智慧教室解決方案
日期：2022-07-25
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為了配合相關政策，貫徹落實教育部《教育信息化 2.0 行動計劃》、《中小學數(shù)字校園建設規(guī)范（試行）》、《教育信息化發(fā)展“十三五”規(guī)劃》和《中小學智慧校園建設指南（試行）》、《中小學智慧教室建設指南（試行）》等文件精神，推進教育現(xiàn)代化建設，促進教育教學質量提升和區(qū)域教育均衡發(fā)展，我們現(xiàn)全力打造出“智慧教室超融合解決方案”，圍繞教、學、管、評、研等學校核心業(yè)務及其主要環(huán)節(jié)，充分利用現(xiàn)代網絡技術、多媒體技術、物聯(lián)網技術、人工智能技術和現(xiàn)代教育技術裝備，結合現(xiàn)代優(yōu)秀教學理論成果，促進現(xiàn)代教育技術裝備與教育教學深度融合，推進學習方式和教學模式創(chuàng)新，有效提高教育教學質量和水平。
長期以來，國家對教育信息化發(fā)展的大量資金投入，使學校每個教室基本都接入了大量終端設備，如班班通設備（觸控大屏、投影、電子白板、電腦、音箱）、錄播設備等，再加上教室正常所需的一些電器設備，如空調、風扇、照明燈、電動窗簾等設備，每一種設備都是單項控制，給設備管理員帶來了大量的工作負擔，同時也提升了安全事故的發(fā)生概率。學校通過信息化改造后，采購的信息化設備長時間內的使用率怎樣、故障率怎樣、故障維修的效率怎樣，這些問題都成為了教育信息化發(fā)展道路上難以評估的障礙。因此，多設備融合、通過電腦/APP客戶端集中管理、使用數(shù)據(jù)可視化，成為了教育信息化接下來的發(fā)展重點。
落實《校園信息化2.0行動計劃》，加速校園信息化建設步伐，深入堅持信息技術與教育教學深度融合理念，向網絡化、數(shù)字化、智能化、個性化和終身化方向努力邁進。
校園信息化建設推進，為了滿足設備融合的理念和思路，以校園為整體，覆蓋所有教室，覆蓋所有班級，覆蓋所有室內室外的廣播系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)，解決信息化建設過程中設備管理難、維護難、整體教育信息化效果評估難的各種挑戰(zhàn)，我們推出了智慧校園超融合系統(tǒng)，實現(xiàn)以校園物聯(lián)為基礎，將整個校園的教育信息化設備融合到一個平臺，讓智慧校園實現(xiàn)智慧超融合、智慧便捷化、智慧可視化。比如，我們可以將學校里面的基礎設備（燈光、空調、風扇、電動窗簾、電閘等）、班班通教學設備（觸控一體機、教學投影機、視頻展臺、教室擴聲系統(tǒng)等）、校園廣播系統(tǒng)、校園監(jiān)控系統(tǒng)、智慧班牌、校園門禁等，全部融合到一個管理平臺，進行可視化、便捷化的統(tǒng)一管理。
智慧教室超融合解決方案以超融合服務管理應用平臺為核心，結合智慧終端系統(tǒng)硬件，通過無線和校園網連接，形成完整的智慧教室超融合解決方案，系統(tǒng)覆蓋學校各種多媒體應用和系統(tǒng)，包含校園電視臺直播轉播、校園廣播、設備集中控制、電器設備物聯(lián)網管理、教室擴聲系統(tǒng)、多系統(tǒng)融合、電教設備整合等等。
智慧教室超融合管理平臺，學校管理員通過超融合平臺建立廣播任務、控制管理任務、控制設備狀態(tài)、評估設備使用效率等，軟件平臺可以通過web進行控制管理，也可以通過微信小程序進行遠程管理、緊急通知等等；
系統(tǒng)設置簡單，web設置完成后微信小程序自動生成對應的管理界面，通過授權分級的管理方式進行系統(tǒng)的管理和維護。
基于定制的Linux，集成MariaDB數(shù)據(jù)庫，提供對海量數(shù)據(jù)和文件的存儲管理、日志管理、用戶管理以及安全性管理。
