智慧校园系统基于无线物联网智能感知技术、云数据处理等高新技术，面向学校安全监控管理与教育信息化服务的集成化系统平台。
智能校园系统主要包括以下八个大功能，其中前六大功能与物联网均密切相关。
从应用角度来看，物联网均密切相关的主要包括以下功能模块：
功能模块 |
Phase1 |
Phase2 |
Vision |
1.定点监测 | ▪对关键运动、健康测量设备，以外接适配式扩展蓝牙接口；
| ▪基于状态事件的智能无线模式及供电模式管理； ▪本地监测数据记录、大容量备份、历史数据重传； | ▪动态协同数据处理、专用适配协同处理服务； ▪多源数据交叉关联； |
2.定位追踪 | ▪对监护对象移动节点设备（手环、标签）进行实时定位追踪； ▪对资产设备及物品的位置监控； | ▪多种ID绑定 ▪基于3D地图查看被监护对象位置； ▪提供定位服务信标、资源指示、链接及导航服务； | ▪自适应多模式定位整合：实现区域内外定位模式自动切换对接； ▪设备管理维护服务 |
3.状态监测
| ▪对监护对象的运动、健康、行为事件进行监测监护；
▪基于物联网的协同监测； | ▪监护人APP基于室内外地图分布式监测、监护； ▪基于事件预案与协同事件响应及监测监控； ▪监测数据记录、汇总 | ▪交叉关联大数据采集的数据库； ▪监测数据档案，潜在预警分析； |
4.环境监测 | ▪基于多种扫描感应方式，对分布式传感器进行数据采集； ▪基于物联网的协同监测； | ▪对象感知、状态识别、事件响应； ▪本地监测数据记录、大容量备份、历史数据重传； | ▪多源数据交叉关联； ▪基于监测数据汇总及指导信息服务； |
5.信息推送 | ▪信标广播：常规定位及广告信标（含网页链接）； ▪反向信息推送（如提醒、报警）； | ▪信标广播：资源引导； ▪基于事件触发的信息信息推送； ▪基于工作人员职责与位置范围的选择的信息推送； | ▪基于用户订制的服务信息推送服务； |
6.安防监控 |
▪基于预设条件的联动控制、报警信息发送； | ▪基于事件预案配置的协同响应处理； ▪多种响应处理方式：包括通知责任人员、紧急广播信标、联动控制报警等。 | ▪智能资源协同性管理； ▪多种预案通知监护人及责任管理人员； ▪交叉关联大数据采集的数据库。 |
7. 应急调度 | TBD | TBD | TBD |
8．综合服务 | TBD | TBD | TBD |
系统概要
基于无线智能感知的XX智慧校园系统，通过安装在校园内的分布式无线物联网服务节点设备（含智能路由器AR、监测网关DMG），对周边服务对象设备的蓝牙移动信标MB（即学生佩戴的蓝牙校徽、手环、手表）与分布式环境测量传感器(DS)、进行实时（或定时或基于事件触发）感测响应，并根据预案进行包括数据备份、上传服务器及本地控制的各种关联处理。
基于物联网服务节点设备与服务服务对象的蓝牙信号监测与无线网络链接信息交互，实现对服务对象学生进行探测感知、定位追踪、状态监测、反向通知、感应触控、监控控报警等功能，解决智能校园的教学信息、学生监护、环境监测、安防监控等方面遇到的诸多问题。
2.硬件架构及配置
2.1 智能校园监测物联网服务节点设备
由智能路由器AR+监测网关DMG组成；服务对象设备包括每个学生佩戴的蓝牙移动信标设备MB、分布式测量传感器DS。
整个校园无缝覆盖物联网络监测节点，基于对附近的移动及分布式的服务对象设备的蓝牙信标广播进行探测感知，进行定位追踪与状态监测；并在系统认为必要时建立蓝牙连接，进行数据的收集和分发。
校区适当位置配置环境温湿度、烟感传感器、空气质量PM2.5等环境测量传感器，收集环境及安全相关数据，通过物联网监测网关DMG及智能路由器AR上传到服务器后台。
2.2 在校园内安装分布式智能路由器AR、监测网关DMG组成物联网核心网络。
通过AR+DMG结构实现校园室内对蓝牙信标MB探测的无缝覆盖；实现集中管理控制、传感识别、定位追踪、状态监测、联动控制、信息服务等多种功能。
2.3 物联网节点服务设备 AR+DMG
● 智能路由器AR的网络管理角色：
从互联网络IP设备角色来看，智能路由器AR既可以作为IP节点路由器，也可以作为IP节点子网关。从互联网接入接出连接方式来看，支持RJ45网口与WiFi两种方式。从物联网内部连接方式来看，支持WiFi、蓝牙BLE探测与链接方式。
