智慧数字物联实训室管理系统基于物联网、人工智能、大数据等现代化技术建立一套以物联网控制为基础,软件平台为业务承载体系的智能化管控平台。首先,利用物联网控制技术将实训室及实训设备集中在同一个平台进行统一管理;其次利用大数据、人工智能等现代化信息技术,实现对实训室管理体系的流程、节点、过程进行智慧数字化赋能。

1 智慧实训物联管理系统架构

智慧实训物联管理系统架构
智慧实训物联管理系统架构

智慧数字物联实训管理系统整体架构采用“数子物联网+”模式进行设计,系统整体设计为 8 层模型架构,两种应用交互体系,每层模型均采用模块化设计,满足实训室各种不同的管理及使用功能的需求。

2 智慧实训物联管理系统功能

智慧数字物联实训管理系统整体分为三大板块,分别为:物联网控制系统、物联网中台、业务支撑平台:

  1. 物联网控制系统包含:智慧教育网关、智慧门禁控制、智慧电源控制、智慧能耗管理、多媒体控制、智慧空调控制、智慧窗帘控制、环境监测、视频监控等设备;
  2. 物联网中台包含:数据标准化、设备接入、数据解析、数据清洗等;
  3. 业务支撑平台包含:基础数据管理、实训教学管理、开放预约管理、设备管理、耗材管理、安全管理、信息发布、移动管理、大数据分析决策等。

具体建设内容如下:

2.1 物联网控制系统

物联网实训教室管理系统建设方案(智慧教室系统)
教室环境的物联网监测(动环监测)
  • 智慧教育网关:集中管理、控制前端所有物联设备,具备独立的操作系统、策略控制、本地存储、数据采集功能;
  • 智慧门禁管理:根据课表、开放预约信息、定时管控策略、远程控制结合不同人员的身份权限,实现对实训室门禁的开/关控制,同时支持门禁状态的监测及反馈功能;
  • 智慧电源管理:根据课表、开放预约信息、定时管控策略、远程控制结合不同人员的身份权限,实现对实训室及设备的电源开关控制,支持单点、分组、整体等多样化的电源管控模式;
  • 智慧能耗监测:对电源的电压、电流进行实时监测,同时支持对用电能耗进行统计及过流过压的自动断电与报警信息提示;
  • 智慧多媒体控制:实现对实训室所有多媒体设备进行集中管理、控制,与多媒体交互一体机搭配使用可实现对多媒体设备的监测及控制;
  • 智慧空调管理:实现对空调的开关、温度调节、运行模式等进行远程控制,同时支持对空调运行状态的监测;
  • 智慧窗帘管理:窗帘控制器与电动窗帘组件相结合实现对实训室窗帘自动开、合;
  • 环境监测管理:对实训室温湿度、光照及 PM2.5、噪音、有毒有害气体、易燃易爆气体、烟雾传感等进行实时监测;
  • 视频监控管理:实现对实训室及实训室重要区域进行监控管理。

2.2 数字物联网中台

物联网实训教室管理系统建设方案(智慧教室系统)

数字物联网中台作为承接设备与应用的中间服务,承载抽象化的业务逻辑及标准化的核心数据模型,实现海量设备的快速接入与管理,同时提供强大的模块化能力,支撑应用场景下的各类需求,支持多种形式或协议的设备接入、数据解析、数据清洗、数据标准化等,实现在任何时间、任何地点,人、机、物的互联互通。

2.3 业务支撑平台

物联网实训教室管理系统建设方案(智慧教室系统)
  • 基础数据管理:基础数据管理功能主要包含组织架构、人员管理、权限管理、场地管理、班级管理、校历管理、专业管理等功能,实现对实训室、场地、人员等精细化管理;
  • 实训教学管理:实训教学管理主要针对实训教学调课、教学过程、教学数据等进行过程管理,同时支持与教务系统对接课表或 EXCEL 课表导入;
  • 开放预约管理:开放预约管理系统主要针对空闲实训室、实训设备等实训资源从开放、预约申请、审批、查询等进行全过程信息化管理,有效的支撑开放实训、创新实训的开展;
  • 设备管理:实现对实训室设备的基础信息管理、设备购置、设备异动、设备借用、设备维护、设备报废等进行全生命周期管理,以提高实训室管理员工作效率及设备的利用率;
  • 耗材管理:主要对实训耗材的基础信息、耗材采购、耗材领用、归还与损耗、库存管理、查询统计等进行全面监管,实现耗材的信息化管理;
  • 安全管理:通过人防、物防、技防、信息预警与推送等四个维度对实训室运行安全进行全面监管,从而提高师生安全意识,降低实训室安全隐患风险;
  • 门户网站:通过门户网站可实现信息展示、信息发布等,同时支持统一门户登录;
  • PC管控:通过对实训室 PC 机进行统一管理,实现对学生上机状况全程监控及实训室和实训设备使用情况进行全面管控;
  • 消息管理:通过对不同事件等级的定义,采用不同的消息推送方式进行系统相关业务信息推送(如站内消息、APP 消息、短信、语音电话);
  • 信息发布:通过电子课牌或其他显示终端将实训室、实训设备、通知信息、使用信息等相关信息进行轮询播放,支持自定义内容发布、差异化内容发布、临时统一消息发布;
  • 移动管理:通过移动端可实现在线查询、远程控制、在线预约、监控查看、消息读取功能,同时支持多种移动终端应用,其他多模式应用(如 APP、微信公众号、企业微信、微信小程序等);
  • 大数据分析系统:通过平台对所有的数据进行汇总分析,形成各种数据报表(如:设备使用数据统计、实训教学数据统计、物联网大数据等),并以可视化形式展示,为领导决策提供数据支撑。

