智慧校园基础建设设计要点探析

2021-11-12安徽省建筑设计研究总院股份有限公司安徽合肥230000

安徽建筑 2021年8期

张健（安徽省建筑设计研究总院股份有限公司，安徽合肥 230000）

智慧校园指依托校园基础建设，结合云计算、大数据、人工智能、物联网等技术的应用，打通各子系统之间的数据连接共享，实现学校安全高效的管理，为校园管理者、教师及学生带来各种便利及价值的提升。根据教育部《教育信息化2.0行动计划》也提出了到2022年教学应用覆盖全体教师、学习应用覆盖全体适龄学生、数字校园建设覆盖全体学校，信息化应用水平和师生信息素养普遍提高，建成“互联网+教育”大平台。教育信息化也必须要在智慧校园的平台上才能实现。

1 智慧校园系统设计及要点分析

1.1 综合布线系统

综合布线系统是提供语音、数据和多媒体信息传输的基础平台，在智慧校园的设计中不仅能要考虑现有教学语音、数据、图像的传输需要，同时也要满足未来物联网设备组网需求，为未来5G技术在教学中的应用提供辅助有线网络支撑。室外汇聚到核心主干采用芯万兆单模光纤产品，满足联网和通信要求并留一定的冗余和备份。楼内数据主干采用万兆单模光纤，语音垂直主干采用3类大对数线缆，语音垂直主干到达各个设备间，由运营商就近接入。综合布线系统点位设计要预留到位，考虑到后期扩展，如教室内要考虑现阶段使用的智慧黑板、智慧课堂、无线网络、还应考虑到后期智慧校园发展，适当预留信息点位，保证后期扩展建设不需要重新敷设管线。信息点位需要与强电专业配套，应避免出现有网络插座而无强电电源插座。校园综合布线系统是智慧校园建设的基础，设计的时候需要充分考虑未来网络的架构变化、扩容以及配合新技术发展的需要。

1.2 校园网络系统

校园网络系统分为校园网和设备网，采用物理隔离方式，设置防火墙，实现数据的安全访问。校园网与设备网一般均按照“核心+汇聚+接入”三层网络拓扑架构设计，核心及汇聚位置应根据学校具体建设情况选择确定以在满足功能的前提下减少线缆的敷设。在办公室、教室、图书馆、会议室、报告厅、学生宿舍、教工值班用房等场所实现无线网络覆盖，并实现统一网络接入管理。

校园网络有同时使用人数很多的特点，同时随着基于网络的智能化、信息化应用不断丰富，校园网络环境也更复杂，如大容量数据的传输，产生了巨大的网络流量。同时远程教育的发展、视频点播系统以及视频会议等更多的多媒体业务在校园网上的运行，当数据量突然增大时，对于实施的视频会议等可能造成延时、丢包等情况。如何确保此类业务的正常应用，在建设校园网时需要重点考虑的。因此，校园网一般在网络核心层部署2台核心交换机作为校园网核心。2台核心交换机通过2个万兆链路互联，并启用网络虚拟化技术，将两台核心交换机虚拟为一台，提高网络核心处理能力，同时互为冗余备份。设备网一般在网络核心层部署1台核心交换机作为设备网核心。

为满足学校后期电子书包的扩展应用，在每间教室部署一台放装AP的同时预留1个AP接入，每间寝室内预留面板AP安装的管线。

1.3 综合安防系统

视频监控子系统采用IP架构的全数字高清监控架构。布点原则：

①在校园内主要通道、道路交叉口设置高清高速球机，在部分建筑制高点设置全景摄像机；

②在校园内各单体建筑的各大楼内主要出入口、公共通道、电梯厅等设置摄像机，对于有美观需求的室内设计半球摄像机；

③在重要设备机房设置摄像机（如监控机房、信息中心机房等）；

④在教室、实验室等教学区域设置室内枪式摄像机；

⑤在危化品室设置满足防爆要求的摄像机；

⑥在试卷保密室设置室内枪式摄像机；

⑦在各个单体建筑的电梯轿厢内设置电梯专用摄像机；

⑧在地下车库出入口、主干道等区域设置枪式摄像机；

⑨食堂：食堂明厨亮灶摄像机要覆盖全面，主要出入口处设置红外枪式摄像机，各层餐厅售饭窗口、就餐区等设置红外枪式摄像机，厨房的加工间均设置防油污摄像机，实现“名厨亮灶”工程。

