02-H3C物聯網校園部署手冊
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近年來,隨著計算機技術、通信技術和無線傳感網技術的飛速發展,代表著互聯網下一步發展方向的物聯網技術,逐步由概念和理論邁向了實際的部署和應用。
在教育領域,對於自我管理能力比較差、自我保護意識較薄弱的中小學生,更迫切需要物聯網技術為其打造一個更加安全、舒適、良好的學習環境。
目前,中小學校園主要希望通過物聯網解決以下三個問題:
· 健康問題:體檢繁瑣頻率低不能及時發現問題。通過物聯網技術可以實時的監控學生的運動和生理數據,從而得出學生的健康綜合評估和改進建議。
· 安全問題:學生遇到危險不能及時處理,學生實時位置無法跟蹤,學校和家長都不放心。通過物聯網技術可以對學生進出校進行統計,通知家長、教師、學校三方;對學生進行實時位置跟蹤,做到位置預警和學生遇險後緊急求助。
· 教學問題:教學質量無法通過量化數據評估,學生課堂表現無法通過量化數據評估。通過物聯網技術可以對學生課堂表現、班級活躍度、學校綜合數據進行評估,從而給出教學改進建議,提升教學質量和學習效率。
綜上所述,通過物聯校園建設可以為廣大師生創建一個高質量的教學環境。
物聯網校園部署方案的成員包括:物聯網終端、物聯網網關、物聯網平台和物聯網應用。
· 物聯網終端:包括物聯網手環和監測設備。
¡ 物聯網手環:支持RFID、BLE、動作識別,能夠采集心率和步數等。
¡ 監測設備:包括體重秤、紅外體溫儀、環境傳感器、攝像頭等。
· 物聯網網關:包括AC、物聯網AP和物聯網接入單元,用於接收物聯網終端的報文,再上送給物聯網平台。
· 物聯網平台:負責管理物聯網網關和終端,並實現物聯網終端數據的收集與管理。另外,可以提供API接口給外部第三方應用用於應用擴展。
· 物聯網應用:包括我司提供的安全、健康及教學相關的基礎應用(學生管理、班級管理、進出校檢測等)以及通過API擴展的第三方應用。
在傳統AP的基礎上,通過擴展的IoT接口支持物聯網接入單元功能,除了可以作為普通AP支持WLAN接入的基本功能之外,還可以通過RJ-45有線鏈路將物聯網控製報文透明的傳輸給上層設備。此外,物聯網AP還可以對外接物聯網接入單元進行供電。支持物聯網功能的AP的安裝方式以及相關產品參數,請參見官網的物聯網無線接入點產品資料手冊。
物聯網接入單元通過內置的物聯網插卡(BLE、RFID、ZigBee、UWB)等進行物聯網感知數據的采集和發送,為支持IoT擴展接口的物聯網AP加入了物聯網接入和擴展的能力,實現了WLAN+IOT方案的最終落地。物聯網接入單元的安裝方式及相關介紹請參見官網的物聯網接入單元產品資料手冊。
物聯網校園組網通過部署物聯網AP和物聯網接入單元來采集物聯網終端上報的各類數據,由物聯網網關將數據上送物聯網平台進行分析處理並關聯到第三方應用。
本例以T300係列物聯網接入單元為例介紹物聯網AP與物聯網接入單元的連接,具體注意事項如下:
· 物聯網AP的安裝位置除滿足常規無線部署外,還要滿足物聯網接入單元安裝位置的規劃,並且物聯網AP與物聯網接入單元鏈的首個節點的最長布線距離為100米。
· 物聯網AP可以下連的物聯網接入單元鏈的數量與AP上的IoT接口相關,通常情況下,AP上有幾個IoT接口,就可以下連幾條物聯網接入單元鏈。
· T300係列物聯網接入單元支持串行部署,每一條鏈可以支持多種類型的物聯網插卡(但必須至少安裝一種物聯網插卡),每種物聯網插卡位置不固定,可根據業務需求靈活選擇鏈式結構中的任意一個物聯網接入單元,便於支持不同的物聯網業務需求,最多可串接10個T300係列物聯網接入單元。
· 在物聯網接入單元鏈中,首節點必須部署T300M-X,從第二個節點到最後一個節點隻能部署T300-X,物聯網接入單元鏈中可以部署的節點個數取決於AP的IoT接口輸出功率和物聯網接入單元的功率,首節點與末節點最長的布線距離為100米,節點間距根據物聯網接入單元的業務覆蓋範圍確定。
· 配置物聯網接入單元的序列號時請確保該序列號與物聯網接入單元ID唯一對應,物聯網接入單元的序列號可以通過設備背麵的標簽獲取。
· 由於物聯網AP需要給物聯網接入單元供電,因此建議給物聯網AP提供最高的供電等級。以UAP300為例,不對外供電的整機功耗為17W,一條鏈串接10個T300係列物聯網接入單元的最大功率為12W,PSE接口的最大功率為12.95W,建議使用滿足UAP300最大功耗的電源適配器或雙路PoE+供電。
· 物聯網AP與T300M-X之間可以使用直通或交叉網線連接,物聯網接入單元鏈的其它節點之間隻能使用直通網線連接。
· 如圖1-2所示,物聯網接入單元鏈中間節點的T300-X上的滑動開關需要撥動到MID端,末節點的T300-X上的滑動開關需要撥動到END端。
圖1-2 物聯網AP與T300連接示意圖
所有支持Comware V5升級到Comware V7,或者Comware V7軟件版本的無線控製器均支持物聯網AP和物聯網接入單元,建議使用官網最新版本開局。
