智能化建筑 ———智能学校的功能及实现技术

    21世纪人类社会步入信息时代，随着多媒体技术和网络技术的迅猛发展，人们追求着更安全舒适的生活方式。目前，正在兴起的智能化建筑是信息时代的必然产物，是高科技与现代建筑的巧妙结合，它是以建筑为平台，兼备建筑设备、办公自动化及通信网络系统，集结构、系统、服务、管理及它们之间的最优化组合，向人们提供一个安全、高效、舒适、便利的建筑环境。
    　　
    智能建筑的概念正向多个领域渗透，其中智能校园便是从智能建筑的基本含义中扩展出来的，其服务的对象是教师和学生，服务的目的是为学生提供一个高效、舒适、便利以及安全的学习环境。
  
    1 智能学校的功能及实现技术
  
    1.1 校园网网络系统
    　　
    1.1.1 建网的指导思想
    　　
    拥有一套完整实用的校园网是智能学校必不可少的硬件基础。校园网，顾名思义，是一个把学校的行政管理机构、实验楼、图书馆、教学设施、学生宿舍等连接起来，进行通信，实现信息共享和高效管理，并且可以通过中心服务器和Internet连接访问外部资源的一个覆盖校园的网络。其建网的指导思想是：利用校园网的交互性、个性化、资源共享等特点，突破教学在时间、地域和年龄上的限制，使学生真正成为教学的主体，发挥学生学习的主动性。同时，为教学管理、科研管理、行政管理和后勤管理提供一个理想的平台。
    　　
    1.1.2 校园网设计方案
    　　
    （1）网络结构：校园网主干采用千兆以太网技术（第三层交换），呈星型结构。二级交换机采用快速以太网交换机，服务器采用千兆网卡，二级交换机100M到桌面；
    　　
    （2）网络设备：主干网络采用第三层交换机；二级快速以太网交换机；各种网络应用服务器；路由器；UPS电源；若干台微机及各种备份设备；
    　　
    （3）软件选择：电子邮件系统、网管软件、自动备份软件、办公自动化软件及其它网络应用和开发软件。
    　　
    1、1 3Internet接入
    　　
    在学校网络中心，通过一条DDN专线，将校园网接入中国教育科研网Cernet，从而进入国际互联网Internet。
    　　
    通过一台代理服务器作为校园内部网与Internet的桥梁，校园内部的计算机通过网络中的代理服务器访问Internet。
    　　
    校园网与Internet互连后，校园网用户在权限允许的范围内可以使用Internet上的Web访问、Ｅmail收发、FTP、Telnet、BBS、新闻组、讨论组、个人主页等服务。
    　　
    校园网站连接Internet，用于宣传学校形象、教学信息发布、提供信息查询等，也是网上教学的渠道。
    　　
    1.3 园区通迅系统
    　　
    1.3.1 程控电话交换机
    　　
    直拨电话：一部分用于行政办公及物业管理，另一部分用于园区主要交通要道、每栋楼的大门口与园区管理中心的紧急联络。
    　　
    内部电话：主要用于校园内部各部门之间的联系。
    　　
    1.3.2 无线通信
    　　
    建立较小范围内的收发基站（半径正好能够覆盖整个园区），实现整个校园内部无线手机、话筒、外语学习广播、寻呼机的无线通讯。
    　　
    1.3.3 卫星通信接口
    　　
    该系统作为有线网的补充，建立起园区师生与国内、国外进行语音、数据、图像通信的传输通路，以便进行国内外校际教学科研交流。
    　　
    １．４ 校园内部有线电视系统
    　　
    校园内部有线电视系统是丰富师生校园生活、为教学服务的重要手段。由于Internet的飞速发展，使得有线电视网络从单向广播式网络向双向交互式网络方向发展。电视节目来源可以是校园电视台的现场直播或录像，也可以是自行接收的卫星电视节目。由于是双向传输网络，系统具有上行控制信号传输功能，可以在需要的时候直接点播存放在多媒体教学服务器上的视频信号。
