1、教育系统智慧校园环境监控管理平台系统方案 教育系统智慧校园环境监控管理平台系统一 、行业背景冬日持续的严重雾霾，引发了全民讨论，更造成了“雾霾假”、“躲霾族”、“口罩党”等诸多新词热词。由此可见公众对雾霾的恐慌心理。这个心理，在家长面前，更加突出。于是，全国多省市都先后有家长发起一波又一波的呼吁，呼吁中小学安装新风净化系统。这是一个老生常谈的话题，但是常谈常热，但是因为种种原因该项工作推进缓慢。1.5日晚，北京市教委通过官方渠道发布公告称：市教委已部署中小学、幼儿园安装空气净化设备试点工作，市级财政将给予补贴。根据我市重污染天气应急预案和关于做好教育系统重污染天气应急响应工作的通知有关规定，我2、市重污染天气级应急响应期间中小学（含职业中学）、幼儿园停课。停课时间从2017年1月3日起执行。停课范围为西安辖区内所有中小学（含职业中学）、幼儿园。我市两次启动重污染天气I级响应，学校停课给学生带很大影响，校园环境监测监控变的尤为重要。为了了解学校的环境质量状况，明白这个所处环境的具体环境质量状况，我司结合多年来在工业环境监测方面的经验，专为校园环境监测设计了一套分布式的环境监测系统方案。二 、参考文献2.1相关标准文件GB3095-2012环境空气质量标准大气污染物综合排放标准（GB16297-1996）644-2013环境空气质量监测点位布设技术规范（试行）GB-3096-2008声环境3、质量标准GB12523-2011-建筑施工场界环境噪声排放标准HJ 655-2013环境空气颗粒物（PM10和PM2.5）连续自动监测系统安装和验收技术规范HJ 663-2013 环境空气质量评价技术规范（试行）HJ93-2013环境空气颗粒物（PM10和PM2.5）采样器技术要求及检测方法HJ653-2013环境空气颗粒物（PM10和PM2.5）连续自动监测系统技术要求及检测方法环境噪声监测点位编码规则(HJ-661-2013)环境噪声监测技术规范-噪声测量值修正(HJ-706-2014)三 、建设目标3.1监测目的通过对环境空气主要污染物进行连续在线的监测，判断学校教室和园区的空气质量是否4、符合环境空气质量标准或环境规划目标的要求，为空气质量状况提供依据。3.2调研及资料收集污染物分布及排放情况四 、系统技术方案4.1西大明路校园环境实时监测系统，综合使用多媒体展示、移动应用、无线通信和传感器等技术，实现对校园气象(温湿度/风力风向/噪音)和环境空气质量(PM2.5/PM10/CO2/TVOCs等)进行实时监测，以及发布(如微信、网站、手机应用等)。本系统不但为建设“绿色”校园、保障师生健康提供基础保障，同时也给学生提供了观摩物联网科学技术、气象科学等相关专业教学实践场所。为创造一个优良、健康的学习环境提供基础保障；为学生提供一个可感知的物联网科学技术、气象环境科学等相关专业的实5、践环境，树立环保意识。全面监测校园微气象环境，及时发现危害，并作有效防范处理。4.2原理图4.3功能描述校园智慧环境健康系统是以西大明路的空气质量检测仪为检测核心，以智慧环境监测系统为显示核心，以空气净化器、新风机为治理核心，以智慧联动为纽带连接的“检测+治理”智慧生态闭环系统。中小学教室内安装 (或者西大明路其他检测仪)后，通过设备内置传感器实时采集当前教室内的空气数据经过微处理器，运用大数据分析计算后上传至西大明路云平台并同步在终端显示出当前空气质量，包含：PM2.5、甲醛、CO2、TVOC、温度、湿度、噪声等的数据。在显示方面，西大明路已拥有成熟的智慧环境监控系统，该系统可以在安卓电视、6、手机APP、广告机、户外大屏、平板电脑等多种显示终端。让教室内的空气质量清晰可见，切实保障教师和孩子们的呼吸健康，让家长放心。