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智能教室系統方案.................................................................................................................................2

　　2.1系統設計 3

　　2.1.1分布式設計 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教室設備信息管理 5

　　2.1.4門禁管理 6

　　門禁管理系統組成圖 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 11

　　(二) 信號切換系統 12

　　(三)擴聲系統 14

　　(四)中央控制系統 15

　　3環境及物聯網...............................................................................................................................19

　　4 硬件產品主要性能參數......................................................................................................20

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

　　4.2主機分類及主要性能參數................................................................................................................26

　　4.3外圍設備............................................................................................................................................30

　　4.4 矩陣設備...........................................................................................................................................34

　　概述

　　隨著計算機及多媒體技術的高速發展，該技術已滲透到當今社會的每一個領域，多間至數十間多媒體教室的集中控制和管理將成為學校多媒體教學進一步發展的方向。尤其近年來多媒體技術的出現和完善更將計算機的應用帶入了一個全新的境界。在目前教育領域，已經形成了多媒體網絡教室、信息教室，電化教學室等。

　　隨著人工智能技術的不斷發展，教室資源可進行整合，運用人工智能技術并結合計算機網絡技術、多媒體技術，將單調、乏味的課堂智能形象升到的體現在聲音、圖像、影視、動畫、互動中，對教室內部環境、設備運行情況監控和設備利用率進行控制和管理，使教育管理部門對教室的管理系統化、可視化、精細化。為此我公司推出“智能教室”系統，該系統基于物聯網技術集教學、資產管理、環境智能調節、視頻監控、IC卡管理、防盜報警、遠程教學及遠程控制于一體的新型現代化智能教室系統，并將成為新型教育形式和現代化教學手段。

　　針對教室日常管理的特性，把服務器集群管理(Cluster Server)技術引入到教室設備管理領域，增強了多媒體、網絡、虛擬化、云計算等技術的易用性，讓管理員更容易地管理設備，成功地解決了學生教室管理、設備管理、教學管理等問題。與其他如安防、辦公以及教務等子系統無縫集成，全面支持網絡教學的各個環節，充分利用現有教學資源，為網絡教學提供一體化解決方案。同時，網絡教學系統為“數字校園”建設提供了強大的技術手段。

　　AVTRONSYS中央控制系統也為之帶來了智能化、人性化、現代化教學的解決方案，為校園內大范圍的各種設備進行中央集中控制。

　　2.智能教室系統方案

　　建成規模適度、結構完善、精干高效的管理、教學、運維、管控一體化平臺，提升控制和響應能力，掌握教學和實時態勢能力，態勢分析和科學決策能力，業務處理和精確管理能力，實現“一體化、可視化、可控化、自動化、智慧化”的目標。

　　教學集群管理軟件E-CLUSTER為多教學場所、教室管理、監控各項教學設備和教學網絡控制提供了最佳的解決方案。教學集群管理軟件解決方案是管理軟件系統中的一個組成部分，對校園的IT技術人員，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測和管理教室系統，提供系統恢復、遠程系統配置、事件日志創建和報警等功能;

　　智能教學控制系統通過云平臺的整合，是以綜合布線為基礎，將各個教學子

　　系統高效穩定的集成在一起建立云教學平臺。可以通過移動終端、PC實現管理。

　　2.1系統設計

　　根據用戶需求，教學集群管理軟件E-CLUSTER系統主要包含教室集中控制和管理：教學設備監控管理、教室監控系統、門禁系統、教室音視頻控制系統、環境控制管理、教室預約等。

　　智慧教學系統特點：

　　音視頻集中管理及分發、聯動、分布式控制

　　N+教室視頻聯通;

　　無線設備運行管理、信息化維護;

　　定制開發(非標準界面定制、視頻信息發布、教室預約管理)

　　按權限操作，管理、維護直觀化。

　　分布式設計

　　在機房內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行通訊，操作人員進行視頻信號采集，通過解碼器輸出到各個教室的顯示屏(投影和電視)上，實現不同教室視頻信號的切換。

　　由編碼器對高清視頻、音頻信號進行編碼與壓縮處理，輸出標準的TCP/IP標準網絡流，通過高清視頻網絡矩陣進行分配切換，在由管理PC或者中控進行任意方式輸入輸出設置后切換與路由，輸出網絡流由HDMI解碼器還出高清的視頻與音頻。

