智慧教室融和系统解决方案.docx
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1、智慧教室融和系统解决方案 智慧教室融和系统解决方案 第 1 页 智慧教室融和系统解决方案 目录 第一章 建设目标 . 3 1.1 建设背景 . 3 1.2 方案概述 . 3 1.3 政策法规 . 4 第二章 智慧教室超融合解决方案 . 5 2.1 软件平台概述 . 5 2.1.1 软件基础系统 . 5 2.1.2 基本功能概述 . 6 2.2 超融合智慧终端系统 . 6 2.2.1 智慧终端 . 6 2.2.2 物控模块 . 7 2.2.3 智能感控系统 . 7 恒温 控 制 . 7 智能 光 感 控 制 . 8 恒湿 控 制 . 8 空气 质 量 控 制 . 8 2.3 平台控制端 . 8
2、2.3.1 WEB 端 . 8 校长 指 挥舱 . 9 2.3.2 微信小程序端 . 11 设备 管 理 ( 物 联 网 设 备 、 电教 设 备 等 等) . 11 2.3.3 教室本地控制 . 12 2.4 系统组网图 . 13 第三章 功能应用场景 . 13 3.1 设备智能集控系统 . 14 3.2 校园 IP 数字广播系统 . 16 3.3 高清音视频直转播系统 . 18 功能 特 点: . 18 3.4 双师课堂互动直播系统 . 19 3.5 图文信息发布系统 . 21 3.6 微信小程序可管理整个校园电教设备 . 22 3.7 物联网系统 . 24 3.8 能耗统计系统 . 25
3、 3.9 设备使用频率统计系统 . 26 第四章 系统功能特点 . 27 4.1 智慧超融合 . 27 4.1.1 系统超融合 . 27 01. 一台 设 备 完 成 之 前 一 机 柜 的设 备 功能 . 27 4.1.2 设备超融合 . 28 第 2 页 智慧教室融和系统解决方案 4.2 便捷化 . 29 4.2.2 使用便捷化 . 29 4.3 智慧可视化 . 29 4.3.1 管理可视化 . 29 4.3.2 状态可视化 . 30 第五章 应用价值 . 31 5.1 可视化管理 . 31 5.2 校园更安全 . 31 5.3 节能更环保 . 31 5.4 成本更优化 . 31 5.5
4、提高使用率 . 31 第 3 页 智慧教室融和系统解决方案 第一章 建设目标 1.1 建设背景 为了配合相关政策,贯彻落实教育部教育信息化 2.0 行动计划、中 小学数字校园建设规范 (试行 ) 、教育信息化发展 “ 十三五 ” 规划和中 小学智慧校园建设指南(试行 ) 、中小学智慧教室建设指南 ( 试行 ) 等文 件精神,推进教育现代化建设,促进教育教学质量提升和区域教育均衡发展,我们 现全力打造出 “ 智慧教室超融合解决方案 ” ,围绕教、学、管、评、研等学校核心 业务及其主要环节,充分利用现代网络技术、多媒体技术、物联网技术、人工智能 技术和现代教育技术装备,结合现代优秀教学理论成果,促
5、进现代教育技术装备 与 教育教学深度融合,推进学习方式和教学模式创新,有效提高教育教学质量和 水 平。 长期以来,国家对教育信息化发展的大量资金投入,使学校每个教室基本都接 入了大量终端设备,如班班通设备 ( 触控大屏、投影、电子白板、电脑、音箱 ) 、录 播设备等,再加上教室正常所需的一些电器设备,如空调、风扇、照明灯、电动窗 帘等设备,每一种设备都是单项控制,给设备管理员带来了大量的工作负担, 同时也 提 升了安全事故的发生概率。学校通过信息化改造后,采购的信息化设备长时间 内的 使用率怎样、故障率怎样、故障维修的效率怎样,这些问题都成为了教育信息 化发 展道路上难以评估的障碍。因此,多设
6、备融合、通过电脑 /APP 客户端集中管 理、 使用数据可视化,成为了教育信息化接下来的发展重点。 1.2 方案概述 落实校园信息化 2.0 行动计划,加速校园信息化建设步伐,深入坚持信 息技术与教育教学深度融合理念,向网络化、数字化、智能化、个性化和终身化 方向努力迈进。 校园信息化建设推进,为了满足设备融合的理念和思路,以校园为整体,覆盖 所有 教室,覆盖所有班级,覆盖所有室内室外的广播系统和监控系统,解决信息化建设 第 4 页 智慧教室融和系统解决方案 过程中设备管理难、维护难、整体教育信息化效果评估难的各种挑战,推出了 智慧 校园超融合系统,实现以校园物联为基础,将整个校园的教育信息化