在空气净化方面，新风机、净化器都能够有效的解决污染空气的过滤、降低pm2.5等问题，这也是当前家长最为迫切同时也能有效解决当前问题的最快方式。如果是面对家长，上述即可解决家长所有的焦虑；但是，对于中小学教育者来讲还远远不够。虽然说实现了空气质量的可检(测)、可显(示)、可控(制)，但是需要着眼未来确保系统能够在未来一段时间内仍然保持先进、满足校园智慧环境健康的需求。西大明路校园智慧环境健康系统能够实时检测、实时响应、实时治理，能够提高滤芯和设备的使用寿命，同时智慧化联动7、控制可以让设备工作时候更节能省电。比如说：设置pm2.5值达到75开始治理，那么当西大明路控制质量监测仪检测到pm2.5达到该值就会自动开启新风净化系统；治理完成后就会自动关闭新风净化系统。在整个室内环境“检测+显示+治理”的过程中，西大明路校园智慧环境健康系统可以实现动态化智能化的管理。该智慧系统还具备精准监测、智能治理、智能预警、定时开关、用户自定义、智慧托管等功能；可以有效地解决中小学教室内的环境问题，为师生提供安全、环保、健康、智慧、便捷、舒适的教学环境。如此高贴合度、有针对性的系统解决方案背后是汉威电子18年核心传感器优势技术、大气监测与室内环境监测治理经验积累和西大明路诸多事业群的8、战略协同相互支撑。 4.3网络架构图五、软件系统功能教育局校园环境监测智慧管理平台包括环境污染排名子系统、视频监控子系统、信息发布子系统、应急管理子系统、设备运维管理子系统、数据分析子系统、终端APP子系统、扩展接口子系统等8大系统。5.1环境污染排名 综合系统可以根据每个学校教室采集的原始数据，进行分析汇总，以学校进行排名，月、星期、日、小时进行排名，实时更新排名顺序。教育局管理人员可以直观、准确看到哪一个学校、具体环境情况。5.2视频监控子系统我公司结合现有技术经验，可以把学校现有的视频监控系统接入互联网，形成“互联网+安防”。本解决方案完全基于公网（三大电信运营商提供的网络）进行数据传输9、，所有园长、老师和家长们均可实现任意时间、任意地点的公网访问，无需单独为系统建设专有传输网络而增加额外的成本。5.2.1基础架构图5.2.2、设备选型后端：目前市面上有两种常见的后端解决方案：一是：PC服务器+IP-SAN（存储局域网络）解决方案；二是：NVR/DVR（网络视频录像机）+DVS（视频编码器）解决方案。PC服务器+IP-SAN解决方案虽然可以通过软件构架所有本地监控应用需求，但专用软件费用高昂，而系统调试与后期运维成本也相对较高，且将监控系统核心监控资料全部存放在单一PC服务器的风险也相对较高，最关键是这种解决方案无法实现千人级远程实时监控的需求。NVR/DVR采用嵌入式系统进行10、架构，在系统运维稳定性上继承Linux或嵌入式系统的绝佳优势，稳定性与运维成本表现更佳。NVR是一个以网际网络IP协议为基础的网络设备，相关功能运行全部基于IP架构，从而实现网络化带来的分布式架构、组件化接入的优势。综上，该幼儿园监控系统采用NVR/DVR作为后端解决方案，这里设备选用宝贝AN2016幼教视频服务器，最大支持16个前端IPC，1000人同时在线观看视频。前端：爱维视频服务器兼容市面上99%支持ONVIF协议的第三方网络摄像头和全部模拟摄像头，并支持摄像头即插即用和分布式拓展。该校园现有15个监控点位，根据应用需求配置红外半球、红外枪机、红外球机等设备，安装在教室、操场、门口、走11、廊等位置。所有摄像头通过交换机连接到爱维幼教视频服务器即可完成硬件组网。5.2.3、带宽选择爱维幼教视频服务器工作原理是将本地视频数据上传到云端流媒体服务器，然后家长再从流媒体服务器访问实时视频观看。