智慧教室物联网综合管理平台介绍.doc

智慧教室物联网综合管理平台介绍智慧教室物联网综合管控平台是以先进的物联网技术为基础，依托物联网三层体系结构（应用层、网络层、感知层）设计而成运用传感器、执行器等智能装置通过人的策略控制对物理世界进行感知识别，依托通信网络进行传输和互联，利用计算设施和软件系统进行信息处理和知识挖掘，实现人与物、物与物的信息交互和生产生活信息的无缝链接，进而达到对物理世界的实时控制、精确管理和科学决策5.1 平台概述智慧教室物联网综合管理平台是基于J2EE架构的一款纯B/S结构的解决方案，实现了以策略管理为核心的网络化综合管控系统，整个系统依托校园网络平台对教室设备管控、教学管理、班级管理、课表管理、工作站管理、LCD通知管理、人员管理以及门禁考勤、视频监控、常态化互动录播、标准化考场、IP语音对讲、公共广播等系统进行统一管理来构建整个智慧教室物联网综合管理平台智慧教室物联网综合管理平台就是以先进的物联网技术为依托，为广大师生创造一个更为智慧、绿色、高效、舒适的教学环境，进而推动教育事业的发展，为教育、教学提供有力支撑其主要功能可分为空调控制子系统、通风控制子系统、多媒体控制子系统、照明控制子系统、前端显示子系统、门窗监视子系统、视频监控子系统等。

教育的主体是学生，所以我们研发的智慧教室系统，就是围绕学生、围绕教室、围绕教学环境保障、围绕教学主管部门和广大师生的高效互动而展开的系统工程建设项目Figure 1 系统模拟示意图系统的建设不仅可实现教室的温湿度与空调、含氧量与通风、光照度与灯光、投影机的使用与幕布/窗帘/照明等教学环境监测变量与教学环境保障设备间的策略化管理的智能联动，更可为教学任务调度变更、教务管理、考试等教学活动提供一个更为高效的网络化的通知通告展示平台进而对教育教学、教务管理、考务管理以及学生管理提供更为智能、高效和有力的物理环境支撑和信息传递交互支撑Figure 2 系统平面结构框5.2 设计原则我们的方案整体上遵循以下的原则进行规划 先进性：以物联网技术为核心，以先进、成熟的无线通信技术支持课堂教学数据、语音、视频等多媒体应用 实用性：方案设计符合国际相关标准和技术规范，设计简洁、操作方便充分利用各种资源，使用户实现各种功能 稳定性：系统选用产品和技术经过广泛检验，充分考虑系统在程序运行时的应变能力和容错能力，具有极高的稳定性和可靠性 兼容性：支持Windows、Andriod、IOS等各种操作系统终端，甚至是不同操作系统的终端混合使用。

扩充性：系统架构设计合理，考虑对于未来的发展，设计充分考虑今后扩展的要求包括与其它应用系统之间的互联以及系统的扩容能力等，在满足现有系统互联的前提下，能够很好的适应未来信息系统增长的需要 安全性：在系统软设计与建设中，充分考虑系统的安全，包括数据安全、网络安全，传输安全，管理安全等5.3 功能特点1、 远程统一管理：被授权用户可在任何地方通过如、平板APP，PC客户端等方式登录认证操作，管控电源、空调照明、幕布投影等教室设备设施，以及对录播、公共广播、门禁考勤、视频监控、标准化考场等系统设备的统一管理；2、 大屏调度综合管控：在中控室可实现对多媒体教室管理系统、标准化考场系统、教学督导系统和视频监控等系统画面的智能调度控制以及场景联动（如报警联动、画面轮回等）；3、 智慧教室联动：基于用户部署的控制策略，教室端气体监测自动联动通风；光照度监测自动联动照明窗帘；投影机状态监测自动联动幕布、窗帘；中控防盗与录像联动；门禁、电源管理与课表联动等；4、 智慧电子班牌：教室端彩色液晶屏安装于教室外，可随时在走廊了解教室所属班级、当前进行课程/教师、室内温度、湿度、CO2、光照、投影状态、照明状态、空调状态、考勤、信息查询等；5、 智慧电源管理：可通过后台软件实现对教室多媒体设备、常态化互动录播、视频监控、标准化考场等系统设备电源统一管理/单独管理，实现电源智能软关机。