3 智慧实训物联管理系统特点

  1. 智慧教育网关具备边缘计算能力,拥有独立的操作系统和本地存储、采集功能,当出现网络中断、平台服务器宕机、网络广播风暴等突发状况时,智能控制及采集系统仍可以按照已有的策略、用户预约信息等对门禁、电源进行正常控制,且所有使用数据均保存在本地,当网络恢复后,智慧教育网关与平台服务器自动进行数据同步,以确保所有控制、使用数据的完整;
  2. 智慧教育网关和门禁控制器均配有后备电池,可提供断电后不少于 2 小时供电,当市电恢复后智慧教育网关会根据时间自动判断实验室当前的使用情况和预先设置的策略对设备的用电进行智能控制;
  3. 系统具备对门锁物理开关状态实时监测,当出现实际状态与控制指令不符情况时,系统将进行异常状态提示,为实验室管理人员提供精准的异常状态定位;
  4. 控制设备采用多通路控制设计,在网络瘫痪或者服务器宕机、网络广播风暴等突发情况时,配合应急遥控钥匙实现实验室门、电一键开关,保障实验教学工作的正常开展;
  5. 电源控制箱采用的是工业级标准设计与生产,支持 220V 市电及 380V 工业用电及特殊电源,最大支持 600V 电压及单路 145A 电流的管理,支持混合控电,可广泛应用于机电类、新能源类实验室。

本系列文章介绍了一个物联网实训教室的方案,其核心技术是通过对能耗、环境及配套教学设备的监测和控制,实现对教室的物联网化智能管理,也算是智慧教室的一种吧。方案稍微调整(即改变平台软件)可通用于一班教室甚至是企业园区,本站为方便阅读俭省了部分内容,全部内容见系列第一篇之附件。

智慧数字物联实训管理系统建设方案(智慧教室).docx

第一章 建设背景 1
1.1 建设必要性—传统实训室的管理存在诸多问题 1
1.2 建设可行性—智慧数字物联实训管理系统建设价值 2

第二章 系统简介 3
2.1 系统架构 3
2.2 功能概述 4
2.2.1 物联控制系统 4
2.2.2 数字物联网中台 5
2.2.3 业务支撑平台 6
2.3 功能特点 7

第三章 建设内容 8
3.1 物联控制系统 8
3.1.1 智慧门禁管理 9
3.1.2 智慧电源管理 10
3.1.3 智慧能耗管理 11
3.1.4 智慧多媒体控制 12
3.1.5 智慧空调管理 13
3.1.6 智慧窗帘管理 13
3.1.7 环境监测管理 14
3.1.8 视频监控管理 14
3.2 业务支撑平台 15
3.2.1 基础数据管理 15
3.2.2 实训教学管理 17
3.2.3 开放预约管理 18
3.2.4 设备管理 19
3.2.5 耗材管理 20
3.2.6 安全管理 23
3.2.7 门户网站 30
3.2.8 PC 管控 32
3.2.9 消息管理 35
3.2.10 信息发布 35
3.2.11 移动管理 36
3.2.12 大数据分析系统 37
3.3 硬件软件配置规则 40

第四章 系统扩展 44
4.1 对接智慧校园大平台,统一管理更便捷 44
4.2 实验实训智能辅助系统,实验实训效率、效果双提升 45

第五章 企业简介 46 -- 以下内容见附件
第六章 项目案例 47
6.1 深圳职业技术学院 47
6.2 天津现代职业技术学院 48
6.3 重庆大学 48
6.4 成都中医药大学 49
目 录
  1. 1 智慧实训物联管理系统架构
  2. 2 智慧实训物联管理系统功能
  3. 3 智慧实训物联管理系统特点

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