然灾害占9．82％，其他意外事故占3．57％；今年多起校园安全事故的发生，更看出我们的学校和幼儿园存在诸多安全管理的漏洞。
美国4月16日出炉了长达40页的题为《校园袭击：
攻击高校的暴力事件》的专题报告，总结了美国从1900年至今一百多年来的校园安全情况，美国早已实施了校园安全防范措施，并建立了校园威胁评估机制。
作为学校，首先要明确，当前保护好学校学生生命财产安全的重要性，要切实增强校园及周边安全工作的责任感、紧迫感、切实加强校园及周边安全工作，完善安全防范措施，同时还应该加强周边治安信息、特殊人员信息、外来流动人员信息的分析研判，牢牢掌握主动权，对各种危险做到未雨绸缪。
教育部在2010年5月5日发布的关于学校安全的紧急通知中教育部在这份紧急通知中表示，要把维护校园安全作为当前和今后一个时期一项“重大政治任务”。
这已是教育部在不到20天里连续三次对中小学校园安全问题表态，并在4天内连续下发两个紧急通知。
要求各学校加强安防监控和保卫工作。
无锡泛联物联网科技股份有限公司跟据目前校园安全防范现状及实地情况的考查本着严谨、科学、认真的态度，利用先进的物联网技术与安防产品和我们多年来丰富的设计经验，提供最佳的解决方案，以最好的产品及优质的服务，建立一套完善的、可靠的、稳定的“感知校园”安防系统，助力增强校园的安全防控和信息化水平。
3.“感知校园”物联网解决方案
3.1.“感知校园”总体架构
“感知校园“整体框架图：
图1“感知校园”整体框架图
“感知校园”总体架构采用分层体系结构，从下至上分为物联网感知层、物联网平台层、物联网应用层和银行应用层。
物联网传感层主要完成物体信息的采集、融合处理和传输。
从校园场所范围内的各类对象例如人员、物品、场景等采用传感器、智能视频、RFID等多种技术实时采集各种信息。
例如对围界通过智能传感器实时采集异常信息，对人员通过RFID技术等实时采集位置信息，对场景通过智能视频技术采集信息。
采集得到的信息需要逐级进行融合，从而实现协同感知和协同控制。
物联网平台层主要实现网络设备的管理、网络设备层面信息到业务信息的转换、设备信息和业务信息的呈现。
平台有效地屏蔽了底层设备及其网络的复杂性和多样性，统一了设备管理接口和平台信息模型。
平台采用组件化的构建方式，通过对组件的组态、编排、策略调度等手段灵活支持从简单到复杂的应用场景。
物联网应用层从应用视角出发，以物联网平台提供的各类组件为基础，将细粒度的技术组件组织为更大粒度的功能组件，进而组织为一个个特定的物联网应用。
校园应用层是物联网总体应用体系架构在银行这一特定应用场景下的物化和具化。
围绕“感知校园”这一核心内容，集合教育行业的管理现状，可以提炼出面向学生、教师、外来人员的身份识别、行为识别等系统。
功能和技术实现上，这类系统可以由上述各类物联网功能组件和应用映射得到。
物联网感知层侧重解决“感”的问题；物联网平台层侧重解决“知”的问题；而物联网应用层和金融应用层则重在“用”的方面。
以上四个层面组成了一个有机的、完整的校园行业感知体系结构。
3.2.物联网应用平台总体架构
图.物联网应用平台总体架构
物联网应用平台从体上分为接入层、服务层、逻辑层和界面层。
接入层主要功能是通过分布式代理和协议适配等技术手段，屏蔽底层传感器设备、汇聚设备、辅助设备、网络传输设备的差异。
这些差异包括厂家制式、版本、信息模型、外部接口、组网等诸多方面。
参照TMN等行业规范采用面向对象等设计原则，将上述被管对象抽象为属性和行为一致的管理对象。
抽象的管理对象及其关系是平台共享信息模型的基础。
服务层以平台共享信息模型为基础，从上层应用的视角出发，提炼和抽取出一组业务层面的公共服务。
这些公共服务包括：
配置服务、事件服务、关系服务、位置服务、拓扑服务、策略服务、安全审计服务等。
这些服务与具体的行业和应用服务无关。
