智慧幼儿园整体解决方案

目录TOC\o"1-5"\h\z技术介绍 1\o"CurrentDocument"1、OnLE对比BLE 1场景功能方案介绍 1\o"CurrentDocument"1、考勤 1\o"CurrentDocument"方案描述 1刷卡考勤 2无感考勤 2\o"CurrentDocument"部署实施 2刷卡考勤 3无感考勤 3\o"CurrentDocument"数据展现 .4\o"CurrentDocument"2、运动 6\o"CurrentDocument"方案描述 .6运动量数据 6计步数据 6\o"CurrentDocument"部署实施 .7\o"CurrentDocument"数据展现 7\o"CurrentDocument"3、位置 9\o"CurrentDocument"方案描述 9\o"CurrentDocument"部署实施 9\o"CurrentDocument"数据展现 10\o"CurrentDocument"4、健康 10\o"CurrentDocument"方案描述 10体温计/耳温枪 10睡眠分析 11\o"CurrentDocument"部署实施 11体温计/耳温枪 11睡眠分析 11最低设备需求 11\o"CurrentDocument"数据展现 12\o"CurrentDocument"5、区角 12\o"CurrentDocument"方案描述 13\o"CurrentDocument"部署实施 13\o"CurrentDocument"数据展现 14\o"CurrentDocument"6、视频联动 15\o"CurrentDocument"方案描述 15\o"CurrentDocument"部署实施 15\o"CurrentDocument"数据展现 16\o"CurrentDocument"7、环境 16\o"CurrentDocument"方案描述 17\o"CurrentDocument"部署实施 173TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"数据展现 17\o"CurrentDocument"8、设备管理 18\o"CurrentDocument"方案描述 18\o"CurrentDocument"部署实施 18\o"CurrentDocument"数据展现 18\o"CurrentDocument"9、点评 18方案描述 18\o"CurrentDocument"部署实施 18\o"CurrentDocument"数据展现 19\o"CurrentDocument"10、场景交互 19\o"CurrentDocument"方案描述 19刷卡器 19标签 19\o"CurrentDocument"部署实施 19\o"CurrentDocument"数据展现 20\o"CurrentDocument"11、危险区域监控 20方案描述 20\o"CurrentDocument"部署实施 20\o"CurrentDocument"数据展现 21\o"CurrentDocument"12、消息推送 22方案描述 22部署实施 22\o"CurrentDocument"数据展现 22\o"CurrentDocument"13、生活点滴/成长报告 22方案描述 23部署实施 23\o"CurrentDocument"数据展现 23、技术介绍1、OnLE对比BLE对比项目OnLE（按需低功耗传输协议）BLE（蓝牙低功耗传输协议）备注调制方式GFSKGFSK空中速率1Mbps1Mbps协议类型无连接异步按需传输同步传输无需维护无线连接，无数据传输时即可休眠，功耗更低，有效带宽占用更少。