校园安全LoRaWan门锁系统，新导智慧教育解决方案

一、       方案背景

在《教育信息化2.0 行动计划》中，“智慧教育创新发展行动”明确提出“以人工智能、大数据、物联网等新兴技术为基础，依托各类智能设备及网络，积极开展智慧教育创新研究和示范，推动新技术支持下教育的模式变革和生态重构。”

物联网是新一代信息技术的高度集成和综合运用，对新一轮产业变革和经济社会绿色、智能、可持续发展具有重要意义。近几年来，我国高度重视物联网的发展，且把物联网上升为国家战略产业。新导智能研发的校园LoRaWan门锁解决方案适用于校园办公室、教室、宿舍等场所，基于LoRaWan通讯技术，具有低功耗和远距离通讯等技术特点，相对于NB－IoT，LoRa是当前较成熟、稳定的窄带物联网通讯技术，更适合校园门锁解决方案。

校园LoRaWan门锁系统是专门针对教育行业应用特点而量身定制的专业系统，新导智能的教育行业无线门锁系统是一个开放的系统，可与学校第三方系统互联互通，资源整合，并可扩展出入口通道、访客管理、电子班牌、多功能储物柜、校园消费等多种身份识别应用，保证学生教师在校园的安全和便利。

二、       需求分析

目前在大部分校园办公室、教室、宿舍等场景中，仍采用传统的机械钥匙作为开门的方式，钥匙多，易丢失，易复制，安全性差。而对于管理者来说，要备制大量的机械的钥匙，不易保管和使用。随着人员的变动，更换钥匙和保管问题都是隐患问题。而新导智能的无线门锁采用无线联网技术，通过后台管理系统对每把门锁进行网络授权，用户通过刷卡、指纹、密码、手机等多种开门方式很方便的可以开门。

随着学校信息化、智能化的发展需要,各学校都在建设智慧校园，但是采用传统的门禁控制器方案，施工布线的难度特别大，让许多学校因此望而却步，导致一卡通工程卡在重要的一个难点，现在随着物联网无线技术的发展，新兴的无线门锁也引起了越来越多学校的兴趣，一些学校开始对房间的门改造，加装一体化联网无线门锁来管理使用。无线门锁基于lora无线通讯技术，能够实现零布线完成设备联网通讯，无须改造和设备通讯网络，避免网络辐射对校园装修环境影响，同时也节约了成本，提高了无线门锁项目交付效率。

校园信息化建设的核心是各应用系统互联互通，人的组织结构、人的基础信息、校园空间信息等需要融合统一，另外在开门权限分配上，传统门禁系统可根据人、设备等规则进行手工授权，而随着宿舍管理系统、迎新系统、选班课系统、会议室预约等系统的建设，多系统之间互通互通、资源共享，信息联动则是学校信息化建设的迫切需求，更是信息化系统能够落地好的基础保障。 无线门锁系统通过整合学校教工系统、学生信息系统、选排课系统、宿管系统、预约系统，能够实现基础信息共享，避免信息重复维护，门禁权限自动授权授禁，实现过程的自动化、管理的智能化。

三、       系统架构

依托物联网监控平台，我们可以对无线门锁接入的情况进行精准统计，对设备即时状态、使用信息、能耗数据等进行统计，为管理部门日常维护，设备检修等提供便捷和数据支持。

物联网监控平台强大的功能集成能力为校园业务平台建设提供了可能，在实际项目中还可根据学校的需求整合、设计相应管理子平台，满足学校个性化的需求。平台可接收来自 lorawan 网关的消息，对网关上传的数据进行解密、存储。实现对前端设备的控制和数据采集，提供第三方平台调用的 API 接口来管理设备、给终端下发数据。

四、       新导智能平台功能特点

1.云端部署功能

支持公有云和私有云部署模式，可以根据实际情况进行网络部署，支持分布式架构设计，多台服务器协同工作，支持容器部署。

1) 具备LoRaWANClassA/B/C协议处理功能，支持LoRaWAN网关管理功能。

2) 支持LoRAWAN终端注册管理功能，支持LoRaWAN信号质量路测功能。

3) 支持应用的连接和注册，应用数据的分发和加解密等功能。

4) 支持网络管理功能，包括网关及终端设备参数配置和管理、告警管理、网络覆盖/负荷监控，LoRaWAN协议信令跟踪等功能等。

5) 支持广播/组播，支持恶意终端识别功能，支持对接入网关的鉴权、控制功能。

6) 支持地址池管理功能，支持终端掉网/上线通知功能；支持上下行数据包缓存。

7) 支持对网络内传感器终端的OTA接入认证、数据加密算法控制功能。

8) 具备单独的秘钥管理系统，实现基于APPKEY的数据安全。

2.系统主要功能

1) 网关参数设置

设备连接入网成功后，进行网络--lora 网关--配置，平台配置为 MQTT 通信方式，网关需要配置为 MQTT 协议。

2) 终端上电入网测试

终端设备支持入网方式：OTAA 和 ABP。OTAA 方式：是 LoRaWAN 的一种空中入网方式。节点在上电的时候处于非入网状态时，需要先入网才能和服务器进行通信。