服务的设计采用面向对象、面向服务等设计原则，服务统一透明部署在软件总线上。
物联网应用具有多样性和复杂性等特点，平台通过逻辑层来向上支撑多样化的、差异化的业务应用。
具体说是通过对服务层各服务的编排来支撑业务流程；通过业务规则在服务和流程中实现业务逻辑判断；通过在服务上加载调度策略实现设备层面的联动控制。
友好的人机界面是物联网应用的基础。
从各类应用场景出发，我们可以提炼出各类通用的HMI组件例如GIS、拓扑、事件列表、图表等，通过对这些组件的合理组织，能够快速搭建丰富多彩的物联网应用。
3.3.物联网应用平台技术架构
图.物联网应用平台技术架构
物联网应用具有组网复杂、数量巨大、地理区域分散、异构环境、个别场景实时性要求高等特点，因此对平台技术架构设计方面存在非常高的要求。
物联网应用平台采用开放的技术架构，主要体现为采用分布式软件总线技术构建整体技术框架。
平台的各层面之间、各服务之间、各组件之间均采用软总线实现互联互通。
软件总线为平台提供了一致的开发、设计、部署和运行框架，同时具备透明部署、稳定运行、高可靠性等诸多优点。
具体而言，平台技术架构由分布式中间件和基础服务构成。
分布式中间件是软总线的核心内容，包括分布式对象请求代理、Web容器等内容。
基础服务是附属软总线的基础设施，是业务服务稳定运行的基础；基础服务包括：
流程引擎、规则引擎、命名服务、事物服务、目录服务等内容。
3.4.“感知校园”物联网平台特点
3.4.1.架构完整清晰
平台根据各层的特性分为：
物联网感知层、物联网平台层、物联网应用层、校园应用层；每一个平台功能根据平台的名称即可一目了然的知晓各层的功能。
3.4.2.标准化程度高
平台以易用、实用、够用为开发原则，结合中科院几百位专家的经验和调研，定位于对物联网业务应用实施深入而全面的监控，把网络拓扑发现、资源管理、设备管理、终端管理、性能管理、故障分析、异常流量监测、服务器管理、数据库管理、WEB监控等融为一体。
3.4.3.统一的信息模型
通过物联网应用平台实现校园安防和信息中心数据监控的整合，同时可以通过振动探测、智能视频分析、报警点管理、RFID技术等，对校园安全状况进行检测和对人员身份识别，对校舍安全进行数据统计，真正做到多个系统的整合应用，有效降低成本，真正的实现实现了统一管理、统一授权、统一指挥。
3.4.4.高实时性和可靠性
清晰全天候的监控、各子系统间的联动，减少了校园人力资源的投入，大大的减轻了保卫人员的压力；
校园围界的防入侵系统确保了在中小学尤其是幼儿园安全防范水平。
3.4.5.高度兼容、灵活扩展
可以和电信、移动等现有校园方案（如宝宝在线）完美结合；提供并开放标准的接口，为后续的系统升级改造节约大量的人力物力；
3.4.6.丰富的接入手段
平台支持多种传输手段，考虑到未来技术的发展，考虑有线传输方式和无线传输方式相结合，对于布线困难得地方采用无线方式，无线传输方式施工方便，图像实时传输、清晰，并且可根据传输距离的远近、现场自然条件的不同，其功率的大小可以按要求配制。
4.周界智能防入侵系统
4.1.概述
周界防范手段包括物理防范手段和技术防范手段。
物理防范手段如传统的砖墙、水泥墙、玻璃墙、铁栅栏等等，都有明显的外形，把防区围起来，都有阻挡外来入侵作用，但是都不具有报警和监视功能。
周界技术防范手段是周界入侵报警系统，如红外对射报警器，泄漏电缆、视频监控和振动光缆等，他们具有报警或监视作用。
高压脉冲电子围栏系统是一种物理围界与技术防范结合的系统，在市场中得到一定应用。
高压脉冲电子围栏上带有几千至及万伏的高压，籍此来威慑和阻挡入侵者，但是也带来一定的危险，容易引发法律纠纷。
震动防入侵电子围拦系统把阻挡和报警二大功能有机地集成在一起，同时要没有高压电流，并且定位准确。