广播类型兼容BLE格式BLE格式手机等通用设备也可获取设备基础信息。终端设备并发超过100个8个有效数据带宽全部用来进行数据传输，无数据传输的设备也不需要占用带宽资源，可以实现更高的并发数据传输。有效数据传输速率800kbps100kbps数据通道分配时机数据传输时分配设备连接时分配具有更强的抗干扰能力，更好的数据传输通道选择能力。数据加密AESAES协议维持平均功耗0ua10-100ua无数据传输时，无需维护无线协议，设备可以彻底进入休眠模式。设备接入时间1-2ms2-5s设备接入时，只需要做设备鉴权认证，即可进行数据传输，无需分配及管理连接相关信息。二、场景功能方案介绍1、考勤方案描述智能穿戴物联平台提供两种考勤方案供客户选择使用。1.1.1刷卡考勤物联系统环境下，用户可以通过使用手环刷刷卡器设备，进行刷卡考勤，刷卡时考勤刷卡器进行定制化语音播报。在考勤区域安装考勤刷卡设备，用户佩戴手环在需要考勤的时间（可根据数据时间进行更为细化的行为判断），进行刷卡动作，刷卡考勤数据实时生成。考勤刷卡器持续发送低频信号，当手环靠近刷卡器区域5cm左右位置，低频信号触发手环与信标进行蓝牙数据通讯，通讯完成手环产生一条考勤刷卡数据。手环通过OnLE通讯协议将进入数据上传到基站设备，基站再通过LoRa网络上传到网关，网关通过互联网或4G将数据传至服务器（或通过WiFi基站上传至服务器）。平台接收到刷卡数据，可以进行其它相关联的考勤数据推送、视频联动等行为。1.1.2无感考勤在物联系统环境下，用户佩戴手环，通过信标设备，可以实现无感考勤。信标可以监视半径1-3米的区域，信标必须安装在门口的值勤区。当用户戴着手镯当天第一次进入门口的信标区域时，信标会通过低频触发手镯来激活手镯。然后，手镯通过信标发送的低频信号触发响应，并开始与信标进行蓝牙数据通信。通信完成手镯进入信标区域产生的数据。手镯通过onle通信协议将输入数据上传到基站设备，基站通过Lora网络将数据上传到网关。网关通过互联网或4G（或通过WiFi基站）将数据传输到服务器。平台可以将首次录入的数据记录为当天的考勤数据，并推送其他关联的考勤数据、视频联动等行为。同样，手环在离开基站信号环境后，手环数据将无法上传，根据这点结合门口区域信标，可以生成离开的考勤数据。手环在固定时间段进入门口信标区域，并且在离开该信标后，无任何该手环数据上传，则判断手环已经离开环境数据，将最后一次进入信标区域的数据，记录为离开考勤数据。部署实施首先根据考勤应用场景需求，对考勤方案进行选择，根据不同的方案进行设备的部署安装。21.2.1刷卡考勤1.2.1.1确定考勤区域（刷卡器安装位置）根据场景需求，对刷卡器安装位置进行确定。安装位置要求：①刷卡器不防水；②保证周围没有强磁场对刷卡器信号进行干扰；③保证处于基站信号范围内；④兼顾其它需要联动设备的情况。设备安装考勤刷卡器的安装需要连接外接电源。因此安装时，会考虑外部供电设备。考勤刷卡器有固定支架，将固定支架使用粘胶或固定螺丝等方式直接固定在规定区域即可。考勤刷卡器将支架上取下，打开背面电池盖，可以替换电池，上电即可使用。设备配置考勤刷卡器对应的设备mac地址录入管理平台，将该设备配置成考勤刷卡器。在平台可以看到对应考勤刷卡器的电量信息。录入平台的手环，刷卡数据可以在平台考勤数据中实时查看。无感考勤确定考勤区域（信标安装位置选择）根据场景需求，对信标安装位置进行确定。安装位置要求：①信标不防水；②保证周围没有强磁场对信标信号进行干扰；③保证处于基站信号范围内；④兼顾其它需要联动设备的情况。设备安装3信标有固定支架，将固定支架使用粘胶或固定螺丝等方式直接固定在规定区域即可，信标监控区域是以信标为中心1m-3m的不规则圆形区域，尽量将信标安装在中心位置。信标可以在支架上取下，打开背面电池盖，可以替换电池，上电即可使用。