智慧教育教室智能控制解決方案

　　—— 解決方案

　　目錄

　　1概述 1

　　2智能教室系統(tǒng)方案.................................................................................................................................2

　　2.1系統(tǒng)設(shè)計 3

　　2.1.1分布式設(shè)計 3

　　視頻分布式切換管理 4

　　2.1.2集中控制和管理 4

　　2.1.3教室設(shè)備信息管理 5

　　2.1.4門禁管理 6

　　門禁管理系統(tǒng)組成圖 7

　　2.1.5教室使用管理 9

　　2.1.6教室音視頻控制管理 10

　　(一) 多媒體顯示系統(tǒng) 11

　　(二) 信號切換系統(tǒng) 12

　　(三)擴(kuò)聲系統(tǒng) 14

　　(四)中央控制系統(tǒng) 15

　　3環(huán)境及物聯(lián)網(wǎng)...............................................................................................................................19

　　4 硬件產(chǎn)品主要性能參數(shù)......................................................................................................20

　　4.1軟件....................................................................................................................................................23

　　4.2主機(jī)分類及主要性能參數(shù)................................................................................................................26

　　4.3外圍設(shè)備............................................................................................................................................30

　　4.4 矩陣設(shè)備...........................................................................................................................................34

　　概述

　　隨著計算機(jī)及多媒體技術(shù)的高速發(fā)展，該技術(shù)已滲透到當(dāng)今社會的每一個領(lǐng)域，多間至數(shù)十間多媒體教室的集中控制和管理將成為學(xué)校多媒體教學(xué)進(jìn)一步發(fā)展的方向。尤其近年來多媒體技術(shù)的出現(xiàn)和完善更將計算機(jī)的應(yīng)用帶入了一個全新的境界。在目前教育領(lǐng)域，已經(jīng)形成了多媒體網(wǎng)絡(luò)教室、信息教室，電化教學(xué)室等。

　　隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，教室資源可進(jìn)行整合，運(yùn)用人工智能技術(shù)并結(jié)合計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)，將單調(diào)、乏味的課堂智能形象升到的體現(xiàn)在聲音、圖像、影視、動畫、互動中，對教室內(nèi)部環(huán)境、設(shè)備運(yùn)行情況監(jiān)控和設(shè)備利用率進(jìn)行控制和管理，使教育管理部門對教室的管理系統(tǒng)化、可視化、精細(xì)化。為此我公司推出“智能教室”系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)集教學(xué)、資產(chǎn)管理、環(huán)境智能調(diào)節(jié)、視頻監(jiān)控、IC卡管理、防盜報警、遠(yuǎn)程教學(xué)及遠(yuǎn)程控制于一體的新型現(xiàn)代化智能教室系統(tǒng)，并將成為新型教育形式和現(xiàn)代化教學(xué)手段。

　　針對教室日常管理的特性，把服務(wù)器集群管理(Cluster Server)技術(shù)引入到教室設(shè)備管理領(lǐng)域，增強(qiáng)了多媒體、網(wǎng)絡(luò)、虛擬化、云計算等技術(shù)的易用性，讓管理員更容易地管理設(shè)備，成功地解決了學(xué)生教室管理、設(shè)備管理、教學(xué)管理等問題。與其他如安防、辦公以及教務(wù)等子系統(tǒng)無縫集成，全面支持網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的各個環(huán)節(jié)，充分利用現(xiàn)有教學(xué)資源，為網(wǎng)絡(luò)教學(xué)提供一體化解決方案。同時，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)為“數(shù)字校園”建設(shè)提供了強(qiáng)大的技術(shù)手段。

　　AVTRONSYS中央控制系統(tǒng)也為之帶來了智能化、人性化、現(xiàn)代化教學(xué)的解決方案，為校園內(nèi)大范圍的各種設(shè)備進(jìn)行中央集中控制。

　　2.智能教室系統(tǒng)方案

　　建成規(guī)模適度、結(jié)構(gòu)完善、精干高效的管理、教學(xué)、運(yùn)維、管控一體化平臺，提升控制和響應(yīng)能力，掌握教學(xué)和實(shí)時態(tài)勢能力，態(tài)勢分析和科學(xué)決策能力，業(yè)務(wù)處理和精確管理能力，實(shí)現(xiàn)“一體化、可視化、可控化、自動化、智慧化”的目標(biāo)。

