校園安全LoRaWan門鎖系統(tǒng)，新導(dǎo)智慧教育解決方案

方案背景

在《教育信息化2.0行動計劃》中，“智慧教育創(chuàng)新發(fā)展行動”明確提出“以人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)為基礎(chǔ)，依托各類智能設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)，積極開展智慧教育創(chuàng)新研究和示范，推動新技術(shù)支持下教育的模式變革和生態(tài)重構(gòu)?！?/p>

物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的高度集成和綜合運用，對新一輪產(chǎn)業(yè)變革和經(jīng)濟社會綠色、智能、可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。近幾年來，我國高度重視物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，且把物聯(lián)網(wǎng)上升為國家戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)。

新導(dǎo)智能研發(fā)的校園LoRaWan門鎖解決方案適用于校園辦公室、教室、宿舍等場所，基于LoRaWan通訊技術(shù)，具有低功耗和遠距離通訊等技術(shù)特點，相對于NB－IoT，LoRa是當前較成熟、穩(wěn)定的窄帶物聯(lián)網(wǎng)通訊技術(shù)，更適合校園門鎖解決方案。

校園LoRaWan門鎖系統(tǒng)是專門針對教育行業(yè)應(yīng)用特點而量身定制的專業(yè)系統(tǒng)，新導(dǎo)智能的教育行業(yè)無線門鎖系統(tǒng)是一個開放的系統(tǒng)，可與學(xué)校第三方系統(tǒng)互聯(lián)互通，資源整合，并可擴展出入口通道、訪客管理、電子班牌、多功能儲物柜、校園消費等多種身份識別應(yīng)用，保證學(xué)生教師在校園的安全和便利。

需求分析

目前在大部分校園辦公室、教室、宿舍等場景中，仍采用傳統(tǒng)的機械鑰匙作為開門的方式，鑰匙多，易丟失，易復(fù)制，安全性差。而對于管理者來說，要備制大量的機械的鑰匙，不易保管和使用。隨著人員的變動，更換鑰匙和保管問題都是隱患問題。而新導(dǎo)智能的無線門鎖采用無線聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過后臺管理系統(tǒng)對每把門鎖進行網(wǎng)絡(luò)授權(quán)，用戶通過刷卡、指紋、密碼、手機等多種開門方式很方便的可以開門。

目前隨著學(xué)校信息化、智能化的發(fā)展需要,各學(xué)校都在建設(shè)智慧校園，但是采用傳統(tǒng)的門禁控制器方案，施工布線的難度特別大，讓許多學(xué)校因此望而卻步，導(dǎo)致一卡通工程卡在重要的一個難點，現(xiàn)在隨著物聯(lián)網(wǎng)無線技術(shù)的發(fā)展，新興的無線門鎖也引起了越來越多學(xué)校的興趣，一些學(xué)校開始對房間的門改造，加裝一體化聯(lián)網(wǎng)無線門鎖來管理使用。無線門鎖基于lora無線通訊技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)零布線完成設(shè)備聯(lián)網(wǎng)通訊，無須改造和設(shè)備通訊網(wǎng)絡(luò)，避免網(wǎng)絡(luò)輻射對校園裝修環(huán)境影響，同時也節(jié)約了成本，提高了無線門鎖項目交付效率。

校園信息化建設(shè)的核心是各應(yīng)用系統(tǒng)互聯(lián)互通，人的組織結(jié)構(gòu)、人的基礎(chǔ)信息、校園空間信息等需要融合統(tǒng)一，另外在開門權(quán)限分配上，傳統(tǒng)門禁系統(tǒng)可根據(jù)人、設(shè)備等規(guī)則進行手工授權(quán)，而隨著宿舍管理系統(tǒng)、迎新系統(tǒng)、選班課系統(tǒng)、會議室預(yù)約等系統(tǒng)的建設(shè)，多系統(tǒng)之間互通互通、資源共享，信息聯(lián)動則是學(xué)校信息化建設(shè)的迫切需求，更是信息化系統(tǒng)能夠落地好的基礎(chǔ)保障。無線門鎖系統(tǒng)通過整合學(xué)校教工系統(tǒng)、學(xué)生信息系統(tǒng)、選排課系統(tǒng)、宿管系統(tǒng)、預(yù)約系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)基礎(chǔ)信息共享，避免信息重復(fù)維護，門禁權(quán)限自動授權(quán)授禁，實現(xiàn)過程的自動化、管理的智能化。

系統(tǒng)架構(gòu)

依托物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控平臺，我們可以對無線門鎖接入的情況進行精準統(tǒng)計，對設(shè)備即時狀態(tài)、使用信息、能耗數(shù)據(jù)等進行統(tǒng)計，為管理部門日常維護，設(shè)備檢修等提供便捷和數(shù)據(jù)支持。

物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控平臺強大的功能集成能力為校園業(yè)務(wù)平臺建設(shè)提供了可能，在實際項目中還可根據(jù)學(xué)校的需求整合、設(shè)計相應(yīng)管理子平臺，滿足學(xué)校個性化的需求。