为保证家长观看的画质和流畅程度，幼儿园必须要有良好的上传带宽。而我们日常生活说所听到10M、100M的带宽多为下载带宽，选择网线时须向运营商核实上传带宽。一个次码流分辨率为512*288的IPC其码率约为500KB，所以若最多接16个IPC，上传带宽须至少8M。5.2.4、千人远程实时视频解决方案此系统采用分布式流媒体的架构设计，组建一个以NVR设备为“节点”的分布式网络。前端IPC获取实时视频后12、由视频编码器编码，在网络中利用流媒体技术传输，即通过对视频流的码率、帧率的控制使视频在不同的网络带宽环境下达到比较好的传输效率。当下动辄数十万人同时观看的网络直播也是采用同样的流媒体技术实现的，所以家长访问视频的流畅性和连接速度能够得到完美解决。5.2.5、配置管理系统提供b/s方式的配置管理，主要包含了幼儿园管理和运营商（施工方）的管理。设备方面通过视频管理系统对前端多台IPC设备进行集中管理及后台应用操作，并支持即插即用、VGA、模拟视频输出、支持数据存储外扩等。5.2.6、中心控制系统通过浏览器访问爱维宝贝幼教机构管理平台，无需安装软件，即可实现对录入平台的所有家长进行精确到每个人的分区13、域、分时段控制实时视频开放规则配置。以保证家长能够在幼儿园允许的时间看到幼儿园想要呈现的内容。5.3信息发布子系统 5.3.1 API 管理 系统管理员可对AQI历史数据、AQI平均数据进行查询、对AQI数据进行管理维护。 5.3.2系统管理员可对信息发布屏、发布屏异常报警、发布屏节目进行管理维护 5.4应急管理子系统 5.4.1应急保障管理 系统管理员可对应急人员、应急值班、应急预案进行管理维护。 5.4.2应急事件 系统管理员可进行应急事件上报、应急事件处置、应急事件结案，同时可对应急相关的法规和演练进行管理维护。5.5设备的运维管理 5.5.1在线设备明细管理 系统管理员可对设备挂靠情况14、进行管理维护、远程操作关机、数据校准等。 5.5.2设备健康状态管理 检测设备、净化设备可以主动发送健康状态，系统可以自动告知系统维护人员该去维护了。 5.5.3设备用电能耗、在线统计。统基础数据统计每个设备的每天用电、月用电、年用、环境监测设备的用电在学校总的用电比例。5.6大数据分析 通过学校环境基础数据的采集构建了一体化监测体系，监测频率大幅提高，覆盖区域更加全面。上百个校园的上千个站点都建立了自动监测系统，每分钟都有监测数据，每个月至少有80%以上至95%时间频度的数据量，数据量非常大。污染源监督性监测和污染源的连续自动化监测也有了很大进步。完善的监测体系积累了大量原始环境数据，从中获15、得有价值的数据。而大数据分析工具则能处理和整合这些数据，并加以分析、挖掘，专家和学者提供准确的数据结果，甚至是可行性的治理方案。“大数据分析工具不仅要能分析出数据结果，对于环境治理和教育局的统筹安排提供了有效的依据。5.7移动手机APP终端 移动端配合管理平台，实现了数据端到端的处理与推送。手机APP可以家长、教育局、管理人员使用下载，根据不同的用户类别提供不同的内容。通过智能硬件和APP的组合，提供实时视频、安全接送、空气净化数据、环境监测数据、安全管理数据、健康管理服务。六、预算成本例：以一个有20间教室的的学校、校园面积约为10000。每教室1台环境监测仪、1台新风净化机、1台空气净化机16、，校园室外一台ML-S9001C环境监测仪、视频监控接入设备AI-AN1025服务器，初步预算建设费用33.88万元。