既具有有形震动防入侵硬件设施，又具有智能多防区探测，同时安全可靠，可以成为新一代智能电子周界安防系统。
4.2.系统功能
具有完整的、有明确分界的震动防入侵电子围拦，具有强大的阻挡作用和威慑作用（无高压脉冲）。
具有误报率极低的智能报警功能，当某一防区前端发生案例时可通过智能化多防区探测器在显示窗迅速显示该防区断网、防拆报警指示，反映前端状态。
备有报警接口、开关信号输出、能与其他的安防系统联动，提高系统的安全防范等级。
侦察功能—震动防入侵电子围拦能够检测各种侵扰的级别，具有区分偶然入侵还是强行闯入者的能力，对各种恶劣环境具有极强的屏蔽能力。
4.3.系统特点
4.3.1.安全性
脉冲电子围栏警戒系统通常有至少几千伏的高压，威慑并阻止入侵者，虽然理论上对电流进行了限制，不会造成入侵者伤残和死亡，但是瞬间高压带来放电，会产生惊吓，或特殊体质人员，特别是患有心脏病的人误触，仍然会导致难以预料的后果，为客户引来法律纠纷。
震动防入侵电子围拦系统改变了感知方式，导线上没有高压，因而对人体不会造成伤害。
特别适于中小学，幼儿园以及居民小区使用。
不会因为儿童顽皮误触而产生高压放电。
4.3.2.误报率低和适应性强
震动防入侵电子围拦系统不受环境（如树木、小动物、震动等）和气候（如风、雪、雨、雾等）的影响，不受地形高低和曲折程度的限制，误报率极低。
4.3.3.复合视频的智能化
震动防入侵电子围拦系统配合视频复合，在发生报警的同时可以弹出对应的视频，并可设置前后时间观看方便值班人员及时判断区分，无需到现场巡查；同时可以设置让各级领导第一时间就知道入侵情况。
4.3.4.阻挡和报警双重功能
震动防入侵电子围拦系统能够实实在在给入侵者一种威慑感觉和阻挡作用，使其不敢轻举妄动，达到防范为主，减少作案次数。
相比红外对射等隐形手段更加实用有效。
4.3.5.系统扩展性强。
即具有继电器输出报警，又具有串口数据报警机制，通过串口数据报警消息，可以获得警报概率，位置，严重性的信息，从而可以是系统集成更加智能，灵活。
5.视频监控与报警系统
视频监控历来是学校安全保卫工作中的重点，是校园安防技术体系中的一个重要组成部分，是一种先进的，防范能力极强的综合系统。
它可以通过遥控摄像机及其辅助设备实时观看校园里的监控区域，同时通过辅助报警设备，对外来闯入人员，对持刀持械人员进行监测，并将报警信息实时，快速传到后端总控中心。
另外一方面，还可以将所有的实时图像监控信息，报警信息等通过存储设备进行存储，方便以后调阅查看。
安防监控系统能够带来的功能主要有以下几个方面：
（1）建立一套完善的安全防范体系,保证校园教师、学生、干部及其他人员的生命财产安全；
（2）建立完善的安全预警系统，防范于未然，减少事故发生；
（3）建立快速响应的安全防范体系，避免大学城校区教师、学生、干部及其他人员遭受意外或使可能遭受的损失及意外尽量减至最低；
（4）公区域管理，便于不同功能区域采取不同的监控和防范及管理；
（5）建立完善的安防历史事件档案，使事件具备可追溯性。
视频监控系统主要由前端部分，传输部分和后端总控中心三个部分组成。
5.1.前端部分
根据对校园安防防范的要求和现场考察调研，在校园的大门，侧门，围墙，教室以及校园公共场所布置摄像机，摄像机就象整个系统的眼睛一样，把它监视的内容变为图像信号，传送给中心控制设备，中心控制设备进行录像、备份。
5.2.传输部分
校区新增监控摄像机全部接入编码设备然后将模拟信号转换成数字信号，通过网络双绞线和光纤进行传输。
上传到中心机房进行集中管理和控制。
因为所用的网络为校园网，在网络传输带宽方面可以根据实际需求来制定。
5.3.监控中心部分
监控中心通过增加安装了专业网络视频监控平台软件的管理服务器来对前端传输过来的图像信号进行集中的管理和控制。
因为前端图像需要存储，所以在监控中心采用安装网络存储的办法来解决。
网络存储接入校园网络，连入管理服务器。