7、设备融 合到 一个平台,让智慧校园实现智慧超融合、智慧便捷化、智慧可视化。比如,我们可 以将学校里面的基础设备 ( 灯光、空调、风扇、电动窗帘、电闸等 ) 、班班通 教学 设备 ( 触控一体机、教学投影机、视频展台、教室扩声系统等 ) 、校园广播系 统、 校园监控系统、智慧班牌、校园门禁等,全部融合到一个管理平台,进行可视 化、 便捷化 的统一管理。 1.3 政策法规 教育信息化 2.0 行动计划 (教技 20186 号 ) 文件第四条(实施行动)、第七小条(智慧教育创新发展行动) 中提出: 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,
8、推动新技术支持下教育的模式变革和生态重 构。 教育信息化 “ 十三五 ” 规划(教技 20162 号 ) 文件第三条(发展目标)提到:信息技术在教学、管理中为广大师生、管理 者深度应用,信息技术与教育教学融合进一步深入。 文件第四条 ( 主要任务 ) 提到:积极利用云计算、大数据等新技术,创新资 源平台、管理平台的建设、应用模式。制订出台教育数据管理办法,规范数据的采 集、存储、处理、使用、共享等全生命周期管理,保证数据的真实、完整、准确、 安全及可用,实现教育基础数据的有序开放与共享。在进一步明确业务需求的基础 上,基本完成教育管理信息系统建设任务,基本完善教育基础数据库。着力做好已 建系统
9、运行与服务,提升管理公共服务平台支撑教育业务管理、决策支持、监测 评价和公共服务的水平。逐步实现资源平台、管理平台的互通、衔接与开放,支持 各级教育行政部门和各类教 育机构、企事业单位利用国家已有系统开发相关应用。 2017 年教育信息化工作要点 (教技厅 2017 2 号 ) 文件第二条(核心目标)中提到:深入推进信息技术与教育教学深度融合。 管理信息化水平和教育治理能力显著提升。教育管理公共服务平台进一步完善, 基础数据实现有序共享。 第 5 页 智慧教室融和系统解决方案 “ 十三五 ” 节能减排综合工作方案(国发 2016 74 号 ) 文件第二条(优化产业和能源结构)、第十二小条(强化
10、重点用能单位节能 管理)提到:重点用能单位(教育部门在列)要围绕能耗总量控制和 能效目标, 对用能实行年度预算管理。 第二章 智慧教室超融合解决方案 智慧教室超融合解决方案以超融合服务管理应用平台为核心,结合智慧终端 系统硬件,通过无线和校园网连接,形成完整的智慧教室超融合解决方案。 2.1 软件平台概述 智慧教室超融合管理平台,学校管理员通过超融合平台建立广播任务、控制 管理任务、控制设备状态、评估设备使用效率等。 2.1.1 软件基础系统 基于定制的 Linux,集成 MariaDB 数据库,提供对海量数据和文件的存储管 理、日志管理、用户管理以及安全性管理。 系统支持跨网段直播,方便校园
11、网管理。同时可以建立多个视频流播放,在 系统带宽支持下可以实现多达 200 多个音视频码流同时播放。 通过校园卡信息与课表导入实现课程与人员进行绑定,设定对应的控制方式 和流程,可以设置不同的管理权限,可以分权限控制不同的设备包括投影机、电 脑、灯光、风扇、空调等,通过微信小程序可以实现远程管理。 第 6 页 智慧教室融和系统解决方案 系统采用深度定制化的 Linux 系统,稳定可靠,配合服务器管理进行数据备 份处理,服务器断电断网情况下教室设备可以正常使用,断电不会破坏服务器内部 数据和任务。 2.1.2 基本功能概述 通过校园综合服务器可远程和本地互动式管理,远程开启、开机、关机中控 和投