布置在操场等处的室外摄像机应考虑防雷措施。

摄像机的位置设置原则，既要保证公共区域的安全监控，又要避免侵犯到个人隐私。对于人脸识别技术建议可在小部分场所应用，不必大范围覆盖。

在无障碍卫生间设置报警按钮，门口设置声光报警器。报警平台提供接口，可与110平台实现报警联动。

校园周界防范采用4线式张力电子围栏。

1.4 一卡通系统

1.4.1 门禁管理子系统

校园内重要设备机房、档案室、危化品室等需要控制出入，对每张教职工卡进行出入授权和实效设置。

对重要的场所如办公区、食堂后厨、重要仪器房、财务室、机房等重要房间安装门禁，管理人员的进出，对进入各重点场所人员实行权限管理，门禁控制点均在门的一侧配置读卡器，另一侧配置开门按钮，采用单向进入控制模式。

对于办卡，充值，挂失，消费，考勤等使用场景要结合学校实际环境进行设计。如学生办卡、充值、挂机的途径可以多元化，相关设备可分布在学生经常出现场所，可减少排队，方便学生使用。

宿舍电控系统应与强电设计结合，提好需求，留足够的设备安装空间，方便实施。

1.4.2 门禁系统与消防系统联动

门禁系统与消防系统的联动，有消防警情时电子锁一定要实现联动释放，门禁系统应配置不间断电源。

1.4.3 一卡通系统数据备份

一卡通系统数据应考虑备份措施，尽量减少数据丢失给学生带来的经济损失和管理上的麻烦。

1.5 校园广播系统

校园广播一般分为公共广播和考务广播两部分。

校园公共广播一般采用网络架构。设置广播室，在年级或其他学校有需要的场所设置分控中心，可在分控实现对授权区域的播放。室外运动场扩声，一般设置独立音控室，满足运动场举办运动会时的播音要求。

考务广播系统是初高中校园建设重点，投资不大，重要性很大，要做好足够的备份，保证在中、高考听力时系统运行稳定。建议优先采用传统模拟广播，技术成熟，稳定性好。

1.6 多媒体教学系统

各类教室均设置1套多媒体教学系统（含教学扩声、视频显示、教学讲台、推拉黑板、视频展台等设备）。其中视频显示子系统应根据教室的面积及使用功能进行按需设置，如普通教室、各类实验室、走班教室等视频显示系统均可采用≥86寸交互智能平板；阶梯教室、合班教室面积较大，视频显示子系统可采高清投影+150寸电动幕布的形式。

精品录播教室单价造价较高，可按每年级设置一间或根据学校的使用需求设置，普通教室预留常态化录播管线。

1.7 计算机教室系统

传统桌面终端多为X86架构的计算机，或者是ARM架构的瘦终端。前者，具备性能优势，但在系统稳定性、可维护性、数据安全、功耗、体积等方面，存在问题。后者，则在性能、稳定性、差异化设置等方面无法满足需求，因此构建一套稳定高效的教师办公桌面云系统是建设智慧化校园必不可少的一部分。

应根据学校的投资和使用需求设置合理数量的云计算机教室和传统PC机计算机教室。

1.8 多媒体会议系统

学校的大型报告厅应重点考虑扬声器的分布以及声压覆盖得均匀，有需要时应做声场分析，大型报告厅的舞台机械系统应充分考虑结构安全。

1.9 智能照明控制系统

智能照明控制模块需要安装在强电配电箱中，在设计前期应同强电专业配合，避免后期实施更改。

1.10 能耗监测系统

能耗监测系统在设计前期应同强电专业配合，要求设计具有远传功能的水、电表具，并且需要明确数据的传输方式以便管路的各种预留。

1.11 机房工程

机房是整个智能化系统的核心部分，其选址、供电、装修、防雷接地等均需要统一考虑。机房规划时要考虑精密空调的给排水和室外机安装。机房电源室设计宜考虑蓄电池组的氢气释放问题，氢气释放若不加以检测和排放，会产生很大的安全隐患，宜在蓄电池组放置区域设置氢气检测装置以及新风换气机。机房设计中保温工程可以根据具体情况做不同考虑。若采用冷通道封闭的模块化机房设备，由于机房内是热环境，可以不做保温，不影响机房能效水平；若采用传统机房模式，墙面顶面地面均应做保温。