6、 后端远程协助：教师可以通过IP与控制室的管理员进行双向对讲，管理员可在控制室远程协助教师，实时解决上课遇到的问题；7、 多校区统一管理：可以进行跨楼栋和多校区统一管理；8、 多样式报表分析管理：多样化图表分析，实现对教室内部所有设备的使用率，故障率，使用时间，教室占用率等的精确分析，为管理部门提供精确数据9、 模块化管控：智慧教室管控产品采用模块化设备，每个设备直接独立工作，即使网关故障也不会影响设备的正常使用，单个设备故障也不会影响其它设备使用；10、 教室使用与排课系统、预约制度灵活结合：系统与排课系统数据能进行对接，实现按预定管理策略对教室、设备进行开启（如教室刷卡开门自动开设备或按上课时间，设备自动开启等）；对于特殊时间、教师的特殊需求或临时性的授课需求，系统能提供方便快捷的预约功能；11、 数据分布式部署：产品采用ZigBee无线技术传输数据，可以大量减少项目施工周期和施工成本；12、 智慧报修：通过扫描二维码自动把设备维修信息发送到维修工程师，故障维修进度也能实时查询通过扫描标签报告，自动形成工单，便于管理13、 教室预约管理：教室预约系统管理是结合物联网信息平台组建的无线网络、RFID读卡器、无线红外控制套件，实现对教室门禁的智能化管理。

14、 智慧教室互动黑板：可一键从黑板切换到触摸屏，并通过软件平台以互动的方式呈现教学内容（如：PPT、视频、图片、动画等），丰富的互动模板能把枯燥的教学素材变为交互性好、视觉冲击强的互动教学课程通过触控黑板的表面进行交互，简单、人性化的交互操作，将人与互动教学内容有机地连接起来，让师生之间产生更多课堂互动丰富的人机互动方式结合视听上的感官体验，让教学和学习过程不再枯燥，师生之间的更多互动，帮助学生加深对知识的记忆和学习5.4 智慧教室平台功能模块介绍5.4.1 大屏调度综合管控系统主要用来在中控室实现对多媒体教室、云机房管理系统、标准化考场系统、教学督导系统和视频监控等系统画面的智能调度控制以及场景联动（如报警联动、画面轮回等）；可以实现对大屏幕显示系统中的硬件设备、信号源、显示窗口、矩阵等进行方便、多点的管理和控制，也可以在已有标准化考场大屏系统上改造控制中心及网络中心具体要求管理中心及网络中心主要由液晶拼接屏、HDMI矩阵、管理计算机、扩声系统、各系统软件、服务器、存储等组成1）建设一个集中控制管理中心，实现多媒体教室、云机房监控和多媒体教室、云机房设备远程集中控制管理；通过液晶拼接屏实时显示各多媒体教室、云机房教学情况，实现对多媒体教室、云机房设备集中控制管理。

2）系统能够通过信息发布系统与考勤系统、排课系统、环境采集系统对接，常态化互动录播系统与排课系统对接，实现多媒体教室、云机房管理及教学管理的高度整合5.4.2 物联网智能多媒体管控系统实现多媒体教室、云机房设备等教学设备的集中管控，远程控制、可视化管理等功能多媒体网络中控是系统的核心设备，该设备的稳定性将是系统建设的关键为了最大限度保障系统工作的可靠性，设备稳定，日常上课老师使用IC卡放置到读卡器上（插卡方式），为系统解锁开启多媒体设备，下课取走IC卡后系统自动关闭设备，并锁定同时需要实现通过总控管理软件远程控制系统的开启、关闭，中控面板加、解锁一卡通启动系统控制投影机、电动屏幕、功放、计算机等设备自动开启，下课后自动关闭）上课教师可以在本地通过按键面板对多媒体教室、云机房中的各种多媒体设备进行集中一键式或者单独控制（如设备的供电控制、投影机的开关机、电动屏幕的升降、云桌面终端的开关机、多个媒体设备信号的切换等等，一键启动策略根据学校要求设定），使上课教师操作方便，面对的只是单一的设备也能由主控中心通过教学专网实现对多媒体设备进行独立和联动的控制系统应能够实现与共享数据中心内的课表信息对接，按课表校验多媒体教室、云机房设备开启权限。