物聯網AP占用一個普通AP License,T300係列物聯網接入單元不占用License。
如圖1-1所示,在校園物聯網場景中部署物聯網AP和T300係列物聯網接入單元,通過T300(T300M-X和T300-X,內置T300-R插卡)采集學生的物聯網手環上報的信息,具體需要實現以下功能:
· 進出校檢測:通過安裝在校門處的T300,實現學生進出校的檢測。
· 運動健康數據采集:通過在教室和走廊部署T300采集學生的運動健康數據。
為了實現學生進出校檢測,需要至少兩個物聯網接入單元,分別安裝在學校大門入口的內外區域。
物聯網AP會根據手環的RSSI變化來判斷手環的進出校,物聯網接入單元每隔1秒上報1個手環的定位報文,物聯網AP會在指定的取值周期內計算校內物聯網接入單元的RSSI平均值和校外物聯網接入單元的RSSI平均值,當計算的RSSI平均值優於設置的有效RSSI平均值,即判斷為有效RSSI平均值,並且計算的有效RSSI平均值的差值大於設置的有效RSSI差值時,物聯網AP會判定該數據為有效數據,並生成進校或者出校信息,將消息報文發送到物聯網平台。
學生進出校檢測注意事項:
· 校內和校外物聯網接入單元的檢測範圍盡量避免重疊,可以利用門衛室、崗亭做隔離。
· 物聯網接入單元的檢測範圍盡量寬廣,覆蓋學生進出校所有可能的路線,消除檢測盲區。
· 校門大、路徑複雜情況可以部署多個物聯網接入單元。
· 進出校檢測使用2.4G頻段。
· 方案中標注室外點位,要求施工方做好防水措施。
圖2-1 學生進出校檢測
學生手環會周期性發送心率和步數數據,物聯網接入單元接收到數據後再通過物聯網AP上報給綠洲平台。
學生健康數據采集注意事項:
· 手環會周期性發送運動健康數據,保證手環在T300的覆蓋範圍內即可。
· 一般一個教室部署一個物聯網接入單元即可,大教室可以適當增加個數。
· 室外部署需做好防水措施。
· 教室內部署建議部署在教室天花板中間位置。
· 物聯網AP按照常規放裝AP選擇安裝位置。
圖2-2 學生健康數據
本文僅提供單個物聯網AP和物聯網接入單元的配置,其他物聯網AP和物聯網接入單元的配置與舉例相同,不再贅述。
# 開啟自動AP功能。
<AC> system-view
[AC] wlan auto-ap enable
# 開啟自動AP自動固化功能,AP上線後將自動固化為手工AP。
[AC] wlan auto-persistent enable
# 查看上線的AP。
[AC] display wlan ap all
Total number of APs: 2
Total number of connected APs: 2
Total number of connected manual APs: 2
Total number of connected auto APs: 0
Total number of connected common APs: 2
Total number of connected WTUs: 0
Total number of inside APs: 0
Maximum supported APs: 48
Remaining APs: 46
Total AP licenses: 32
Local AP licenses: 32
Server AP licenses: 0
Remaining Local AP licenses: 30
Sync AP licenses: 0
AP information
State : I = Idle, J = Join, JA = JoinAck, IL = ImageLoad
C = Config, DC = DataCheck, R = Run, M = Master, B = Backup
AP name APID State Model Serial ID
ac75-090a-0945 1 R/M UAP300 219801A15K8171E00189
a529-517b-3275 2 R/M UAP300 219801A15K8171E00109
# 修改AP名稱用於標識AP。
[AC] wlan rename-ap ac75-090a-0945 1f-1
[AC] wlan rename-ap a529-517b-3275 1f-2
# 配置AP上報物聯網報文的方式為集中上報。
[AC] wlan ap 1f-1
[AC-wlan-ap-1f-1] iot report-mode central
# 配置RFID定位服務器的IPv4地址和端口號。
[AC-wlan-ap-1f-1] iot module-model t300-r engine-address ip 139.219.101.247
engine-port 3500
# 開啟IoT定位功能。
[AC-wlan-ap-1f-1] rfid-tracking iot enable