设备配置信标对应的设备mac地址录入管理平台，将该设备配置成考勤信标。在平台可以看到对应信标的电量信息。录入平台的手环，经过信标区域，即可在平台看到相关的考勤数据。信标低频信号的距离是可以调节的，一般是1m-3m半径，根据监控区域需求进行调节。信标低频信号发射的频率是可以调节的，结合场景需求，可以适当增加频率（提高响应速度）或降低频率（提高续航时间）。最低设备需求考勤实现的最低设备需求：①网关（数据通讯，LoRa信号覆盖LoRa基站位置）；②LoRa基站（数据通讯，OnLE信号覆盖考勤位置）；③刷卡器或信标（考勤触发设备）；④手环（穿戴终端，与刷卡器或信标以及LoRa基站交互实现考勤）。1.3数据展现通过公众号绑定手环的微信，该考勤事件就会推送到对应微信上，可以实时进行查看。在云平台上可以查看所有的刷卡时间，在考勤界面中进入即可，可以查看考勤记录情况。3ZD2G年5月2Q日上午9幻7考勤成功提醒学生姓名： ■考期才用: 2D20-05-2009：07：2S箔注• 点击详情直看视坂查看详■情图1-1考勤成功推送图1-2班级考勤记录图1-3个人考勤月记录2、运动方案描述智能穿戴物联通过手环实时监测记录手环的活动状态，并根据底层的运动数据通过计步算法进行处理得出对应计步数据。数据通过OnLE协议上传至服务器，在云平台可以实时查看1min前的所有运动量记录，当前实时运动量会在下1min上传。运动量数据手环在开机使用之后，开始实时监测自身的运动量数据，每1min进行一次数据统计处理，并得出这1min对应的运动量数值，遵循OnLE通讯协议，运动量实时上传至服务器。手环硬件使用三轴运动传感器，实时获取当前空间三轴方向的加速度值，并通过加速度值进行计算，得出极短时间内手环的位移量，通过很多个极短时间连续起来构成完整时间轴，对应的很多个小位移量累计成单位时间（单位时间指当前设备采集频率下时间，比如25Hz对应1.28s）下的位移量，然后根据算法对1min中的累积的各段单位时间位移量进行统计处理，生成一个相对运动量数值，即我们现在看到的每分钟运动量的大小。手环在每次产生1min运动量统计结果出来后，会通过OnLE协议将数据上传，从平台可以直观看到手环的运动量记录。计步数据计步是有规律模型的，通过三轴运动传感器测量的极短时间内的加速度数据，可以通过模型算法计算出对应计步数。手环在每分钟运动量生成时，对三轴传感器采集的加速度数据，通过计步算法进行算法处理，得出前1min内的计步数量。2.2部署实施运动量及计步等运动相关数据，均是通过手环采集的，因此，只需要手环佩戴正常，在物联系统环境下，运动量数据可以实时采集。设备需求运动分析实现的设备需求：①网关（数据通讯，LoRa信号覆盖LoRa基站位置）；②LoRa基站（数据通讯，OnLE信号覆盖手环运动区域）；③手环（穿戴终端）。2.3数据展现通过公众号绑定手环的微信，通过微信小程序，可以查看运动量状态，以及对之前一段时间内的运动量进行比较，同时，可以对该手环在集体中运动量程度进行分析。在云平台上，可以查看所有时间的运动量数据，在数据分析中，还能够查看该手环在一段时间内的运动情况分析，以及该手环在集体中的运动情况分析。图2-1个人一天运动量记录