系統(tǒng)支持跨網段直播，方便校園網管理。同時可以建立多個視頻流播放，在系統(tǒng)帶寬支持下可以實現(xiàn)多達200多個音視頻碼流同時播放。
通過校園卡信息與課表導入實現(xiàn)課程與進行綁定，設定對應的控制方式和流程，可以設置不同的管理權限，可以分權限控制不同的設備包括投影機、電腦、燈光、風扇、空調等的，通過微信小程序可以實現(xiàn)遠程管理。
系統(tǒng)采用深度定制化的Linux系統(tǒng)，穩(wěn)定可靠，配合服務器管理進行數(shù)據(jù)備份處理，服務器斷電斷網情況下教室設備可以正常使用，斷電不會破壞服務器內部數(shù)據(jù)和任務。
通過校園綜合服務器可遠程和本地互動式管理，遠程開啟、開機、關機中控和投影機、電腦等外界顯示設備，一鍵控制和管理定時任務，通過互聯(lián)網可遠程配置及升級固件系統(tǒng)。通過校園網可以登錄并控制服務器的各項管理和任務，在校園網內支持有線和無線連接，系統(tǒng)支持云端管理，通過不同的應用場景、不同的權限設置，超融合平臺可接入三個端口進行管控。
主要包含物聯(lián)網及教室設備管理，可以管理電教設備、物聯(lián)網設備等等；校園廣播管理，廣播包含了日常的打鈴任務、視頻直播、點播任務，定時定點的實現(xiàn)音視頻推送，遠程巡課，緊急廣播以及設備對講工作；系統(tǒng)設置、用戶管理、權限設置服務器管理等；各種消息通知管理以及電教設備基礎使用數(shù)據(jù)等等。
基于智慧校園融合平臺和教室的智慧終端，用最少的設備實現(xiàn)教室教學的多種應用功能，包括：多媒體設備智能集控系統(tǒng)、智能空調管理系統(tǒng)、遠程燈光電力控制系統(tǒng)、校園IP數(shù)字廣播系統(tǒng)、高清音視頻直轉播系統(tǒng)、互動直播系統(tǒng)、圖文信息發(fā)布系統(tǒng)、無線擴聲系統(tǒng)、微信聲音圖像直播、實時對講系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、能耗統(tǒng)計系統(tǒng)、設備使用頻率統(tǒng)計系統(tǒng)。
超融合終端本身具備多種電教設備多媒體、通信、互聯(lián)網功能，每一個教室通過一臺智能終端既可以實現(xiàn)多種應用功能。
每個教室通過智慧終端連接校園服務器，智慧終端可直接連接投影機、觸控一體機、音箱、實物展臺、高清攝像頭、錄播設備、電腦，通過物聯(lián)模塊可連接燈、風扇、空調、門禁等設備。
可將教室里面相互獨立的班班通、錄播、用電設備等融合在一個平臺，讓設備互通互聯(lián)；可將教室的顯示終端和音頻終端，變成校園廣播終端。
設備集控可以通過多種方式進行管理，包括手機微信小程序、web控制臺以及教室控制面板，強大的擴展和兼容功能，能夠兼容大部分教室原有設備，靈活擴展，系統(tǒng)自定義各種應用模塊，添加即可管理，并生產多種控制模式。
方便設備管理，能夠保證在網絡出現(xiàn)問題時本地控制面板依然可以對教室設備進行控制管理。
常用功能一鍵完成，可以實現(xiàn)教室電教設備一鍵開機，一鍵上課。無需單獨啟動每一個設備。
可以實現(xiàn)覆蓋全校園的校園廣播解決方案，包括日常打鈴、英語聽力、廣播體操等音頻廣播功能，同時還支持強制視頻推送，緊急通知以及手機緊急廣播等功能，配合攝像頭和顯示設備可以實現(xiàn)多教室互動教學以及校園廣播站和校園電視臺建設。
該系統(tǒng)施工維護簡單，操作方便，設備少，應用靈活，方便分級分層次管理，廣播系統(tǒng)與控制系統(tǒng)聯(lián)動，可以實現(xiàn)強制廣播和自動廣播等功能，廣播發(fā)起人在有權限的情況下可以在任何有網絡的地方發(fā)起緊急廣播功能。
配合校園的一些消防、預警、地震等緊急按鈕，可以實現(xiàn)校園內一鍵廣播，方便快捷；校園廣播覆蓋整個校園，可以實現(xiàn)分區(qū)域、分時段、分角色廣播，通過微信小程序方便管理和維護，讓智慧校園設備真正服務教學服務師生?？梢詫崿F(xiàn)以下音頻廣播：
