02-H3C物联网校园部署手册
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近年来,随着计算机技术、通信技术和无线传感网技术的飞速发展,代表着互联网下一步发展方向的物联网技术,逐步由概念和理论迈向了实际的部署和应用。
在教育领域,对于自我管理能力比较差、自我保护意识较薄弱的中小学生,更迫切需要物联网技术为其打造一个更加安全、舒适、良好的学习环境。
目前,中小学校园主要希望通过物联网解决以下三个问题:
· 健康问题:体检繁琐频率低不能及时发现问题。通过物联网技术可以实时的监控学生的运动和生理数据,从而得出学生的健康综合评估和改进建议。
· 安全问题:学生遇到危险不能及时处理,学生实时位置无法跟踪,学校和家长都不放心。通过物联网技术可以对学生进出校进行统计,通知家长、教师、学校三方;对学生进行实时位置跟踪,做到位置预警和学生遇险后紧急求助。
· 教学问题:教学质量无法通过量化数据评估,学生课堂表现无法通过量化数据评估。通过物联网技术可以对学生课堂表现、班级活跃度、学校综合数据进行评估,从而给出教学改进建议,提升教学质量和学习效率。
综上所述,通过物联校园建设可以为广大师生创建一个高质量的教学环境。
物联网校园部署方案的成员包括:物联网终端、物联网网关、物联网平台和物联网应用。
· 物联网终端:包括物联网手环和监测设备。
¡ 物联网手环:支持RFID、BLE、动作识别,能够采集心率和步数等。
¡ 监测设备:包括体重秤、红外体温仪、环境传感器、摄像头等。
· 物联网网关:包括AC、物联网AP和物联网接入单元,用于接收物联网终端的报文,再上送给物联网平台。
· 物联网平台:负责管理物联网网关和终端,并实现物联网终端数据的收集与管理。另外,可以提供API接口给外部第三方应用用于应用扩展。
· 物联网应用:包括我司提供的安全、健康及教学相关的基础应用(学生管理、班级管理、进出校检测等)以及通过API扩展的第三方应用。
在传统AP的基础上,通过扩展的IoT接口支持物联网接入单元功能,除了可以作为普通AP支持WLAN接入的基本功能之外,还可以通过RJ-45有线链路将物联网控制报文透明的传输给上层设备。此外,物联网AP还可以对外接物联网接入单元进行供电。支持物联网功能的AP的安装方式以及相关产品参数,请参见官网的物联网无线接入点产品资料手册。
物联网接入单元通过内置的物联网插卡(BLE、RFID、ZigBee、UWB)等进行物联网感知数据的采集和发送,为支持IoT扩展接口的物联网AP加入了物联网接入和扩展的能力,实现了WLAN+IOT方案的最终落地。物联网接入单元的安装方式及相关介绍请参见官网的物联网接入单元产品资料手册。
物联网校园组网通过部署物联网AP和物联网接入单元来采集物联网终端上报的各类数据,由物联网网关将数据上送物联网平台进行分析处理并关联到第三方应用。
本例以T300系列物联网接入单元为例介绍物联网AP与物联网接入单元的连接,具体注意事项如下:
· 物联网AP的安装位置除满足常规无线部署外,还要满足物联网接入单元安装位置的规划,并且物联网AP与物联网接入单元链的首个节点的最长布线距离为100米。
· 物联网AP可以下连的物联网接入单元链的数量与AP上的IoT接口相关,通常情况下,AP上有几个IoT接口,就可以下连几条物联网接入单元链。
· T300系列物联网接入单元支持串行部署,每一条链可以支持多种类型的物联网插卡(但必须至少安装一种物联网插卡),每种物联网插卡位置不固定,可根据业务需求灵活选择链式结构中的任意一个物联网接入单元,便于支持不同的物联网业务需求,最多可串接10个T300系列物联网接入单元。
· 在物联网接入单元链中,首节点必须部署T300M-X,从第二个节点到最后一个节点只能部署T300-X,物联网接入单元链中可以部署的节点个数取决于AP的IoT接口输出功率和物联网接入单元的功率,首节点与末节点最长的布线距离为100米,节点间距根据物联网接入单元的业务覆盖范围确定。
· 配置物联网接入单元的序列号时请确保该序列号与物联网接入单元ID唯一对应,物联网接入单元的序列号可以通过设备背面的标签获取。