图2-2个人一天运动状态分析图2-3个人一天计步数据图2-4个人月计步数据统计3、位置方案描述智能穿戴物联系统环境中，基站承担的是数据传输的功能，终端设备数据通讯是必须在基站蓝牙信号覆盖范围下进行的。基站的蓝牙信号覆盖范围，在室内无明显电磁场干扰情况下，一般为10-15米。在室外空旷区域，无明显电磁场干扰情况下，一般为20-30米。基站是提前部署安装在环境中的，根据基站布置点位，及信号覆盖区域，每当终端类设备数据通过基站上传时，终端设备地址会被记录在对应基站下，通过云平台可以直接看到终端设备在基站之间的移动轨迹。部署实施确定基站位置基站的部署需要根据实际环境进行的，根据实际环境的需求，将基站部署安装在合理的区域，并使用各自区域命名基站。终端类设备在数据通讯时通过某个基站进行通讯，则该设备就会出现在该基站区域范围的数据，通过实时展现的数据，可以很快定位终端设备的位置（归属的基站区域）。基站需要在对应信号范围内进行安装，包装数据上传无异常，LoRa基站需要在LoRa网关的LoRa信号覆盖范围内，WiFi基站需要在WiFi信号覆盖范围内。设备安装基站设备配有支架、螺钉，可以直接通过粘胶或者螺钉方式进行固定。设备需求位置服务实现的最低设备需求：①网关（数据通讯，LoRa信号覆盖LoRa基站位置）；②LoRa基站（数据通讯，OnLE信号覆盖手环运动区域）；③手环（穿戴终端）。数据展现通过公众号进入小程序，可以查看对应终端设备的位置信息。在云平台上，可以查看终端设备的当前位置信息，及历史位置轨迹信息。图3-1平台实时位置查找4、健康方案描述体温计/耳温枪体温计设备集成OnLE通讯协议模块，体温计设备采集到的温度数据，可以10通过通讯模块将数据上传至服务器。体温计作为医疗器械，原有功能不做改变，增加通讯模块，通讯模块适配体温计自身的蓝牙通讯协议，将温度数据从体温计取出。同时，通讯模块满足与手环之间的交互，并通过OnLE通讯协议将手环匹配的温度数据上传。整个过程，不需要像传统的针对每个测温对象进行记录，测温数据自动匹配测温对象，实时上传测温数据。测温数据持续记录，方便追溯观察温度变化及历史数据。睡眠分析手环的运动检测模块灵敏度调节较高，不仅可以区分佩戴者是否进入睡眠状态，还可以有效的监测佩戴者睡眠时的轻微动作，从而进一步分析出佩戴者的睡眠质量。部署实施体温计/耳温枪体温计只需要集成通讯模块，在系统环境下，将手环靠近体温计，听到‘滴”的一声提示音，即表示体温计记录手环地址，在之后的一分钟内测量温度的第一个温度数据，会对应到该手环地址，并通过OnLE通讯协议上传测温数据，数据上传成功，会有提示音。睡眠分析在物联系统环境下，保持佩戴手环即可。手环会持续收集数据并上传，系统平台会自动生成睡眠分析结果。最低设备需求健康分析实现的最低设备需求：①网关（数据通讯，LoRa信号覆盖LoRa基站位置）；②LoRa基站（数据通讯，OnLE信号覆盖手环运动区域）；③体温计（体温测量，与手环交互，数据上传）；11

④手环（穿戴终端）。数据展现通过公众号进入小程序，可以查看对应手环的健康数据。在云平台上，可以查看对应手环的健康数据，以及历史健康数据记录。图4-1班级睡眠情况图4-2个人睡眠情况-月统计5、区角125.1方案描述信标设备结合使用低频（125K）和高频（2.4G）与手环进行交互，并实现区域监控功能。信标持续性的发射低频信号，当手环进入低频信号覆盖区域，检测到该低频信号，则开始进行2.4G蓝牙通讯，通讯完成，手环记录进入低频区域的状态数据，并通过OnLE协议上传。当手环离开低频信号覆盖区域，即手环连续一定时间内未检测到低频信号，则手环生成一条离开区域的信号，并将上一次检测到低频信号完成交互的时间点记录为离开区域时间，然后通过OnLE协议上传至服务器。部署实施确定信标监控区域根据实际场景需求，选取合适的信标安装位置，尽量将信标安装在监控区域中间位置，信标低频信号覆盖范围是以信标为圆心的圆形区域。使用对应区域名称命名信标。设备安装信标设备配备固定支架，信标安装在固定支架上。固定支架使用螺丝或3M双面胶方式，安装在既定位置即可。信标可方便从支架上取下。信标设备使用电池供电，将电池盖打开，即可替换供电电池。（两款信标，一款使用3节5号电池供电，一款使用2节2045纽扣电池供电）信标的安装，需要考虑实际环境中的信号增益及衰减效果。