# 配置物聯網接入單元的位置。
[AC-wlan-ap-1f-1] iot location module 1 2 inside 3 4 outside
# 配置進出校檢測功能的計算參數,按照RSSI平均值的取值周期為8秒,有效RSSI平均值為75,有效RSSI差值為5進行計算。
[AC-wlan-ap-1f-1] iot location rssi period 8 valid-rssi 75 diff-rssi 5
[AC-wlan-ap-1f-1] quit
# 配置AC連接綠洲平台
[AC] cloud-management server domain oasis.h3c.com
# 開啟AP上連接T300的IoT接口的遠程供電功能,為T300供電,以AP的接口3連接T300M-X為例。
[AC] wlan ap 1f-1
[AC-wlan-ap-1f-1] poe port 3 enable
# 在任意Module視圖下綁定T300的序列號,每個Module視圖僅能綁定一個T300。
[AC-wlan-ap-1f-1] module 1
[AC-wlan-ap-1f-1-module-1] serial-number 219801A19A8173E33506
# 配置物聯網接入單元類型為RFID類型。
[AC-wlan-ap-1f-1-module-1] type rfid
# 啟用物聯網接入單元。
[AC-wlan-ap-1f-1-module-1] module enable
[AC-wlan-ap-1f-1-module-1] quit
[AC-wlan-ap-1f-1] quit
# 查看對應物聯網接入單元狀態,Module physical status為Normal說明該T300物聯網接入單元已經正常上線。
[AC] display wlan module-information ap 1f-1 module 1
Module administrative type : RFID
Module physical type : H3C
Model : T300-R
HW version : Ver.A
SW version : A1101
Serial ID : 219801A19C816CE00025
Module MAC : d461-fefc-fff2
Module physical status : Normal
Module administrative status : Enabled
Description : Not configured
· 建議使用以下瀏覽器訪問綠洲平台:Internet Explorer 11及以上版本、Firefox 45.0.2及以上版本、Chrome 50.0.2661.87及以上版本、Safari 5.1及以上版本。
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· 使用Internet Explorer瀏覽器時,還必須啟用以下兩個功能,才能正常訪問Web:對標記為可安全執行腳本的ActiveX控件執行腳本、運行ActiveX控件和插件。
(1) 在瀏覽器地址欄中輸入http://oasis.h3c.com/進入登錄頁麵,輸入租戶名稱和密碼並登錄,即可進入綠洲平台首頁。
(2) 新增場所,產品類型選擇“物聯網”,場景類型選擇“物聯校園-教委2.0”,完成場所的添加後並綁定場所支持的設備。
圖2-3 增加場所
(3) 點擊新增場所的<監控>按鈕,可以進入場所的物聯網場景配置頁麵。
(1) 點擊頁麵左側導航欄的“學校列表”,在“學校列表”頁麵中點擊<添加新學校>按鈕;
(2) 在地圖上點擊鼠標右鍵或點擊地圖搜索結果完成學校位置的設置;
(3) 輸入學校名稱,點擊<添加>按鈕完成添加。
圖2-4 添加新學校
(4) 在彈出的“綁定網關設備”對話框中,選擇需要綁定的設備,點擊<提交>按鈕,完成網關設備綁定。若組網模式為分層AC,則可進行手動添加AP列表信息,否則采用自動獲取方式進行AP列表的分配與綁定。(或者添加完學校後,在學校頁麵上點擊“”圖標,進入“綁定網關設備”頁麵。)
圖2-5 綁定網關設備
點擊新增的學校進入物聯網校園的配置頁麵。
a. 在頁麵左側導航欄中選擇“校園管理 > 班級管理”;
b. 在“班級管理”頁麵點擊<添加>按鈕;
圖2-6 班級管理
c. (可選)第一次添加班級時,會彈出“請選擇年級類型”頁麵,請根據實際情況選擇或者自定義年級類型。點擊<確定>按鈕,完成年級類型的選擇。
d. 點擊頁麵右上角的<添加>按鈕,在彈出的“添加班級”頁麵中填寫當前年級、班級名稱、班主任和聯係方式。點擊<確定>按鈕,完成班級添加。
圖2-7 添加班級
(2) 學生管理
a. 在頁麵左側導航欄中選擇“校園管理 > 學生管理”;
b. 在“學生管理”頁麵點擊<添加>按鈕可以添加單個學生,也可以通過點擊<導入>按鈕進行批量導入;