· 由于物联网AP需要给物联网接入单元供电,因此建议给物联网AP提供最高的供电等级。以UAP300为例,不对外供电的整机功耗为17W,一条链串接10个T300系列物联网接入单元的最大功率为12W,PSE接口的最大功率为12.95W,建议使用满足UAP300最大功耗的电源适配器或双路PoE+供电。
· 物联网AP与T300M-X之间可以使用直通或交叉网线连接,物联网接入单元链的其它节点之间只能使用直通网线连接。
· 如图1-2所示,物联网接入单元链中间节点的T300-X上的滑动开关需要拨动到MID端,末节点的T300-X上的滑动开关需要拨动到END端。
图1-2 物联网AP与T300连接示意图
所有支持Comware V5升级到Comware V7,或者Comware V7软件版本的无线控制器均支持物联网AP和物联网接入单元,建议使用官网最新版本开局。
物联网AP占用一个普通AP License,T300系列物联网接入单元不占用License。
如图1-1所示,在校园物联网场景中部署物联网AP和T300系列物联网接入单元,通过T300(T300M-X和T300-X,内置T300-R插卡)采集学生的物联网手环上报的信息,具体需要实现以下功能:
· 进出校检测:通过安装在校门处的T300,实现学生进出校的检测。
· 运动健康数据采集:通过在教室和走廊部署T300采集学生的运动健康数据。
为了实现学生进出校检测,需要至少两个物联网接入单元,分别安装在学校大门入口的内外区域。
物联网AP会根据手环的RSSI变化来判断手环的进出校,物联网接入单元每隔1秒上报1个手环的定位报文,物联网AP会在指定的取值周期内计算校内物联网接入单元的RSSI平均值和校外物联网接入单元的RSSI平均值,当计算的RSSI平均值优于设置的有效RSSI平均值,即判断为有效RSSI平均值,并且计算的有效RSSI平均值的差值大于设置的有效RSSI差值时,物联网AP会判定该数据为有效数据,并生成进校或者出校信息,将消息报文发送到物联网平台。
学生进出校检测注意事项:
· 校内和校外物联网接入单元的检测范围尽量避免重叠,可以利用门卫室、岗亭做隔离。
· 物联网接入单元的检测范围尽量宽广,覆盖学生进出校所有可能的路线,消除检测盲区。
· 校门大、路径复杂情况可以部署多个物联网接入单元。
· 进出校检测使用2.4G频段。
· 方案中标注室外点位,要求施工方做好防水措施。
图2-1 学生进出校检测
学生手环会周期性发送心率和步数数据,物联网接入单元接收到数据后再通过物联网AP上报给绿洲平台。
学生健康数据采集注意事项:
· 手环会周期性发送运动健康数据,保证手环在T300的覆盖范围内即可。
· 一般一个教室部署一个物联网接入单元即可,大教室可以适当增加个数。
· 室外部署需做好防水措施。
· 教室内部署建议部署在教室天花板中间位置。
· 物联网AP按照常规放装AP选择安装位置。
图2-2 学生健康数据
本文仅提供单个物联网AP和物联网接入单元的配置,其他物联网AP和物联网接入单元的配置与举例相同,不再赘述。
# 开启自动AP功能。
<AC> system-view
[AC] wlan auto-ap enable
# 开启自动AP自动固化功能,AP上线后将自动固化为手工AP。
[AC] wlan auto-persistent enable
# 查看上线的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名称用于标识AP。
[AC] wlan rename-ap ac75-090a-0945 1f-1
[AC] wlan rename-ap a529-517b-3275 1f-2
# 配置AP上报物联网报文的方式为集中上报。
[AC] wlan ap 1f-1
[AC-wlan-ap-1f-1] iot report-mode central
# 配置RFID定位服务器的IPv4地址和端口号。
[AC-wlan-ap-1f-1] iot module-model t300-r engine-address ip 139.219.101.247
engine-port 3500
# 开启IoT定位功能。
[AC-wlan-ap-1f-1] rfid-tracking iot enable