　　教學(xué)集群管理軟件E-CLUSTER為多教學(xué)場所、教室管理、監(jiān)控各項教學(xué)設(shè)備和教學(xué)網(wǎng)絡(luò)控制提供了最佳的解決方案。教學(xué)集群管理軟件解決方案是管理軟件系統(tǒng)中的一個組成部分，對校園的IT技術(shù)人員，管理者、教室的使用者都是一個首選的方案。

　　E-CLUSTER 控制管理示意圖

　　E-Cluster使用基于瀏覽器的用戶界面來監(jiān)測和管理教室系統(tǒng)，提供系統(tǒng)恢復(fù)、遠(yuǎn)程系統(tǒng)配置、事件日志創(chuàng)建和報警等功能;

　　智能教學(xué)控制系統(tǒng)通過云平臺的整合，是以綜合布線為基礎(chǔ)，將各個教學(xué)子

　　系統(tǒng)高效穩(wěn)定的集成在一起建立云教學(xué)平臺?？梢酝ㄟ^移動終端、PC實(shí)現(xiàn)管理。

　　2.1系統(tǒng)設(shè)計

　　根據(jù)用戶需求，教學(xué)集群管理軟件E-CLUSTER系統(tǒng)主要包含教室集中控制和管理：教學(xué)設(shè)備監(jiān)控管理、教室監(jiān)控系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、教室音視頻控制系統(tǒng)、環(huán)境控制管理、教室預(yù)約等。

　　智慧教學(xué)系統(tǒng)特點(diǎn)：

　　音視頻集中管理及分發(fā)、聯(lián)動、分布式控制

　　N+教室視頻聯(lián)通;

　　無線設(shè)備運(yùn)行管理、信息化維護(hù);

　　定制開發(fā)(非標(biāo)準(zhǔn)界面定制、視頻信息發(fā)布、教室預(yù)約管理)

　　按權(quán)限操作，管理、維護(hù)直觀化。

　　分布式設(shè)計

　　在機(jī)房內(nèi)配置分布式矩陣和編、解碼器，通過編程，所有采集的視頻信號通過分布式矩陣進(jìn)行通訊，操作人員進(jìn)行視頻信號采集，通過解碼器輸出到各個教室的顯示屏(投影和電視)上，實(shí)現(xiàn)不同教室視頻信號的切換。

　　由編碼器對高清視頻、音頻信號進(jìn)行編碼與壓縮處理，輸出標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)流，通過高清視頻網(wǎng)絡(luò)矩陣進(jìn)行分配切換，在由管理PC或者中控進(jìn)行任意方式輸入輸出設(shè)置后切換與路由，輸出網(wǎng)絡(luò)流由HDMI解碼器還出高清的視頻與音頻。

　　系統(tǒng)特點(diǎn)：

　　網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、分布式架構(gòu)

　　采用分布式處理架構(gòu)，將各種類型的音視頻信號進(jìn)行獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化編碼、傳輸進(jìn)行解碼顯示，解決傳統(tǒng)方案的信號干擾、遠(yuǎn)距離傳輸衰減、質(zhì)量下降等。

　　多見即所得

　　采用拖拽式操作，觸摸或鼠標(biāo)控制管理方式：多個視頻源任意疊加、拖拽移動;支持多路動態(tài)視頻同一界面動態(tài)顯示，直接預(yù)覽視頻輸入端的畫面情況。

　　多畫面處理

　　系統(tǒng)通過各種軟件或硬件節(jié)點(diǎn)，不僅支持幾乎所有類型的音視頻信號接入，還可適配各類型顯示設(shè)備。所有信號在任意屏幕上多畫面疊加漫游，直接在投影或單個顯示器上進(jìn)行多畫面拼接處理。

　　視頻分布式切換管理

　　多個教室實(shí)現(xiàn)音視頻共享

　　遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)教學(xué)系統(tǒng)，除了提供流暢的音視頻功能之外，還能夠?qū)崿F(xiàn)強(qiáng)大的遠(yuǎn)程視頻共享功能。管理人員通過將每個教室視頻共享，各教室可實(shí)時遠(yuǎn)程查看視頻，可實(shí)時顯示。同時，總控室可隨時將操作權(quán)的視頻切換授權(quán)給任何一個教室，該教室也可通過共享桌面發(fā)布共享數(shù)據(jù)。