　　系統特點：

　　網絡化、數字化、分布式架構

　　采用分布式處理架構，將各種類型的音視頻信號進行獨立的網絡化、數字化編碼、傳輸進行解碼顯示，解決傳統方案的信號干擾、遠距離傳輸衰減、質量下降等。

　　多見即所得

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

　　多畫面處理

　　系統通過各種軟件或硬件節點，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行多畫面拼接處理。

　　視頻分布式切換管理

　　多個教室實現音視頻共享

　　遠程數據教學系統，除了提供流暢的音視頻功能之外，還能夠實現強大的遠程視頻共享功能。管理人員通過將每個教室視頻共享，各教室可實時遠程查看視頻，可實時顯示。同時，總控室可隨時將操作權的視頻切換授權給任何一個教室，該教室也可通過共享桌面發布共享數據。

　　通過編程，所有教室的音視頻信號通過網絡與總控室進行通訊，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，即網絡內的所有教室實現音視頻共享。

　　集中控制和管理

　　智慧課堂系統以課堂為平臺，利用I-CLOUD，云計算、物聯網等技術將教室教學有關的設備智能集成，在后臺統一集中管理，減少人力成本，提升教學的便利性、易用性。

　　系統管理人員可以根據實際需要直接控制任意多媒體網絡教室的所有系統及環境設備，包括提前打開各個教室電源、投影、屏幕;根據需要在投影上播放指定的教學片斷以及課后自動延時關閉投影、屏幕和系統電源等。

　　教室設備信息管理

　　設備管理功能

　　信息管理系統可以輕松實現教室中的各種設備(如計算機、投影機、攝像頭等)的增加、刪減、改動和查看等系統設備管理功能。

　　門禁管理

　　門禁系統功能是對區域內各重要部門、控制室、設備機房等重要部位的通行門以及主要的通道口進行出入監視和控制。系統可根據對通道的管理層度不同，設置不同的管理方式。

　　卡片管理：是在通行門上安裝門磁感應器，當通行門開、關時，安裝在門上的門磁感應器，會向系統監控管理中心發出該門開、關的狀態信號。

　　門禁管理系統組成圖

　　門禁權限控制：

　　.對教室通道進出權限進行管理(學生卡刷卡使用，需通過老師授權)

　　2).出入記錄查詢

　　3).刷卡異常報警功能

　　4).實時監控功能，可查看區域或建筑內門禁開關狀態。

　　門禁報警聯動

　　門禁系統可與機房建設聯動。系統實時監測門的開關狀態、刷卡記錄及設備運行狀態等，如探測到異常事件時，根據預先設置的聯動策略，可聯動聲光報警、受控門附近的攝像機抓圖，錄像存儲，聯動電子地圖提示該門的具體位置，聯動客戶端對講通道提醒管理人員對現場喊話、發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備監控和預維護，時間調度管理及分配。教室集群管理軟件靈活的時間安排與強大的設備配置功能相結合，可以很容易地對教室進行管理。

　　教室管理

　　管理者可以預設教學時間安排及房間配置，隨時檢查房間是否可用，并且預訂房間及當教學人員到來時安排設備開始運轉。

　　實時監控

　　對受控多媒體教室進行實時監控及錄像。通過教室內攝像機，主控機房內管理人員可以多種畫面模式從顯示屏實時觀察到所用或單個教室的上課與設備運行情況(主控機房內采用多塊大屏顯示器)。管理員能跨網段遠程實時監控，同時不影響中控室現場管理。

　　教學互動

　　教學系統以交互及數據共享應用為主，整合定時顯示。無線傳輸，校園版式定制，管理等功能，后臺對接教務系統，并基于分級權限管理，實現班級老師、學生的自行管理。

　　教室音視頻控制管理

　　教室控制功能

　　多媒體顯示系統

　　多媒體顯示系統由高亮度、高分辨率的投影顯示系統構成，完成對各種圖文信息的顯示。

　　通過中控主機的RS232端口控制投影機，實現對投影機開關控制，信號源的選擇控制(如切換Video、Computer1、Computer2信號)，重要一點是對投影機的電源供電進行延時開關的保護控制,以利于對投影機設備的全面保護,并極大的避免了誤操作對投影設備帶來的損壞。投影幕在繼電器的控制下與投影機實現聯動,當投影機打開時,投影幕自動落下;關閉時,自動升起。

　　顯示系統作為智能教學系統最為重要的組成部分，視頻顯示與信號切換系統在其中起到至關重要的作用。將實現(AV)、攝像機、本地電腦信號等標清、高清信號的兼容輸入、輸出。根據用戶要求設計將高清數字混合矩陣以滿足現有音視頻信號獨立切換需求。