# 配置物联网接入单元的位置。
[AC-wlan-ap-1f-1] iot location module 1 2 inside 3 4 outside
# 配置进出校检测功能的计算参数,按照RSSI平均值的取值周期为8秒,有效RSSI平均值为75,有效RSSI差值为5进行计算。
[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连接绿洲平台
[AC] cloud-management server domain oasis.h3c.com
# 开启AP上连接T300的IoT接口的远程供电功能,为T300供电,以AP的接口3连接T300M-X为例。
[AC] wlan ap 1f-1
[AC-wlan-ap-1f-1] poe port 3 enable
# 在任意Module视图下绑定T300的序列号,每个Module视图仅能绑定一个T300。
[AC-wlan-ap-1f-1] module 1
[AC-wlan-ap-1f-1-module-1] serial-number 219801A19A8173E33506
# 配置物联网接入单元类型为RFID类型。
[AC-wlan-ap-1f-1-module-1] type rfid
# 启用物联网接入单元。
[AC-wlan-ap-1f-1-module-1] module enable
[AC-wlan-ap-1f-1-module-1] quit
[AC-wlan-ap-1f-1] quit
# 查看对应物联网接入单元状态,Module physical status为Normal说明该T300物联网接入单元已经正常上线。
[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
· 建议使用以下浏览器访问绿洲平台: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。
· 使用的浏览器必须要设置能接受第一方Cookie(即来自站点的Cookie),并启用活动脚本(或JavaScript),才能正常访问Web。以上功能在不同浏览器中的名称及设置方法可能不同,请以实际情况为准。
· 使用Internet Explorer浏览器时,还必须启用以下两个功能,才能正常访问Web:对标记为可安全执行脚本的ActiveX控件执行脚本、运行ActiveX控件和插件。
(1) 在浏览器地址栏中输入http://oasis.h3c.com/进入登录页面,输入租户名称和密码并登录,即可进入绿洲平台首页。
(2) 新增场所,产品类型选择“物联网”,场景类型选择“物联校园-教委2.0”,完成场所的添加后并绑定场所支持的设备。
图2-3 增加场所
(3) 点击新增场所的<监控>按钮,可以进入场所的物联网场景配置页面。
(1) 点击页面左侧导航栏的“学校列表”,在“学校列表”页面中点击<添加新学校>按钮;
(2) 在地图上点击鼠标右键或点击地图搜索结果完成学校位置的设置;
(3) 输入学校名称,点击<添加>按钮完成添加。
图2-4 添加新学校
(4) 在弹出的“绑定网关设备”对话框中,选择需要绑定的设备,点击<提交>按钮,完成网关设备绑定。若组网模式为分层AC,则可进行手动添加AP列表信息,否则采用自动获取方式进行AP列表的分配与绑定。(或者添加完学校后,在学校页面上点击“”图标,进入“绑定网关设备”页面。)
图2-5 绑定网关设备
点击新增的学校进入物联网校园的配置页面。
a. 在页面左侧导航栏中选择“校园管理 > 班级管理”;
b. 在“班级管理”页面点击<添加>按钮;
图2-6 班级管理
c. (可选)第一次添加班级时,会弹出“请选择年级类型”页面,请根据实际情况选择或者自定义年级类型。点击<确定>按钮,完成年级类型的选择。
d. 点击页面右上角的<添加>按钮,在弹出的“添加班级”页面中填写当前年级、班级名称、班主任和联系方式。点击<确定>按钮,完成班级添加。
图2-7 添加班级
(2) 学生管理
a. 在页面左侧导航栏中选择“校园管理 > 学生管理”;
b. 在“学生管理”页面点击<添加>按钮可以添加单个学生,也可以通过点击<导入>按钮进行批量导入;