物聯(lián)網(wǎng)平臺可接收來自 lorawan網(wǎng)關(guān)的消息，對網(wǎng)關(guān)上傳的數(shù)據(jù)進行解密、存儲。實現(xiàn)對前端設(shè)備的控制和數(shù)據(jù)采集，提供第三方平臺調(diào)用的 API接口來管理設(shè)備、給終端下發(fā)數(shù)據(jù)。

新導(dǎo)智能平臺功能特點

支持公有云和私有云部署模式，可以根據(jù)實際情況進行網(wǎng)絡(luò)部署。

支持分布式架構(gòu)設(shè)計，多臺服務(wù)器協(xié)同工作，支持容器部署。

1)具備LoRaWANClassA/B/C協(xié)議處理功能，支持LoRaWAN網(wǎng)關(guān)管理功能。

2)支持LoRAWAN終端注冊管理功能，支持LoRaWAN信號質(zhì)量路測功能。

3)支持應(yīng)用的連接和注冊，應(yīng)用數(shù)據(jù)的分發(fā)和加解密等功能。

4)支持網(wǎng)絡(luò)管理功能，包括網(wǎng)關(guān)及終端設(shè)備參數(shù)配置和管理、告警管理、網(wǎng)絡(luò)覆蓋/負荷監(jiān)控，LoRaWAN協(xié)議信令跟蹤等功能等。

5)支持廣播/組播，支持惡意終端識別功能，支持對接入網(wǎng)關(guān)的鑒權(quán)、控制功能。

6)支持地址池管理功能，支持終端掉網(wǎng)/上線通知功能；支持上下行數(shù)據(jù)包緩存。

7)支持對網(wǎng)絡(luò)內(nèi)傳感器終端的OTA接入認證、數(shù)據(jù)加密算法控制功能。

8)具備單獨的秘鑰管理系統(tǒng)，實現(xiàn)基于APPKEY的數(shù)據(jù)安全。

(2) 系統(tǒng)主要功能

1)網(wǎng)關(guān)參數(shù)設(shè)置

設(shè)備連接入網(wǎng)成功后，進行網(wǎng)絡(luò)--lora網(wǎng)關(guān)--配置，平臺配置為 MQTT通信方式，網(wǎng)關(guān)需要配置為 MQTT協(xié)議。

2)終端上電入網(wǎng)測試

終端設(shè)備支持入網(wǎng)方式：OTAA和 ABP。OTAA 方式：是 LoRaWAN的一種空中入網(wǎng)方式。節(jié)點在上電的時候處于非入網(wǎng)狀態(tài)時，需要先入網(wǎng)才能和服務(wù)器進行通信。

3)查看終端上行數(shù)據(jù)

通過管理頁面查詢上行的終端數(shù)據(jù)。

4)頁面操作給單個終端下發(fā)數(shù)據(jù)

在節(jié)點管理頁面，點擊終端 ID號進入后在 Downlink頁面下發(fā)，選擇 Confirmed為否，填入 16進制數(shù)據(jù)字節(jié)之間需要加空格，填入任意 Fport端口號(1-222)，點擊確認。

MQTT（Message Queuing Telemetry Transport，消息隊列遙測傳輸協(xié)議），是一種基于發(fā)布/訂閱模式的"輕量級"通訊協(xié)議。中間件軟件提供 MQTT接口訂閱節(jié)點實時上傳的數(shù)據(jù)，任何兼容MQTT3.1.1協(xié)議的客戶端都可以連接訂閱。

5)應(yīng)用平臺調(diào)用中間件 API接口下發(fā)數(shù)據(jù)

以下通過 POSTMAN調(diào)試軟件說明連接 IOT‐VISION的 API接口給節(jié)點下發(fā)數(shù)據(jù)。

3.無線門鎖系統(tǒng)

無線門鎖管理系統(tǒng)是校園一卡通系統(tǒng)的子系統(tǒng)之一，同時也是校園綜合安防系統(tǒng)的重要組成部分，其設(shè)計之主要目的是為實現(xiàn)人員出入權(quán)限控制及出入信息記錄。由于無線門鎖管理系統(tǒng)是一項不間斷長期工作的系統(tǒng)，并且和我們的正常生活和工作息息相關(guān)，所以無線門鎖管理系統(tǒng)的穩(wěn)定性、功能性顯得尤為重要。

(1) 整體功能特點

基于云計算、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù)，模塊化設(shè)計結(jié)構(gòu)，統(tǒng)一集控平臺，基于該平臺可擴展多種校園身份識別應(yīng)用，包括且不限于無線門禁、有線聯(lián)網(wǎng)門禁、訪客等。

平臺同時兼容智能卡（M1系列、CPU卡）、智能穿戴產(chǎn)品（智能手環(huán)、智能手表）、人臉識別、電子二維碼，可靈活適配于不同業(yè)務(wù)場景。

平臺下所有模塊均基于B/S結(jié)構(gòu)設(shè)計，方便用戶在不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下通過身份認證免安裝客戶端使用，采用java技術(shù)開發(fā)，可部署在linux和windows平臺上，支持云平臺部署和本地私有化部署。