预算清单设备功能参数数量单价（万）合计备注序号室内环境监测仪核心参数:PM2.5、TVOC、二氧化碳、温湿度等100.151.51空气净化设备PM2.5、TVOC、二氧化碳、温湿度等100.252.52环境信息发布系统LG高清液晶屏、四核CPU、内置定制APP、可以本地控制1113室外环境监测设备ML-S9001C 含PM2.5、PM10、噪音、温湿度、风速、风向参数1554视频NVR服务器窗体顶端窗体顶端窗体顶端视频接入25路、同步回访4路、采用云视通技术进行网络远程监控，可17、实现一键远程，且支持网络即插即用。窗体底端窗体底端窗体底端12.82.85新风净化机变频全热交换、对流式热交换、超高效净化器、内置消音隔热101.8186小计（A）30.87安装调试费3.088合计33.88七、项目实施7.1设备主要安装调试的施工方法 7.1.1. 施工准备系统安装施工开始前，确定施工方案，现场具备施工条件，且得到业主批准。7.1.2.设备安装调试方法 系统设备出厂前均做好基本设置、材料到达现场后，应进行开箱检查，并填写“设备开箱检查记录”。设备应完好，资料应齐全。7.1.3.线缆连接要求 线路整齐，不得错接，漏接，各线路上要作好功能标记，标记材料要考虑经久奈用，标记距接线端18、子不得低于5公分。线路连接必须采用焊接，且焊头不能有毛刺或尖锐突起物，绝缘采用符合规定的热缩套管。各个接线端子的线头连接，线头裸露部分不得超过2毫米。 7.1.4走线及线槽要求弱电线缆（VGA线、视频、网络、串口、鼠标键盘延长线等）应与强电线缆分开走线，避免信号干扰。如果是用走线槽，则不能共用一个走线槽，应分不同的走线槽分开走线，不得破坏原结构防水层。7.1.5供电要求为了保证整体系统在市电断的情况下仍可以正常工作，建议将监控中心服务器接入UPS后备电源系统。前端设备供电，由业主方协调提供220v电源到位使用即可。7.1.6信号源要求建议用户在整套系统安装调试前把各类网络计算机信号、视频信号以19、及独立PC信号备好，并把这部分信号源布置在最近的工作台或主机房内，方便安装调试人员操作，用户需指定专门的一台计算机作为控制PC用于调试和日常的操作使用。7.1.7接地与防雷要求大楼无设备专用接地时应安装专用接地系统，前端设备提供避雷设备防护。计算机专用电源采用独立接地，不得与防雷接地共用接地体。按标准要计算机专用电源电阻不大于2欧姆。其他接地分为交流工作地、安全保护地、防雷接地体，应小于4 欧姆。如接地采用综合接地系统，接地电阻按计算机专用接地电阻要求，接地电阻不大于2 欧姆。7.1.8施工工期施工工期60天，在业主现场条件具备的情况下，60天内完成设备的安装与调试。第八章 技术支持及售后服务20、体系我司建立了完善的全国联保售后服务体系。公司秉持客户至上的原则，采用先进的技术，依靠受过专业培训、经验丰富的工程师，以充满热情与真诚的态度，努力为用户提供最佳的售后服务。8.1安装调试公司将由专业技术人员到现场进行安装调试。在安装调试过程中，我公司技术人员将严格按照技术方案的要求和产品出厂技术说明进行科学的安装和调试。如有特殊情况须对部分安装方案进行更改，需方与使用方协商解决。我公司将完全确保安装调试完成时间与双方商定时间相符。如因自然或需方人为原因需要进行延时，双方将协商解决。8.2调试合格标准对硬件设备，将以原厂使用说明所规定的标准为标准。对于需要我方技术解决的系统连接部分，我方将以双方21、所确认的技术方案为标准。8.3技术支持计划l 设备定货期：包括摄像机、液晶单元、控制器、切换设备及其它相关附件、结构件、线缆接头等设备的定货。l 开工前准备：主要是指现场勘察、设备摆设、施工人员安排与用户及设计人员的交流协调、联合设计等前期工作。l 综合布线：主要是指设备安装现场各种设备互相连接所需的线缆接头的统计和定位；完成电源的布置、信号线的布置、线管线槽的布置、开孔定位。