　　通過編程，所有教室的音視頻信號通過網(wǎng)絡(luò)與總控室進(jìn)行通訊，每個教室的高清視頻信號通過分布式矩陣傳輸至顯示終端上，即網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有教室實(shí)現(xiàn)音視頻共享。

　　集中控制和管理

　　智慧課堂系統(tǒng)以課堂為平臺，利用I-CLOUD，云計算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)將教室教學(xué)有關(guān)的設(shè)備智能集成，在后臺統(tǒng)一集中管理，減少人力成本，提升教學(xué)的便利性、易用性。

　　系統(tǒng)管理人員可以根據(jù)實(shí)際需要直接控制任意多媒體網(wǎng)絡(luò)教室的所有系統(tǒng)及環(huán)境設(shè)備，包括提前打開各個教室電源、投影、屏幕;根據(jù)需要在投影上播放指定的教學(xué)片斷以及課后自動延時關(guān)閉投影、屏幕和系統(tǒng)電源等。

　　教室設(shè)備信息管理

　　設(shè)備管理功能

　　信息管理系統(tǒng)可以輕松實(shí)現(xiàn)教室中的各種設(shè)備(如計算機(jī)、投影機(jī)、攝像頭等)的增加、刪減、改動和查看等系統(tǒng)設(shè)備管理功能。

　　門禁管理

　　門禁系統(tǒng)功能是對區(qū)域內(nèi)各重要部門、控制室、設(shè)備機(jī)房等重要部位的通行門以及主要的通道口進(jìn)行出入監(jiān)視和控制。系統(tǒng)可根據(jù)對通道的管理層度不同，設(shè)置不同的管理方式。

　　卡片管理：是在通行門上安裝門磁感應(yīng)器，當(dāng)通行門開、關(guān)時，安裝在門上的門磁感應(yīng)器，會向系統(tǒng)監(jiān)控管理中心發(fā)出該門開、關(guān)的狀態(tài)信號。

　　門禁管理系統(tǒng)組成圖

　　門禁權(quán)限控制：

　　.對教室通道進(jìn)出權(quán)限進(jìn)行管理(學(xué)生卡刷卡使用，需通過老師授權(quán))

　　2).出入記錄查詢

　　3).刷卡異常報警功能

　　4).實(shí)時監(jiān)控功能，可查看區(qū)域或建筑內(nèi)門禁開關(guān)狀態(tài)。

　　門禁報警聯(lián)動

　　門禁系統(tǒng)可與機(jī)房建設(shè)聯(lián)動。系統(tǒng)實(shí)時監(jiān)測門的開關(guān)狀態(tài)、刷卡記錄及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等，如探測到異常事件時，根據(jù)預(yù)先設(shè)置的聯(lián)動策略，可聯(lián)動聲光報警、受控門附近的攝像機(jī)抓圖，錄像存儲，聯(lián)動電子地圖提示該門的具體位置，聯(lián)動客戶端對講通道提醒管理人員對現(xiàn)場喊話、發(fā)送短信確保通知到位。

　　教室使用管理

　　集群管理軟件提供了對教室的設(shè)備監(jiān)控和預(yù)維護(hù)，時間調(diào)度管理及分配。教室集群管理軟件靈活的時間安排與強(qiáng)大的設(shè)備配置功能相結(jié)合，可以很容易地對教室進(jìn)行管理。

　　教室管理

　　管理者可以預(yù)設(shè)教學(xué)時間安排及房間配置，隨時檢查房間是否可用，并且預(yù)訂房間及當(dāng)教學(xué)人員到來時安排設(shè)備開始運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　實(shí)時監(jiān)控

　　對受控多媒體教室進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控及錄像。通過教室內(nèi)攝像機(jī)，主控機(jī)房內(nèi)管理人員可以多種畫面模式從顯示屏實(shí)時觀察到所用或單個教室的上課與設(shè)備運(yùn)行情況(主控機(jī)房內(nèi)采用多塊大屏顯示器)。管理員能跨網(wǎng)段遠(yuǎn)程實(shí)時監(jiān)控，同時不影響中控室現(xiàn)場管理。

　　教學(xué)互動

　　教學(xué)系統(tǒng)以交互及數(shù)據(jù)共享應(yīng)用為主，整合定時顯示。無線傳輸，校園版式定制，管理等功能，后臺對接教務(wù)系統(tǒng)，并基于分級權(quán)限管理，實(shí)現(xiàn)班級老師、學(xué)生的自行管理。