可以设置多媒体教室、云机房设备开启的时间段，可以按学期授权，也可以个别调整授权数据本地存储，以保障在校园网或服务器出故障时能正常开启多媒体设备记录各多媒体教室、云机房多媒体设备开启和关闭时间、使用人等信息，以便于教学管理和多媒体教室、云机房安全管理连堂功能：可设定两节课连堂，老师下课拔卡面板加锁，设备不关闭（时长1-9999秒可以设置），下一个上课老师上课插卡面板解锁，正常工作要求中控可以对具备RS232通讯端口的投影机进行数据采集，可采集投影机开机时间、灯泡使用时间等采集的灯泡时间与投影机内部时间保持一致，并且自动上传到集控管理平台总控室可远程集中监视所有联网多媒体教室、云机房设备运行状态（多媒体教室、云机房端系统锁定状态、中控联机状态、投影机开关状态、电动幕升降状态、教学电脑开关状态、教学一体机软开关、远程界面控制以及输入信号切换等）总控管理能对所有联网多媒体教室、云机房的多媒体设备进行远程控制，远程控制多媒体教室、云机房端系统加锁与解锁、投影机开关、电动幕升降、教学电脑开关等系统具备设备信息自动采集功能，可以对多媒体教学系统中的投影机内部信息进行实时数据采集，获取其运行及故障信息，做到及时通知管理人员。

具备设备状态监测功能，可以对多媒体教学前端各应用系统运行状态进行监测，并且监测信息可自动生成服务请求, 设备状态自动预警、报警，可以自动上传到系统平台系统具备多媒体设备故障报修事件、故障处理事件、设备信息变更事件等记录、查询、跟踪等事件管理功能具备对应多媒体多媒体教室、云机房所有设备名称、品牌、型号、设备生产年限、设备安装时间、使用时间、当前运行状况、安装情况等信息准确呈现功能，实时掌握设备资产信息管理系统可记录多媒体管理人员对整套多媒体设备的维护、维修事件，常见故障描述，应对措施，维护、维修方法，日常设备保养措施、使用注意事项、事件应急处理，设备配置、安装指导、设备拓扑图等知识管理功能系统可以对设备硬件配置信息、运行信息、事件处理及技术人员工作效率等报表管理功能5.4.3 信息发布系统（电子班牌）为每个多媒体教室、云机房配置一个前端显示触摸屏，安装在多媒体教室、云机房门口，用来显示班级信息，当前课程信息，多媒体教室、云机房环境信息以及可以通过对接学校教务系统可以及时的发布学校的通知信息为学生和老师提供便利所需设备触摸显示屏、智能控制主机系统功能1、班级信息显示；2、当前课程信息显示，如：当前课程：大学英语；授课老师：王老师； 3、环境信息显示，包括多媒体教室、云机房的当前温度、湿度、CO2浓度、O2浓度、光照度等；4、消息推送显示，用来显示学校的一些重要通知，如，放假通知，学校新闻，调课信息、寻物启事等。

5、特殊通知显示，该类通知为全屏显示，如考场信息显示或一些重要通知；5.4.4 IP语音对讲系统在每间多媒体教室通过智慧多媒体教室、云机房控制网关可进行IP语音对讲，并且多媒体教室、云机房端呼叫时可自动调用当前多媒体教室、云机房监控要求采用独立式语音对讲方式，运用数字语音压缩传输技术实现IP对讲，一键式按钮输入，教师可以通过IP对讲分机与控制室的管理多媒体管理人员通话，教师按分机上按钮的同时，远端控制中心管理员电脑屏幕上自动弹出呼叫请求多媒体教室、云机房端的摄像机画面；管理员与教师双向对讲，并可同时处理不同多媒体教室、云机房的呼叫请求总控室IP服务端可以通话录音，可回放、音频可下载，支持呼叫转移功能，可同时处理不同多媒体教室、云机房的呼叫请求，当控制中心无人接听时可以自动转到移动客户端所需设备IP语音对讲终端、智能语音网关5.4.5 门禁考勤管理系统门禁考勤一体机能同时实现门禁控制与考勤管理门禁考勤一体机是门禁系统的核心控制。