管理服务器通过平台软件对存储进行管理。
监控平台软件主要的功能有：
1、能够实现远程图像监看、门禁限制、报警主机状态显示、主机布防、撤防、防区旁路控制、语音信息广播、照明控制、客户操作指导等管理功能，加强安全保障能力，提高管理和服务水平。
2、系统能对全部网点的数字录像、报警联动录像等信息进行检索回放，异地保存。
支持屏幕锁定功能，本地查阅录像时须得到中心的授权，才能登录查看相应信息。
3、系统具有人性化的人机界面，所有的图像、安防、门禁、设备监控、环境监控能在同一界面直观地体现出来，有多种报警信号提示。
无须到现场进行数据记录，提高工作效率。
4、监控中心能在中心实时监看到各个网点联网终端和硬盘录像机等监控设备的运行情况。
及时发现监控设备和监控对象故障状况。
监控平台服务器的架构如下：
5.4.报警部分
报警是整个系统的核心部分，报警的及时与否关系到险情能否得到控制。
因此单独把这一块拿出来讲。
在校园安防监控系统中，报警有两个方面的重要作用。
第一，报警设备的安装可以有效的监测到犯罪分子的犯罪行为。
第二，一旦出现险情，无论是“人防”发现还是“技防”发现，都应该及时报告总控中心相关领导，以便及时作出反应，因此，报警设备的第二个作用就是能够通知总控中心，使总控得知现场情况。
例如，将报警按钮安装在校门处，当保安观察到险情时，按动按钮，即可将报警信息传至总控中心，同时又不惊动犯罪分子。
在以往的校园安防中，报警设备往往仅仅是响铃。
铃声通知相关人员的时候，也惊动了犯罪分子。
此外，无论是电子围栏，激光对射，还是报警按钮，均可以联动到总控中心的平台，当前端出现告警时，总控中心的平台系统自动将对应画面上传到配置好的电视墙上，使事发现场情况一目了然。
以下是几种主要报警设备的应用功能情况：
1周界智能防入侵探测器
周界智能防入侵探测器采用振动作为探测手段，一旦布防的区域中出现活动的物体，即可产生告警。
特别适用于室外围界防入侵领域，如校园，机场等的围界保护。
可安装在校园四周的围墙内外适用。
2报警按钮
报警按钮的重要作用就是将报警信息传输至总控中心。
险情及时上报可使相关人员能够快速处理危险情况。
报警按钮可安装在校门保安值班室内。
放置于不太明显的地方，可使犯罪分子不易察觉。
5.5.视频监控系统主要功能
系统使用视频监控、计算机通信、网络传输、数字化等高新技术，通过实时监控、记录查询、网络传输、分级控制、授权访问、资源共享等业务功能，实现对各路口、主要道路、重要目标、重点单位、要害部位、主要进出口区域等目标的治安监控。
能根据相关部门需求，将监控图像实时传输到监控总中心及其他相关部门分控点，通过报警与图像资源的整合、共享，实时、直观地了解和掌握监控区域的治安动态，适时调度、指挥、处置，达到精确打击、预防和控制违法犯罪、维护良好的治安环境的目的，有效提高校区内治安管理能力。
对系统的主要功能描述如下：
1实时视频监控功能：
可按实际地理位置、前端摄像机的分布进行区域划分。
采用模拟枪机和球机，直接将前端的图像信号通过编码采集设备转换为数字信号，通过网络传输到总控中心进行远程管理，支持重要部位实时图像集中显示和切换，支持录像资料远程检索和回放。
系统可支持多个监控点的数据传输和处理，确保图像清晰、稳定，无延时、失真、不同步等现象。
2自动报警监测功能：
系统通过对报警防区、报警探测器进行设置，自动对报警条件进行判断，对于出现的各种异常情况例如非法分子闯入等，产生报警信号。
同时报警信息可联动视频图像的切换，自动将当前产生报警的视频监控画面在总控中心切换到大屏幕上面。
自动记录报警信息，对探测数据进行集中管理和存储，提供检索功能。
3移动拍摄功能：
拟设5-10个无线监控点，随时实现移动监控。
采用微型移动拍摄设备对特定条件下特定对象进行图像、声音采集，实现近距离无线传输，同期录音、录像，音视频回放。