不同环境影响下，可以通过调节信标的设备参数满足区域监控功能。设备配置信标设备主要依靠低频信号进行区域覆盖，低频信号的覆盖距离以及低频信号的发射频率可以进行自定义调节。客户可以使用专门的调节工具或直接通过云平台进行部署调节。根据不同的使用场景需求及安装需求，客户可以对信标的覆盖距离进行调节，信标的监控区域覆盖半径在1m-3m。默认出厂设定覆盖距离为2m。13根据不同的使用场景需求及安装需求，客户可以对信标的低频发射频率进行调节，高频率的信号发射，能够使手环更快速的响应低频触发，但是，高频率的低频发射会直接增加信标的功耗。客户可以根据实际的需求，进行合理的频率选择。默认出厂设定低频发射频率为1秒1次。最低设备需求智慧区角实现的最低设备需求：①网关（数据通讯，LoRa信号覆盖LoRa基站位置）；②LoRa基站（数据通讯，OnLE信号覆盖区角活动区域）；③信标（区角定位）；④手环（穿戴终端）。数据展现通过公众号进入小程序，可以查看对应手环进入的区角信息，以及区角活动的数据分析。在云平台上，可以查看手环对应的区角活动数据，以及区角活动数据的统计分析结果。图5-1个人一天区角活动统计146、视频联动方案描述***谯桂於备考勤事件 窜 刷卡事件 I ] 云平台门禁事件 ► 区域监控事件 LoRa的关lora网关可以同时支持4路普通的监控摄像头，实现视频流的实时接入和处理。同时，根据终端设备的不同事件，如考勤事件，刷卡事件，区域监控事件等，网关会截取该事件发生时间点前5秒到后5秒的小视频，实时传输至云平台。云平台可以根据该事件对于的用户信息进行存储和推送，相关的人员可以第一时间查看事件发生的完整过程，充分了解现场的情况，及时进行应对处理。事件本身的数据传输，还是基于现有的物联网平台，如：用户佩戴手环进园或者出园的时候，通过手动刷考勤机或者无感考勤，识别到进出园之后，手环会将相关信息实时传输至基站，基站再通过lora协议将数据传输至网关，网关会调用绑定在该考勤设备的摄像头，截取从进出园瞬间起前后各5秒，总共10秒的短视频文件，推送给对应学生家长的微信上，让家长可以清晰的了解小孩进出园的完整过程，避免信息不对称产生各种安全问题。部署实施确定监控区域和监控事件首先确定监控的事件以及该事件是否需要提供视频信息才能更加清晰的了解事件发生的过程及取证，如监控进出园安全事件，危险区域监控，兴趣区域监15控等等。其实确定该区域是否合适安装摄像头，以及对监控视频的画面要求。设备安装监控事件主要是配合手环有感或者无感识别产生，如刷卡事件，考勤事件，信标的区域监控事件等。首先在对应的区域安装好刷卡器或者信标，使得设备满足事件要求。同时保证基站的信号覆盖范围能达到事件发生的区域，保证信息传输的顺畅。再安装相关的监控摄像头，摄像头调整好镜头，对准相应的监控区域。监控摄像头可以使用WIFI或者有线网络，只要能保证摄像头与网关在同一个网络中即可。设备配置摄像头的IP地址设置成静态IP，并且记录下该地址的对应的RTSP流地址，将该流地址以及刷卡器或者信标的MAC地址，通过管理平台的配置页面，配置到网关中。配置完成之后，将网关重启，该功能就可以正常使用。最低设备需求视频联动实现的最低设备需求：①网关（数据通讯，LoRa信号覆盖LoRa基站位置）；②LoRa基站（数据通讯，OnLE信号覆盖信标或刷卡器交互区域）；③信标或刷卡器（交互设备）；④手环（穿戴终端）。数据展现通过公众号绑定手环的微信，该事件就会发送到对应的微信上，可以实时查看。在云平台上可以查看所有的视频事件，点击视频文件名称，就可以播放对应的小视频。7、环境167.1方案描述基站设备内嵌温湿度传感器，可以实时获得环境中温湿度数据。温度数据通过LoRa或WiFi方式上传，从云平台可以直接看到实时的环境数据。