c. 如果添加单个学生,点击<添加>按钮,在弹出的“添加学生”页面中填写姓名、学号、年级、班级等学生信息;
d. 点击<提交>按钮,完成学生信息添加。
图2-8 添加单个学生
e. 如果批量导入学生信息,点击<导入>按钮,按照页面的提示步骤完成导入即可。(注意:请确保excle中导入的学生的班级已经配置)
图2-9 批量添加学生
要实现“进出校”检测以及“定位”功能,需要对模组进行配置管理。
a. 在页面左侧导航栏中选择“校园部署 > 设备接入”,选择“定位模组”图标,进入“定位模组管理”页面;
b. 在“定位模组管理”页面,点击<添加>按钮可以添加单个定位模组,也可以通过点击<导入>按钮进行批量导入;
c. 如果添加单个定位模组,点击<添加>按钮,在弹出的“添加定位模组”页面输入定位模组名称、网关设备、模组序号;
d. 单击<确定>按钮,完成操作。
图2-10 添加定位模组
e. 如果批量导入定位模组,点击<导入>按钮,按照页面的提示步骤完成导入即可。
图2-11 批量导入定位模组
(1) 在页面左侧导航栏中选择“校园部署 > 应用接入”;
(2) 在“应用接入”页面点击<添加应用>按钮;
(3) 在弹出的“添加应用”页面,输入应用名称;
(4) 点击<确定>按钮,完成添加;
(5) 点击<添加消息订阅>按钮,在弹出的“添加消息订阅”页面配置消息类型、推送至URL、消息方法和认证类型;
(6) 点击<确定>按钮,完成消息订阅配置。
图2-12 添加消息订阅
佩戴一个手环进出校,然后登录“绿洲应用平台”页面,在“学生考勤”应用的“出勤统计”页面,可以查看学生在校学生数、离校学生数和暂未到校数统计信息。
图2-13 出勤统计
(2) 验证运动健康功能
在校内佩戴手环运动一段时间,然后登录“绿洲应用平台”页面,在“学生健康”应用的“实时健康详情”页面,可以查看到学生的姓名、学号、年级、年龄、心率、体温等统计信息。
如果没有某个学生的运动健康数据,可能是由于手环还未上报数据。例如,天波手环每15分钟上报一次心率数据,每小时上报一次步数数据。
图2-14 实时健康详情
本系统的相关信息推送(如运动健康数据、进出校信息等)均通过第三方APP应用来实现。学生家长在手机端安装相应的APP并绑定孩子的相关信息后,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,请参考相应APP的使用指导手册。
出现这种现象,可以从下面几点进行排查。
· AP对应的物联网接口是否配置为IoT类型。
· AP对应的物联网接口是否开启PoE供电功能。
物联网AP和T300之间使用的网线可以是直通线和交叉线,T300之间必须使用直通线。
· AP是否已经在AC上上线。
· AP是否采用直流电源供电或PoE+供电。
· 检查AP的PoE供电输入是否满足当前AP对外PoE供电输出的要求。
出现这种现象,可以从下面几点进行排查。
· AC是否已经和绿洲平台建立连接。
· IoT报文集中上送是否开启。
· 物联网接入单元的类型是否配置正确。
· 大门绑定的物联网接入单元和实际部署是否一致。
· 学生信息中绑定的手环ID是否正确。
登录到Fit AP,在AP的Probe视图下执行debugging wlan rfid-tracking packet命令,如果物联网接入单元收到手环报文,将打印Debug信息。其中,packet detail的第一个字节表示收到手环报文的物联网接入单元的ID,以16进制数表示。
<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无线控制器产品 配置指导》中的“物联网AP配置指导”。
· 《H3C无线控制器产品 命令参考》中的“物联网AP命令参考”。
· 《H3C无线控制器产品 配置指导》中的“WLAN接入配置指导”。
· 《H3C无线控制器产品 命令参考》中的“WLAN接入命令参考”。
· 《H3C无线控制器产品 配置指导》中的“AP管理配置指导”。
· 《H3C无线控制器产品 命令参考》中的“AP管理命令参考”。
· 《绿洲功能详解指导手册》。
· 《绿洲平台部署手册》。
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