12、影机、电脑等外界显示设备,一键控制和管理定时任务,通过互联网可远程配 置及升级固件系统。通过校园网可以登录并控制服务器的各项管理和任务,在校 园网内支持有线和无线连接,系统支持云端管理,通过不同的应用场景、不同的 权限设置,超融合平台可接入三个端口进行管控。 2.2 超融合智慧终端系统 2.2.1 智慧终端 可选终端内置高配电脑,满足日常教学和备课使用,无需外置电脑,维护方 便减少设备和走线,电脑开关机可以统一管理。 智慧终端支持双向的音视频编码,不仅可以接收校园广播,而且可以作为广 播站对其他教室进行广播,也就是说是所有教室、广播站、校园电视台、走廊、 大厅等等位置都可以使用的一台终端。 支
13、持互动教学,可以实现一个教室与其他教室的互动教学,讲课的教室和收听 的教室都是同样的设备,教室可以与任何一个教室的学生进行互动,其他教室的 学生可以看到互动的状态,对于专家讲座、高级教学来说是特别方便的。可以实 现校长智慧仓建设,校长可以通过终端 T1 与所有的班级进行互动和管理。 支持低成本大面积推广精品教室建设,每个教室只要增加一个调音台和摄像 头就可以实现校园电视台和校园广播站建设。可以在任何媒体上收听收看校园广 播。 支持千兆光纤网络接入,整个智慧校园终端系统可以采用全光纤网络设计, 这样不仅可以提高校园网的速度,同时可以降低施工成本,不需要外接光纤转换 第 7 页 智慧教室融和系统解
14、决方案 器,内置 8 路千兆以太网交换机,可以保证教室内所有设备的网络接入需 求。 支持双路无线麦克风讲话,每个教室可以支持 2 路无线麦克风接入;标配专 业音频处理器,可 以实现降噪、回声抑制和反馈抑制功能,麦克风不再啸叫,支 持高灵敏度吊麦。 内置大功率专业级 D 类功放,功放的功率可达 260W, 远超过目前所有其他 厂商终端的功放功率,可以保证教室有足够的扩声需求。 配合物控模块可以实现对教室内的空调、灯光以及各电子设备的有线和无线 的控制方式,物控模块可以直接作为校园卡门禁使用只需要连接电子门锁,通过服 务器建立的管理系统可以实现刷卡开门,无需再增加门禁系统。 2.2.2 物控模块
15、设备连接,连接的方式用两种,一种是通过无线方式连接,与终端的控制面板 进行配对连接,配对方式是通过手动配对实现面板与物控模块的配对,配对方式是先 按下物控模块的配对键,按下不松开,指示灯闪烁,然后再按下控制面板的配对键, 面板的物控模块指示灯闪烁。过一会配对完成,物控模块指示灯常亮,控制面板上对 应的物控模块在线指示灯点亮,则配对完成。另一种方式是通过有线的 485 总线 进行系统连接, 485 总线无需配对,属于终端对应的设备。直接与终端进行对应, 有线方式可以解决学校举行考试的时候的无线屏蔽问题,施工的时候用一根网线即 可,两种方式可供选择。 物控模块可以实现 2 路 12V 继电 器的开
16、关和一路 220V 继电器的开关、一路 红外遥控发射,可以实现对任意一个用电设备的控制。可以根据实际使用环境进行 设备配置和使用。 2.2.3 智能感控系统 恒温控制 将智能温度传感器接入智慧终端,设置理想温度值,当温度超过该数值时, 空调自动开启制冷模式;当温度低于该数值时,空调自动开启制热模式。 例如,我们可以建立一个 25 摄氏度的恒温教室。夏天炎热,室内温度超过 第 8 页 智慧教室融和系统解决方案 30 度,空调将会自动开启制冷模式,将温度降至 25 度;夏天寒冷,室内温度低 质 5 度,空调将会自动开启制热模式,将温度提升至 25 度。 智能光感控制 将光线传感器接入智慧终端,设置
17、目标阈值,当外界光线刺眼时,会自动关 闭窗帘;当外界光线缓和时,会自动开启窗帘;当光线昏暗时,教室内灯光会自动 开启。 恒湿控制 将湿度传感器接入智慧终端,设置目标湿度阈值,当教室内湿度超过目标值 时,会自动开启除湿功能;当教室内湿度低于目标值时,会自动开启加湿功能。 空气质量控制 将 PM2.5 空气质量检测器接入智慧终端,设置目标阈值。当教室内的 PM2.5 值低于目标值时,系统处于休眠状态;当教室内的 PM2.5 值高于目标值时,会自 动启动空气净化器。 2.3 平台控 制端 上述超融合平台的功能实现,可通过三种控制方式实现,即 WEB 端、微信小 程序、本地控制端。 2.3.1 WEB



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