通过各位置安装的基站情况，可以实时观察对应区域温湿度变化，是否存在异常温湿度等等。基站设备还预留外置传感器接口，可以根据客户需求进行定制传感器功能。部署实施环境监测功能是基站设备的附属功能，在需要环境监测的位置安装基站即可，保证基站安装在对应LoRa或WiFi信号覆盖区域，基站能够将数据上传即可。最低设备需求环境监测实现的最低设备需求：①网关（数据通讯，LoRa信号覆盖LoRa基站位置）；②LoRa基站（环境质量监测）。数据展现通过公众号进入小程序，可以查看对应基站下的环境数据记录。在云平台上，可以查看基站对应的环境数据，以及环境数据历史记录。图7-1温湿度监测数据178、设备管理方案描述智慧物联系统内包含较多种类设备，为方便设备管理及方便自定义场景配置，提供基于云平台下的设备管理功能。客户可以直接在云平台对录入的使用中设备进行管理或参数配置，从而大大减少的设备管理或部署配置的效率。部署实施客户使用最新版本设备即可，部署使用新的平台服务器，客户端即可对这些设备在使用过程中直接进行配置调试。数据展现通过公众号进入小程序，可以查看基础设备信息。在云平台上，不仅可以查看基础设备信息，还可以对归属园区内所有使用中设备进行参数配置调试。9、点评方案描述智慧物联提供一款智能手表，智能手表能够与手环之间形成互动，实现点评功能。智能手表可以进入点评功能，选择具体点评事件，并靠近手环触发产生对应的点评数据。当在物联系统环境下进行点评互动动作，数据会实时上传至云端，通过云平台或微信小程序可以进行实时查看。部署实施管理人员配戴智能手表，根据实际场景进行功能选择并与手环进行触发动作18即可。数据展现通过公众号进入小程序，可以查看实点评数据。在云平台上，可以在智能手表角度及手环角度查看点评数据记录。10、场景交互方案描述智慧物联借助多种设备实现场景中的交互动作，比如刷卡器和标签。刷卡器刷卡器可以根据不同场景活动，让用户进行刷卡动作，完成场景中的互动动作，不仅可以进行活动次数的统计记录，还可以增加场景活动的趣味性。除了前面介绍的考勤刷卡器的应用之外，在幼儿园场景中，还有喝水刷卡器，拉臭臭刷卡器等。标签标签在手环靠近时，手环会被标签触发并产生进入标签范围的数据，当手环离开标签低频信号范围后，会产生手环离开该标签的数据。标签低频覆盖范围在0-30cm，受实际应用环境影响。幼儿园场景中，标签一般会被安装在玩具、水杯、教具等设备上，小朋友在接触这些设备时，手环会与这些设备上的标签进行数据通讯，产生交互数据，根据产生的数据，可以判断小朋友使用不同设备的频率及时间。部署实施刷卡器/标签使用电池供电，均只需根据实际使用场景需求安装即可。刷卡器设备配备安装支架，支架可以使用螺丝或3M双面胶粘胶方式安装。19标签一般使用3M双面胶安装。数据展现通过公众号进入小程序，可以查看对应手环的刷卡记录及标签触发情况。在云平台，可以查看对应手环的历史刷卡记录及标签触发情况。图10-1刷卡数据记录11、危险区域监控方案描述信标可以实现电子围栏功能，从而可以实现危险区域监控。在危险区域的进出口等必经区域，安装信标，调整信标信号覆盖范围。当手环进入信号区域时，产生进入数据，数据实时上传至云平台，平台可以根据特定的危险区域数据进行短信或短消息推送给相关负责人，负责人第一时间确认现场情况并只能通过手动确认取消报警情况。同时，可以结合视频联动，增加危险区域视频监控的功能，在手环进入危险区域报警时，推送视频信息，具体可以参考视频联动方案描述。部署实施确定危险区域（信标安装位置选择）首先确定危险区域位置，在区域的进出口等必经位置，安装信标，至少覆盖20危险区域所有进出点。根据实际场景定义是否信标对危险区域进行全覆盖。同时确定危险区域报警事件处理方式，短消息推送报警或结合视频联动进行视频监控的短视频推送等。