　　教室音視頻控制管理

　　教室控制功能

　　多媒體顯示系統(tǒng)

　　多媒體顯示系統(tǒng)由高亮度、高分辨率的投影顯示系統(tǒng)構(gòu)成，完成對各種圖文信息的顯示。

　　通過中控主機(jī)的RS232端口控制投影機(jī)，實(shí)現(xiàn)對投影機(jī)開關(guān)控制，信號源的選擇控制(如切換Video、Computer1、Computer2信號)，重要一點(diǎn)是對投影機(jī)的電源供電進(jìn)行延時開關(guān)的保護(hù)控制,以利于對投影機(jī)設(shè)備的全面保護(hù),并極大的避免了誤操作對投影設(shè)備帶來的損壞。投影幕在繼電器的控制下與投影機(jī)實(shí)現(xiàn)聯(lián)動,當(dāng)投影機(jī)打開時,投影幕自動落下;關(guān)閉時,自動升起。

　　顯示系統(tǒng)作為智能教學(xué)系統(tǒng)最為重要的組成部分，視頻顯示與信號切換系統(tǒng)在其中起到至關(guān)重要的作用。將實(shí)現(xiàn)(AV)、攝像機(jī)、本地電腦信號等標(biāo)清、高清信號的兼容輸入、輸出。根據(jù)用戶要求設(shè)計將高清數(shù)字混合矩陣以滿足現(xiàn)有音視頻信號獨(dú)立切換需求。

　　信號切換系統(tǒng)

　　信號切換系統(tǒng)是顯示控制系統(tǒng)的核心，它主要起各種信號切換的樞紐作用，是起到在信號源與終端設(shè)備之間的橋梁。

　　音視頻相互之間的信息流：

　　信號處理系統(tǒng)包含有音頻信號及視頻信號處理兩部分，配置音頻、視頻及計算機(jī)信號號矩陣切換器和電腦轉(zhuǎn)換器，矩陣控制設(shè)備要求要求模塊化設(shè)備具備很高的靈活性和擴(kuò)展、兼容性，備控制面板及RS-232控制接口，具有信號放大、調(diào)校和補(bǔ)償信號功能，能夠與教室內(nèi)桌面信息面板(桌面信息面板含音頻接口、復(fù)合視頻信號接口、專業(yè)的計算機(jī)圖像接口、RJ45信息口等多種信息)接口統(tǒng)一連接在一起。

　　DXP高清混合矩陣切換器：可以進(jìn)行對多路輸入信號選擇，輸出到顯示設(shè)備上。顯示設(shè)備等都應(yīng)支持1920×1080p標(biāo)準(zhǔn)，并具有相應(yīng)的高清信號接口。

　　DXP數(shù)字高清插卡矩陣提供HDMI、DVI、VGA、CVBS、S-Video、YPbPr信號直連輸入，以及HDMI、DVI直連輸出。除此之外，還提供雙絞線(HDBaseT)輸入輸出板卡。領(lǐng)先的全數(shù)字信號處理技術(shù)可保證信號無失真處理，將最優(yōu)質(zhì)的畫面送至顯示終端，實(shí)現(xiàn)高清信號傳輸、轉(zhuǎn)換解決方案。

　　系統(tǒng)充分考慮到將來擴(kuò)展的需要，留有空間，充分體現(xiàn)系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。這些信號切換可以依靠中央控制系統(tǒng)進(jìn)行集中控制管理，非常方便。

　　(三)擴(kuò)聲系統(tǒng)

　　音響擴(kuò)聲子系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)教學(xué)過程中所需的各種音頻信號的采集和播放。音頻子系統(tǒng)同顯示子系統(tǒng)一起，為教學(xué)提供所需的各種資料播放設(shè)備。為了方便變換音源，采用切換及分配的方式，使所需的播放的聲音能夠立即通過功放音箱在會場中播放。

　　擴(kuò)聲系統(tǒng)架構(gòu)圖:

　　(四)中央控制系統(tǒng)

　　中央控制系統(tǒng)的核心是中央控制主機(jī)，依靠其來完成控制命令綜合處理，接受用戶發(fā)來的指令，控制整系統(tǒng)個周邊設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)工作;控制系統(tǒng)與用戶的交互，用戶操作指令的發(fā)布依靠無線觸摸屏/手機(jī)來完成;