管理平臺為所有應(yīng)用子系統(tǒng)提供統(tǒng)一平臺入口、統(tǒng)一身份認證、統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理；接入權(quán)限管理：按照業(yè)務(wù)需求靈活接入應(yīng)用子系統(tǒng)，只有通過授權(quán)接入的子系統(tǒng)才可正常使用。

(2) 系統(tǒng)主要功能

1)多種授權(quán)方式

如：多人授權(quán)、多門授權(quán)、復(fù)合授權(quán)。

2)多級用戶管理

用戶管理采用樹形結(jié)構(gòu)，無級別限制。

3)分區(qū)分組管理

無線門鎖可以在系統(tǒng)中采用分區(qū)、分組等管理，實現(xiàn)對設(shè)備的靈活管理。

4)授權(quán)管理

授權(quán)管理是對已存在門鎖進行人員權(quán)限的授予，通過授權(quán)并下發(fā)到無線門鎖使門鎖可以對已有權(quán)限人員進行開放，無權(quán)限人員進行平臺警報信息。

授權(quán)管理界面中可按照人員的部門、班級和人員組的組織架構(gòu)進行對區(qū)域、門禁組內(nèi)的門鎖進行人員權(quán)限的授予，并通過權(quán)限設(shè)置對授權(quán)人員進行開放時段和權(quán)限失效周期的設(shè)置。

5)開門方式

支持多種不同的開門方式如：卡、密碼、小程序、遠程開門。

6)靈活時間段

系統(tǒng)支持多種類型的時間段，每個時間段的起始值任意定義。通過時間段的設(shè)置，可根據(jù)用戶的使用權(quán)限設(shè)置在什么日期，什么時間，可以通行那扇門；并且可以設(shè)置系統(tǒng)自動布防、撤防的時間。

7)常開、常閉

系統(tǒng)對所有門均可設(shè)定門的正常開啟時間、常開時間、常閉時間、特定報警時間等。

8)設(shè)防、撤防

系統(tǒng)對所有門均可設(shè)定定時報警時間與非報警時間即設(shè)防、撤防

9)防脅迫

在人員被劫持的情況下，可以通過輸入反脅迫密碼，本地不會出現(xiàn)聲光報警，此時門被正常打開，同時系統(tǒng)不動聲色地將被脅迫的報警信息發(fā)送給監(jiān)控中心電腦、驅(qū)動報警、通知管理人員,以便保安人員及時采取措施。

10) 信息記錄查詢

管理系統(tǒng)的信息包括系統(tǒng)故障、設(shè)備信息、用戶信息、開門/關(guān)門動態(tài)信息、門狀態(tài)信息、報警信息、操作記錄信息等。可根據(jù)所選設(shè)備及用戶，提供多種查詢方式及報表輸出。

11) 多種集成方式

系統(tǒng)可通過多種集成方式，來實現(xiàn)與樓控自控（包括打開/關(guān)閉電梯、通風(fēng)、空調(diào)、照明等）、消防、安保、集成系統(tǒng)等的聯(lián)動，達到有效的智能化管理。

12) 圖標列表實時監(jiān)控

系統(tǒng)可實現(xiàn)圖標列表實時監(jiān)控，每屏可同時監(jiān)控多個門（，也可根據(jù)需要選擇部分門禁圖標列表進行監(jiān)控；每個門的相關(guān)狀態(tài)可通過圖標顏色的變化及報警聲音（不同狀態(tài)可由用戶自定義不同的聲音）的不同來判斷。其信息包括：

常規(guī)信息：刷卡開門、密碼開門、小程序開門等信息。

非法信息：非法卡、非法用戶、脅迫開門等非法報警信息。

報警信息：門磁異常、授權(quán)用戶開門不成功等報警信息。

連接信息：監(jiān)控當前各門禁設(shè)備的通訊狀態(tài)（正常、報警、線路短路、線路開路等）。

遙控信息：軟件開門及撤銷報警等的操作情況。

13) 電子地圖實時監(jiān)控

系統(tǒng)可通過多層動態(tài)電子地圖來實現(xiàn)實時監(jiān)控可在圖上顯示每個門的開、關(guān)、報警等情況。當門被打開或關(guān)閉，開門時間超時，報警點被觸發(fā)等事件發(fā)生時，動態(tài)電子地圖會通過圖標、聲音的變化顯示事件發(fā)生的位置、狀態(tài)等。這樣可以方便保安人員迅速了解報警地點、報警類型，以方便做出解決措施。

系統(tǒng)可顯示報警監(jiān)視的建筑物平面圖和示意圖。

系統(tǒng)具有各種矢量圖形導(dǎo)入接口，操作方便。

系統(tǒng)可實時控制報警系統(tǒng)監(jiān)視圖。

電子地圖可實現(xiàn)無級縮放。

遙控信息：軟件開門及撤銷報警等的操作情況。

審核編輯 黃昊宇