智能路由器AR可与远程服务器后台按指定API进行通讯，包括上传监测数据与获得配置与控制数据；对于具有隶属关系的子网监测网关节点DMG及联动执行设备EP具有管理与控制权限。
● 监测网关节点设备DMG的角色及类别：
通常情况一个DMG不具备直接与远程服务器进行通讯的能力，一台DMG或EP一般隶属于一台智能路由器AR；但在某些应用案例确有必要时允许其多从隶属关系。
DMG必须具备智能蓝牙BLE主端扫描探测、感知识别能力。但根据DMG与AR的无线通讯方式，可将DMG分为BLE与/或WiFi设备。根据需要在具备适当硬件配置时DMG可兼具智能插座功能。
● 后台网络监控：通过一个集中的实时状态监控界面，管理校园环境中数以千计的AR及DMG设备。监测信息包括：当前状态下的实时数据，包括吞吐量、系统、连接的路由器、连接的客户端和事件、事件管理、设备跟踪、数据备份和安全策略集成。当网络中出现警报和错误，将提醒管理员及时处理。
● 现场网络设备安装配置。
2.4定位跟踪
● 定位方式：
基于多个DMG在同一时间对同一目标服务对象MB获得的监测射频信号强度RSSI值，可以跟踪和报告其覆盖范围内的蓝牙信标设备MB的位置，实时提供对人员和资产的精确跟踪。
基于实时RSSI、数字信号滤波、多点定位等算法进行测量，一般情况下在20米范围内有3个或更多的DMG服务节点时，实时跟踪位置精度为3-8米，具体定位精度与附近障碍遮挡物、同频干扰设备等因素相关。通过增加DMG设备分布密度、校正标定、算法模型及环境配置可一定程度提升定位精度。
● 无限可扩展性：
学校可以根据需要构建大或小的蓝牙无线网络。可以是运动场的几个，也可以扩展到全校区及跨校区的室内的分布式物联网服务监测节点，并对设备ID、位置、拓扑属性等关联信息进行统一管理。
● 快速漫游：
支持蓝牙信标MB在AR+MG之间漫游，自动检测和重新连接，确保访问的连续性。
3.典型应用功能
3.1感知触控
● 无感知打卡：监测网关节点DMG通过 多种方式（如接近感应、区域快速搜索）感应学生佩戴的蓝牙信标设备MB，识别绑定MB的学生身份，并大致判断MB到DMG的距离；符合预设条件时打卡成功。
● 门禁控制、点名签到、考勤管理：通过无感知打卡进行签到功能，省去了学生使用一卡通打卡时间。提高课堂效率，简化管理步骤。
● 资源授权、触发控制：学生可利用MB获得授权范围的资源及设备控制权限，如：获得服务信息、借书、就餐、乘坐校吧、灯光控制、使用智能插座等。
3.2 定位追踪
● 学生定位：清楚感知和实时定位，通过长期的数据积累，进行学生的行为变化分析，了解学生的日常生活习惯，便于学校发掘学生的兴趣爱好。
● 学生到访区域定位：根据校园区域定义，基于学生实时定位追踪，对其位置轨迹及到访活动区域及停留时间进行记录，例如：学生在校园内外、教室内外、宿舍、餐厅等停留时间。可定期按区域、行为类别等对累计时间、到访频次等数据进行统计。
通过这种方式能够记录学生在学校一天的活动区域。方便老师、家长对学生学习、个人爱好的深入了解。方便学校教学管理。
3.3环境监测
系统收集烟雾、煤气、环境温度、空气温湿度等监控数据，根据相应的情况由相关负责人进行判断，为下一步应急方案做准备。
3.4状态监护
● 运动监测：实时监测学生运动时的心率、运动量等，让学校、老师实时了解和跟进每个学生的运动情况和身体状况。
● 基础生理数据分类 ：运动指数:是通过手环记录的实时运动数据计算出来的。卡路里是通过运动指数利用一定的方法计算出来的。
● 心率指数：是通过体育课上运动激烈程度按秒实时对学生心率变化进行的监测值。
对采集到的运动数据和心率数据按照体育课45分钟的时间线进行线性展示，展示可以是上课所有学生全部显示，也可以是学生个体单独显示，展示形式以折线和数字的形式体现。
备注：客户需自行选择以上功能，主要基于两个方面考虑：1、手环的功耗；2、手环的成本，建议先实现基础功能，未来做产品升级或者不同功能及价格的配置给终端用户选择。
3.5信息推送
● 反向通知提醒功能：通过网络节点设备DMG与信标设备MB建立蓝牙连接，提醒学生打卡成功、上课时间、地点、报警提醒等。
● 预警通知功能：基于学生位置触发进行反向预警通知，例如针对学生设定校内施工隔离区域，若学生走进隔离区域则报警上报，从而通知学生施工请绕行。
3.6安防监控