3) 查看终端上行数据

通过管理页面查询上行的终端数据。

4) 页面操作给单个终端下发数据

在节点管理页面，点击终端 ID 号进入后在 Downlink 页面下发，选择 Confirmed 为否，填入 16 进制数据字节之间需要加空格，填入任意 Fport 端口号(1-222)，点击确认。

MQTT（Message Queuing Telemetry Transport，消息队列遥测传输协议），是一种基于发布/订阅模式的"轻量级"通讯协议。中间件软件提供 MQTT 接口订阅节点实时上传的数据，任何兼容MQTT3.1.1 协议的客户端都可以连接订阅。

5) 应用平台调用中间件 API 接口下发数据

以下通过 POSTMAN 调试软件说明连接 IOT‐VISION 的 API 接口给节点下发数据。

3. 无线门锁系统

无线门锁管理系统是校园一卡通系统的子系统之一，同时也是校园综合安防系统的重要组成部分，其设计之主要目的是为实现人员出入权限控制及出入信息记录。由于无线门锁管理系统是一项不间断长期工作的系统，并且和我们的正常生活和工作息息相关，所以无线门锁管理系统的稳定性、功能性显得尤为重要。

(1)     整体功能特点

基于云计算、物联网和人工智能技术，模块化设计结构，统一集控平台，基于该平台可扩展多种校园身份识别应用，包括且不限于无线门禁、有线联网门禁、访客等。

平台同时兼容智能卡（M1系列、CPU卡）、智能穿戴产品（智能手环、智能手表 ）、人脸识别、电子二维码，可灵活适配于不同业务场景。

平台下所有模块均基于B/S结构设计，方便用户在不同的网络环境下通过身份认证免安装客户端使用，采用java技术开发，可部署在linux和windows平台上，支持云平台部署和本地私有化部署。

管理平台为所有应用子系统提供统一平台入口、统一身份认证、统一数据管理；接入权限管理：按照业务需求灵活接入应用子系统，只有通过授权接入的子系统才可正常使用。

(2)     系统主要功能

1) 多种授权方式

如：多人授权、多门授权、复合授权。

2) 多级用户管理

用户管理采用树形结构，无级别限制。

3) 分区分组管理

无线门锁可以在系统中采用分区、分组等管理，实现对设备的灵活管理。

4) 授权管理

授权管理是对已存在门锁进行人员权限的授予，通过授权并下发到无线门锁使门锁可以对已有权限人员进行开放，无权限人员进行平台警报信息。

授权管理界面中可按照人员的部门、班级和人员组的组织架构进行对区域、门禁组内的门锁进行人员权限的授予，并通过权限设置对授权人员进行开放时段和权限失效周期的设置。

5) 开门方式

支持多种不同的开门方式如：卡、密码、小程序、远程开门。

6) 灵活时间段

系统支持多种类型的时间段，每个时间段的起始值任意定义。通过时间段的设置，可根据用户的使用权限设置在什么日期，什么时间，可以通行那扇门；并且可以设置系统自动布防、撤防的时间。

7) 常开、常闭

系统对所有门均可设定门的正常开启时间、常开时间、常闭时间、特定报警时间等。

8) 设防、撤防

系统对所有门均可设定定时报警时间与非报警时间即设防、撤防

9) 防胁迫

在人员被劫持的情况下，可以通过输入反胁迫密码，本地不会出现声光报警，此时门被正常打开，同时系统不动声色地将被胁迫的报警信息发送给监控中心电脑、驱动报警、通知管理人员, 以便保安人员及时采取措施。

10)    信息记录查询

管理系统的信息包括系统故障、设备信息、用户信息、开门/关门动态信息、门状态信息、报警信息、操作记录信息等。可根据所选设备及用户，提供多种查询方式及报表输出。

11)    多种集成方式

系统可通过多种集成方式，来实现与楼控自控（包括打开/关闭电梯、通风、空调、照明等）、消防、安保、集成系统等的联动，达到有效的智能化管理。

12)    图标列表实时监控

系统可实现图标列表实时监控，每屏可同时监控多个门（，也可根据需要选择部分门禁图标列表进行监控；每个门的相关状态可通过图标颜色的变化及报警声音（不同状态可由用户自定义不同的声音）的不同来判断。其信息包括：

常规信息：刷卡开门、密码开门、小程序开门等信息。

非法信息：非法卡、非法用户、胁迫开门等非法报警信息。

报警信息：门磁异常、授权用户开门不成功等报警信息。

连接信息：监控当前各门禁设备的通讯状态（正常、报警、线路短路、线路开路等）。

遥控信息：软件开门及撤销报警等的操作情况。

13)    电子地图实时监控

系统可通过多层动态电子地图来实现实时监控可在图上显示每个门的开、关、报警等情况。当门被打开或关闭，开门时间超时，报警点被触发等事件发生时，动态电子地图会通过图标、声音的变化显示事件发生的位置、状态等。这样可以方便保安人员迅速了解报警地点、报警类型，以方便做出解决措施。

系统可显示报警监视的建筑物平面图和示意图。

系统具有各种矢量图形导入接口，操作方便。

系统可实时控制报警系统监视图。

电子地图可实现无级缩放。

遥控信息：软件开门及撤销报警等的操作情况。