l 结构件安装；钢结构平台的施工安装（如果需要）、组合屏的结构安装等。l 安装调试：主要是指安装调试摄像机、监控平台、液晶单元、控制器、切换设备、结构件等设备。l 软件开发、测试：软件开发、修改、现场测试直至满足需求以及22、用户软件连机测试、修改。l 系统联调：指所有设备安装完毕后与用户系统联机总调，完成投标书中所要求完成的所有功能。l 初验及试运行：在总调后，系统进行初验并进入试运行状态，在试运行过程中要认真填写试运行报告，并测试系统所有功能。l 系统终验：系统试运行结束后，对系统进行最后的验收工作，同时系统完全转交给用户，系统开始投入正常的使用运行。l 系统培训：对用户理论、操作、维护培训。8.4培训工作计划为保证设备能可靠、安全、良好地运行，以及今后应用软件的开发应用，我公司将为用户培训一批合格的维护和管理人员，以便用户方工作人员能了解系统的工作原理，熟练操作设备，掌握必要的软件及硬件的维护知识，并能及时排23、除大部分的设备障碍，完成自主开发的应用软件的接入。8.4.1培训内容l 系统组成结构和整体功能l 摄像机的详细介绍l 监控平台软件的功能介绍l 整个系统的综合应用操作和维护l 常用维护方法以及安全注意事项l 监控系统的实际操作l 常见系统故障诊断、维护、维修8.4.2培训相关信息培训日期：培训时间：2天培训人数：买方自定培训地点：设备安装现场和其他集中培训点8.4.3合格标准经过培训后，买方（用户）能独立操作和维护系统，掌握大屏幕的安装、操作调整、故障判断和简单维修技术，掌握控制系统的安装、使用和简单的维护。8.4.3培训师资由我司技术人员负责，授课教师均具有相应的专业理论知识和三年以上的工程24、实践经验。8.5售后服务范围工程验收合格后进入系统保修阶段，系统保修期为一年。在此期间，设备及集成系统中出现非人为引起的质量问题出现故障或不合格部分，使用方应向我司出具详细的书面报告，说明问题的细节情况。我方将负责免费检测、维修（更换配件、更换产品）及系统调试，直至正常运行。由于使用方对设备不被授权的修改、不正确的使用造成的设备问题；由于战争、海啸、地震或其它不可抗拒因素所引起的故障或损伤等情况不在保修范围内。系统保修结束后，我公司将对该系统实施终身维护计划，对于由于工作人员操作不当等人为因素造成的系统损坏，我方将收取适当的费用予以维修及恢复，同时，对于客户日后提出的系统扩展等需求，我方将提供25、软件免费升级支持及提供最先进的技术解决方案。8.6售后服务承诺为了确保系统工程的优质运行，我公司愿为整套系统提供高质量的服务，并在用户本地设立办事处，并对服务做如下承诺：1) 从系统最终验收开通投入使用之日起，提供十二个月的保修期。在此期间，设备的所有硬软件因质量问题出现故障或不合格部分均由我司免费及时处理。2) 为确保系统正常工作，我公司提供724小时故障服务受理，对重大故障提供724小时现场支援，一般故障提供58小时（法定工作日）的现场支援；并承诺在24小时内现场维修，以最快速度向用户提供服务。3) 系统设备的操作及日常维护工作由客户的技术人员负责，提供场地培训及指导。4) 设备安装后的所有技术服务，将由我公司的技术支持中心提供设备维护和本地售后服务。并向客户提供3个月/1次的巡检服务，检测设备运行情况、清洁设备并做好设备运行记录。5) 客户维修中心设有零配件库，备有全套的备品备件，在24小时内提供系统任何需要更换的备件，确保客户不会因为缺乏零件而耽误系统运行。6)保修期后，客户可与我公司签订年维修合同；我公司可提供能够优惠的摄像机设备终身保修服务（即只收取材料工本费）。7)我司将对所提供的设备提供长期的跟踪维护和技术支援。免费提供软件升级服务，硬件升级服务仅收取成本费。18