　　信號切換系統

　　信號切換系統是顯示控制系統的核心，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備之間的橋梁。

　　音視頻相互之間的信息流：

　　信號處理系統包含有音頻信號及視頻信號處理兩部分，配置音頻、視頻及計算機信號號矩陣切換器和電腦轉換器，矩陣控制設備要求要求模塊化設備具備很高的靈活性和擴展、兼容性，備控制面板及RS-232控制接口，具有信號放大、調校和補償信號功能，能夠與教室內桌面信息面板(桌面信息面板含音頻接口、復合視頻信號接口、專業的計算機圖像接口、RJ45信息口等多種信息)接口統一連接在一起。

　　DXP高清混合矩陣切換器：可以進行對多路輸入信號選擇，輸出到顯示設備上。顯示設備等都應支持1920×1080p標準，并具有相應的高清信號接口。

　　DXP數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。領先的全數字信號處理技術可保證信號無失真處理，將最優質的畫面送至顯示終端，實現高清信號傳輸、轉換解決方案。

　　系統充分考慮到將來擴展的需要，留有空間，充分體現系統的可擴展性。這些信號切換可以依靠中央控制系統進行集中控制管理，非常方便。

　　(三)擴聲系統

　　音響擴聲子系統主要實現教學過程中所需的各種音頻信號的采集和播放。音頻子系統同顯示子系統一起，為教學提供所需的各種資料播放設備。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。

　　擴聲系統架構圖:

　　(四)中央控制系統

　　中央控制系統的核心是中央控制主機，依靠其來完成控制命令綜合處理，接受用戶發來的指令，控制整系統個周邊設備進行相應工作;控制系統與用戶的交互，用戶操作指令的發布依靠無線觸摸屏/手機來完成;

　　為使設備的開關更為簡便，同時采用自動化的手段來保護設備，避免操作員的誤操作，設計配置電源控制器;

　　要求經過定制編程后，通過AVTRONSYS集中控制系統，可以將教室內所有系統的設備集中到一起，進行集中控制與管理，滿足教室的控制和自動化的功能。

　　電腦控制

　　通過8路電源控制器實現對電腦的開關控制。

　　空調控制

　　通過主機后的紅外口(IR)，控制空調等紅外設備的所有功能，通過控制界面輕松實現對空調的電源控制。

　　攝像頭控制

　　通過控制界面來完成對攝像頭的開關狀態控制及焦距、方位調節。

　　燈光、窗簾控制

　　中控系統配置強電控制器可以實現對教室燈光的開關電源控制。

　　窗簾控制

　　通過雙向滑動條可以控制窗簾的開合狀態。

　　通過主機后的紅外口(IR)，控制液晶電視、DVD、展示臺等設備的所有功能，通過控制界面輕松實現DVD播放、選曲、暫停、快進、快退等功能，并能使之與信號切換器、投影機聯動，將DVD的視音頻信號實時的投放到投影機和音響系統。

　　PC/電子白板管理

　　PC電腦，電子白板在強電繼電器的控制下實現智能開關電源控制;

　　管理軟件對PC數據(CPU占用率，內存占用率，網絡等數據)收集;桌面進行實時抓取

　　在主控機房內利用校園網，計算機通過瀏覽器對所有多媒體教室的操作臺、教學設備遠端進行控制，實現對教室音視頻設備的信號切換和控制管理，無需安裝軟件。可實時監看所有多媒體教室網絡中控系統和接入設備的情況，實現遠程監測、控制、管理。

　　3環境及物聯網

　　1. 8塊顯示屏運行狀況檢測;2. PC運行狀況檢測;

　　3. 矩陣切換模式及圖像監看;4. 音量通道及大小;

　　5. 燈光，窗簾開關，故障檢測;6. 溫濕度;

　　7. 亮度;8. 空氣質量;9. 能耗狀況;

　　護。

　　4 硬件產品主要性能參數

　　4.1 軟件

　　4.2主機分類及主要性能參數

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

　　4.3外圍設備

　　AVTRONSYS(艾維創)新一代IP系列控制系統產品提供了豐富的系統外圍設備供您選擇，涵蓋了目前多媒體控制應用幾乎所有類別，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展范圍。

　　4.4 矩陣設備

　　AVTRONSYS系列矩陣切換器是專門為音、視頻信號的切換顯示而設計的高性能智能矩陣開關設備，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。本產品帶有斷電現場記憶保護、音視頻端口狀態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設備配合使用。