    　　
    1.5 机电设备管理（BA）系统
    　　
    学校内部有许多公共设施或设备，如水泵、变配电、通风、照明、电梯等。这些设备本身既是学校管理监测的难点，又往往都是耗能大户，为提高这些设备的物业管理水平，智能校园在设计中采用了机电设备管理系统。设备运行状况由中央计算机监控、记录，管理人员无需亲临现场，即可自动实现对电力、供热、供水等能源的使用、调节与管理，使各种设备始终运行于最佳状态，在达到节能目的的同时，为师生的学习、科研提供舒适的环境。
    　　
    机电设备管理系统的基本功能：BA中央监控系统提供与园区网络系统接口；供配电监控；给排水监控；公共照明（包括园区公共场所照明及泛光照明和楼道照明）的控制；校园广播及紧急插播要求与安全保卫、消防联动；电梯运行监测。
    　　
    1.6 园区安全防范及报警系统
    　　
    园区安全防范报警系统是智能校园实现安全管理的重要系统，主要包括：闭路电视监控、周界防范及巡更系统、防盗报警、出入口控制、消防报警等。
    　　
    1.6.1 闭路电视监控
    　　
    闭路电视监控系统是获取视觉信息最可靠、最重要的手段，摄像机主要分布在楼内交换机房、计算机房、财务处等重要场所，围墙、各建筑物出入口等地方。通常情况下，多台摄像机按一定顺序监视学校内的公共场所和重要部位，通过与防盗报警系统的联动，对报警区域进行监视和实况记录。
    　　
    1.6.2 周界防范及巡更系统
    　　
    在校园的围墙上设置主动红外对射式探测器，实现对校园周界区域的监视。一旦有人翻越围墙，遮挡了红外光束，就会触发控制中心内报警系统，同时联动相应区域的闭路电视监控系统对现场情况进行录像。在园区内设置电子巡更系统，让保安人员定时定路线对园区内进行巡视，以弥补其它技防手段的不足，及时发现可疑情况，防患于未然。
    　　
    1.6.3 防盗报警
    　　
    防盗报警系统主要由安装在交换机房、计算机房、财务处等重要部位的双鉴探测器组成。另外，在财务处、值班室等处还安装紧急按钮，以便发生突发事件时可及时呼叫保安人员进行处理。
    　　
    1.6.4 出入口控制
    　　
    对校园的车辆出入口、楼宇出入口进行监视与控制，校内师生与保安人员配备不同级别的IC智能卡，对校园师生出入园区进行身份鉴别、确认，及出入信息登记，并提供师生出入园区信息的登记及查询功能。
    　　
    1.6.5 消防报警
    　　
    在校园的各个楼内设置火灾报警系统，并与消防控制中心联动控制，当有火灾发生时，可及时报警并启动相应的消防设备，同时系统自动启动校园广播音响系统中的紧急程序，停止播放校园广播，插播告警信息。
    　　
    1.7 综合布线系统
    　　
    智能校园内有大量的系统及设备，综合布线系统设计必需综合考虑通信系统、闭路电视系统、机电设备管理系统、报警系统、计算机网络等系统的信息交互需求，采用先进的、高性能的、灵活的、经济的结构化布线设备，使系统的集中管理水平达到最合理的利用和实施状态。
    　　
    为支持大量多媒体应用所需的带宽，并考虑未来发展的需要，楼群布线：≥1000M带宽；楼宇内部布线：≥100M带宽；户内布线：≥10M带宽。
  
    2 结束语
    　　
    总之，智能校园的设计是通过对校区结构、系统、服务、管理以及它们之间内在联系的优化考虑，在先进的计算机技术、通信技术、控制技术及IC卡技术的基础上，采用系统集成方法，逐步建立起一个沟通校园内部及校园与外部社会的多媒体综合信息交互系统，真正把大学园区建成一个智能化的教学科研科技中心。 

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