c. 如果添加單個學生,點擊<添加>按鈕,在彈出的“添加學生”頁麵中填寫姓名、學號、年級、班級等學生信息;
d. 點擊<提交>按鈕,完成學生信息添加。
圖2-8 添加單個學生
e. 如果批量導入學生信息,點擊<導入>按鈕,按照頁麵的提示步驟完成導入即可。(注意:請確保excle中導入的學生的班級已經配置)
圖2-9 批量添加學生
要實現“進出校”檢測以及“定位”功能,需要對模組進行配置管理。
a. 在頁麵左側導航欄中選擇“校園部署 > 設備接入”,選擇“定位模組”圖標,進入“定位模組管理”頁麵;
b. 在“定位模組管理”頁麵,點擊<添加>按鈕可以添加單個定位模組,也可以通過點擊<導入>按鈕進行批量導入;
c. 如果添加單個定位模組,點擊<添加>按鈕,在彈出的“添加定位模組”頁麵輸入定位模組名稱、網關設備、模組序號;
d. 單擊<確定>按鈕,完成操作。
圖2-10 添加定位模組
e. 如果批量導入定位模組,點擊<導入>按鈕,按照頁麵的提示步驟完成導入即可。
圖2-11 批量導入定位模組
(1) 在頁麵左側導航欄中選擇“校園部署 > 應用接入”;
(2) 在“應用接入”頁麵點擊<添加應用>按鈕;
(3) 在彈出的“添加應用”頁麵,輸入應用名稱;
(4) 點擊<確定>按鈕,完成添加;
(5) 點擊<添加消息訂閱>按鈕,在彈出的“添加消息訂閱”頁麵配置消息類型、推送至URL、消息方法和認證類型;
(6) 點擊<確定>按鈕,完成消息訂閱配置。
圖2-12 添加消息訂閱
佩戴一個手環進出校,然後登錄“綠洲應用平台”頁麵,在“學生考勤”應用的“出勤統計”頁麵,可以查看學生在校學生數、離校學生數和暫未到校數統計信息。
圖2-13 出勤統計
(2) 驗證運動健康功能
在校內佩戴手環運動一段時間,然後登錄“綠洲應用平台”頁麵,在“學生健康”應用的“實時健康詳情”頁麵,可以查看到學生的姓名、學號、年級、年齡、心率、體溫等統計信息。
如果沒有某個學生的運動健康數據,可能是由於手環還未上報數據。例如,天波手環每15分鍾上報一次心率數據,每小時上報一次步數數據。
圖2-14 實時健康詳情
本係統的相關信息推送(如運動健康數據、進出校信息等)均通過第三方APP應用來實現。學生家長在手機端安裝相應的APP並綁定孩子的相關信息後,即可接收到孩子的信息推送。
不同的第三方APP配置方式不同,請參考相應APP的使用指導手冊。
出現這種現象,可以從下麵幾點進行排查。
· AP對應的物聯網接口是否配置為IoT類型。
· AP對應的物聯網接口是否開啟PoE供電功能。
物聯網AP和T300之間使用的網線可以是直通線和交叉線,T300之間必須使用直通線。
· AP是否已經在AC上上線。
· AP是否采用直流電源供電或PoE+供電。
· 檢查AP的PoE供電輸入是否滿足當前AP對外PoE供電輸出的要求。
出現這種現象,可以從下麵幾點進行排查。
· AC是否已經和綠洲平台建立連接。
· IoT報文集中上送是否開啟。
· 物聯網接入單元的類型是否配置正確。
· 大門綁定的物聯網接入單元和實際部署是否一致。
· 學生信息中綁定的手環ID是否正確。
登錄到Fit AP,在AP的Probe視圖下執行debugging wlan rfid-tracking packet命令,如果物聯網接入單元收到手環報文,將打印Debug信息。其中,packet detail的第一個字節表示收到手環報文的物聯網接入單元的ID,以16進製數表示。
<AP> system-view
[AP] probe
[AP-probe] debugging wlan rfid-tracking packet
*May 15 16:16:29:495 2017 1f-1 WLOC/7/PACKET: IOT received a IoT packet , length 14. packet detail: 20 f6 0a a0 08 39 63 27 ce 55 4b 7c 00 6b
*May 15 16:16:29:497 2017 1f-1 WLOC/7/PACKET: IOT received a IoT packet , length 14. packet detail: 20 f6 0a a0 08 39 63 27 ce 55 4b 7c 00 6b
· 《H3C無線控製器產品 配置指導》中的“物聯網AP配置指導”。
· 《H3C無線控製器產品 命令參考》中的“物聯網AP命令參考”。
· 《H3C無線控製器產品 配置指導》中的“WLAN接入配置指導”。
· 《H3C無線控製器產品 命令參考》中的“WLAN接入命令參考”。
· 《H3C無線控製器產品 配置指導》中的“AP管理配置指導”。
· 《H3C無線控製器產品 命令參考》中的“AP管理命令參考”。
· 《綠洲功能詳解指導手冊》。
· 《綠洲平台部署手冊》。
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