4一体化管理功能：
在综合管理平台的一体化管理下，视频监控、自动报警、求助报警及门禁控制各功能模块联动运行。
系统的管理和控制实行身份安全认证，经过授权的任意一台终端可以进行远程访问。
5应急处置功能：
当系统产生报警信号时，总控中心立即得到相应信息，电子地图自动显示报警点，视频监控系统自动将画面切换到报警现场，以便值班员对报警现场情况进行综合分析，迅速处置。
总控制室设立电视屏幕墙，当监控现场报警时，监控中心能自动切换到相应的图像。
监控中心能对监控现场的球机发出控制指令，任意观看球机设备覆盖的监控场所。
6系统采用全天24小时不间断录像，录像资料保存在总控制中心。
存储时间可按校方要求进行配置。
6.智能视频分析系统
6.1.传统视频监控系统分析
传统的视频监控系统完全依赖人去发现监控场景中目标行为，而人正是整个监控环节中最不可靠的。
具体分析如下：
⏹人的视觉很容易疲劳，出现“眼观六路，视若无睹”的现象
⏹人的眼睛盯着若干个视频画面时，很容易产生视觉惰性，无法保证时时刻刻地准确判断目标行为，一般来讲，不法分子的入侵行为的持续时间都不会很长，可能只有几十秒钟，不容易被发现；
⏹人会出现“视而不见”的现象
⏹经过科学研究证明，人的眼睛紧盯着屏幕22分钟之后，对画面95%以上的信息丢失，相当于“视而不见”；
⏹人会出现离岗、打瞌睡现象、麻痹思想等等其它的人为因素
6.2.智能视频监控系统概述
智能视频监控系统是利用人的计算机仿生学技术，融合到传统的视频监控系统中，自动检测、识别监控场景中的非法入侵目标，并触发告警，实现事前的监控预警功能，是主动式的安全防范系统。
其能实现24小时或特定时段的无人值守，提升监控场景的警戒强度，增加安全防范等级。
一般的智能视频监控系统由三部分组成，即普通摄像机场景拍摄、智能视频服务器和图像显示、存储、警报装置。
智能视频监控系统的核心部分为智能视频服务器，借助智能视频分析技术来进行视频图像识别。
减轻人脑压力的“智能视频监控”已成为现代监控行业发展中的必然趋势，也是必然结果，即由机器代替人进行繁重、枯燥而重复的劳动，从原先的“人眼+人脑”或目前“机器眼+人脑”的形式逐步过渡为“机器眼+机器脑”的智能视频监控方式。
智能视频服务器可自动分析、检测、识别监控场景中目标对象及目标对象的行为，一旦目标对象出现非法的入侵行为，立即触发告警，联动警报。
后台系统可同时屏幕上显示报警视频画面及电子地图，给值班人员非常直观信息，避免了盲目出警。
这样使整个过程保证了极高的可靠性。
7.校园安检门系统
安检门是一种检测人员有无携带金属物品的探测装置，又称金属探测门。
主要用来检查人身体上隐藏的金属物品，如枪支，管制刀具等。
当被检查人员从安检门通过，人身体上所携带的金属超过根据重量、数量或形状预先设定好的参数值时，安检门即刻报警，并显示造成报警的金属所在区位，让安检人员及时发现该人所随身携带的金属物品。
纵观近期发生的校园案件，都是罪犯持刀行凶。
假如在校门处放置安检门，可及时发现犯罪人员身上所持刀具，及早发现情况并予以制止。
安检门是一种检测人员有无携带金属物品的探测装置，又称金属探测门。
主要应用在学校大门处用来检查人身体上隐藏的金属物品，如枪支，管制刀具等。
当被检查人员从安检门通过，人身体上所携带的金属超过根据重量、数量或形状预先设定好的参数值时，安检门即刻报警，并显示造成报警的金属所在区位，让安检人员及时发现该人所随身携带的金属物品。
8.校园一卡通及门禁系统
校园IC卡一卡通管理系统是利用高科技产品——非接触式IC卡作为载体，结合电子技术、非接触IC卡技术、单片机技术、计算机网络技术及数据库技术等诸多高新科技，使其具有电子身份
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