　　為使設(shè)備的開關(guān)更為簡便，同時采用自動化的手段來保護(hù)設(shè)備，避免操作員的誤操作，設(shè)計配置電源控制器;

　　要求經(jīng)過定制編程后，通過AVTRONSYS集中控制系統(tǒng)，可以將教室內(nèi)所有系統(tǒng)的設(shè)備集中到一起，進(jìn)行集中控制與管理，滿足教室的控制和自動化的功能。

　　電腦控制

　　通過8路電源控制器實(shí)現(xiàn)對電腦的開關(guān)控制。

　　空調(diào)控制

　　通過主機(jī)后的紅外口(IR)，控制空調(diào)等紅外設(shè)備的所有功能，通過控制界面輕松實(shí)現(xiàn)對空調(diào)的電源控制。

　　攝像頭控制

　　通過控制界面來完成對攝像頭的開關(guān)狀態(tài)控制及焦距、方位調(diào)節(jié)。

　　燈光、窗簾控制

　　中控系統(tǒng)配置強(qiáng)電控制器可以實(shí)現(xiàn)對教室燈光的開關(guān)電源控制。

　　窗簾控制

　　通過雙向滑動條可以控制窗簾的開合狀態(tài)。

　　通過主機(jī)后的紅外口(IR)，控制液晶電視、DVD、展示臺等設(shè)備的所有功能，通過控制界面輕松實(shí)現(xiàn)DVD播放、選曲、暫停、快進(jìn)、快退等功能，并能使之與信號切換器、投影機(jī)聯(lián)動，將DVD的視音頻信號實(shí)時的投放到投影機(jī)和音響系統(tǒng)。

　　PC/電子白板管理

　　PC電腦，電子白板在強(qiáng)電繼電器的控制下實(shí)現(xiàn)智能開關(guān)電源控制;

　　管理軟件對PC數(shù)據(jù)(CPU占用率，內(nèi)存占用率，網(wǎng)絡(luò)等數(shù)據(jù))收集;桌面進(jìn)行實(shí)時抓取

　　在主控機(jī)房內(nèi)利用校園網(wǎng)，計算機(jī)通過瀏覽器對所有多媒體教室的操作臺、教學(xué)設(shè)備遠(yuǎn)端進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對教室音視頻設(shè)備的信號切換和控制管理，無需安裝軟件?？蓪?shí)時監(jiān)看所有多媒體教室網(wǎng)絡(luò)中控系統(tǒng)和接入設(shè)備的情況，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測、控制、管理。

　　3環(huán)境及物聯(lián)網(wǎng)

　　1. 8塊顯示屏運(yùn)行狀況檢測;2. PC運(yùn)行狀況檢測;

　　3. 矩陣切換模式及圖像監(jiān)看;4. 音量通道及大小;

　　5. 燈光，窗簾開關(guān)，故障檢測;6. 溫濕度;

　　7. 亮度;8. 空氣質(zhì)量;9. 能耗狀況;

　　護(hù)。

　　4 硬件產(chǎn)品主要性能參數(shù)

　　4.1 軟件

　　4.2主機(jī)分類及主要性能參數(shù)

　　通過AVTRONSYS主機(jī)和觸摸屏編程軟件，可以任意定制設(shè)計用戶所需的功能效果。連接各類中控設(shè)備，集中控制。

　　4.3外圍設(shè)備

　　AVTRONSYS(艾維創(chuàng))新一代IP系列控制系統(tǒng)產(chǎn)品提供了豐富的系統(tǒng)外圍設(shè)備供您選擇，涵蓋了目前多媒體控制應(yīng)用幾乎所有類別，如RS232/422/485、紅外、I/O、繼電器、音量、燈光、AV、VGA/RGB等等，接口方式多樣化、控制方式靈活，為用戶提供了充分的制方式靈活，為用戶提供了充分的硬件擴(kuò)展范圍。

　　4.4 矩陣設(shè)備

　　AVTRONSYS系列矩陣切換器是專門為音、視頻信號的切換顯示而設(shè)計的高性能智能矩陣開關(guān)設(shè)備，用于將各路音視頻輸入信號切換到音視頻輸出通道中的任一通道上。本產(chǎn)品帶有斷電現(xiàn)場記憶保護(hù)、音視頻端口狀態(tài)LCD液晶顯示、音視頻同步或分離切換等功能，并具備RS-232通訊接口，可以方便與集中控制系統(tǒng)設(shè)備配合使用。