2 定時打鈴：預編排日程表，24小時無人值守。
2 日常廣播：背景音樂、播送通知、轉播電臺。
2 實時呼叫：分組，分點進行實時呼叫。
2 聽力考試：同—時間多任務，不同分組、分點播放。
2 調課管理：按照日期進行多任務調課管理。
2 情景廣播：預設多任務不同情景模式播放，啟用、禁用模式功能。
2 微信遠程點播：遙控點播國歌、廣播體操等應用。
2 微信遠程直播：緊急情況或者針對部分班級進行微信語音直播。
2 多媒體管理：多媒體平臺與IP數(shù)字廣播融合。
全數(shù)字高清音視頻直轉播系統(tǒng)，摒棄傳統(tǒng)布線方式依然使用現(xiàn)有TCP/IP網絡實現(xiàn)實時傳輸音頻及高清視頻。真正以高度集成的設計及手段完成校園多業(yè)務系統(tǒng)、多設備、多鏈路的智能融合。針對不同區(qū)域定時定點播放指定的電視直播或者視頻資料視頻文件等等。并通過任務聯(lián)動開啟各種教室內的多媒體設備，無需提前通知教室內人員進行設備開關機等操作。
主要應用包括重大賽事或者互動直播轉播功能，家長會、專家講座、新聞聯(lián)播、校園文化宣傳、活動直播等等。
功能特點：
2 定時播出
將媒體庫中的媒體資源、文字信息等媒介依預先預定的時間向已分組的音視頻終端進行播出服務。所有的媒體播出任務均可設定級別與時間限制。
2 轉播直播
依托TCP/IP網絡，將現(xiàn)場實時場景點對點、點對組以全高清格式發(fā)布至音視頻播放終端，定時點播互聯(lián)網或局域網視頻資源，并向局域網內任何音視頻播放終端進行單點或者分組轉播，支持RTMP點播協(xié)議，通過連接機頂盒或者其他多媒體源可以利用以直播的方式實現(xiàn)重大賽事直播轉播等功能。
2 設備管理
所有音視頻播放終端均可進行預先模式設定、遠程管理，對來自服務端的音視頻廣播均可實時強切或者選擇強切，在無人值守的情況下自動激活或者關閉所連接的顯示設備（如投影機、液晶顯示終端、音響等）。
2 媒體管理
強大的數(shù)據(jù)庫支持，采用快捷的上傳手段，可單個或批量上傳音頻及高清視頻文件，音視頻播放支持多種主流格式。
2 設備直播
通過智慧終端和教室多媒體設備入攝像頭、話筒、電腦、屏幕等設備實現(xiàn)本教室的聲音圖像可以實時直播到其他教室里面，無需過多人為操作可以定時或手動啟動直播任務。
互聯(lián)網的大規(guī)模應用于普及，使人們獲取信息資源的方式產生了巨大的改變，視覺傳達已成為最有效最直接的表達方式，當然現(xiàn)代校園也不應例外。在原有智能多業(yè)務平臺基礎上增加信息發(fā)布功能，室內信息發(fā)布依賴于安裝于每個教室的高清音視頻智能播放終端得以實現(xiàn)，安裝于樓道或其他地方則依賴于專門面向非教室而開發(fā)的高清音視頻播放終端。通過系統(tǒng)部署與軟件的高度融合，將非常容易的構建面向校園的文化展示、個性教學、通知信息、智能播出等全自動智能業(yè)務。通過角色授權，用戶授權可方便進行信息的發(fā)布與設定智能播出的時間。
教室內通過智慧終端可以實現(xiàn)圖文發(fā)布，對于其他區(qū)域可以增加相應的音視頻接收盒并將輸出的信號連接到這些區(qū)域的電視上實現(xiàn)圖文及視頻發(fā)布。
一臺智慧終端可以同時支持2個無線麥克風擴聲，麥克風使用時，距離講臺（控制面板）2 米之內開機，話筒自動與面板進行配對，無需其他操作，一個教室同時使用兩只話筒的時候，話筒可以識別前面一只話筒的在線狀態(tài)，來判斷該話筒能否接入，如果一個教室內超過 2 只麥克風，則第三只需要在前面話筒離開或者關機之后才可使用。
無線麥克風支持更換各種咪頭，包括頭戴咪頭以及領夾咪頭，方便不同教師使用習慣。
支持無線充電技術，為保證話筒的正常使用，控制面板上面具有無線充電底座， 可以在使用之余放在面板上充電，可以實現(xiàn)充電十分鐘使用一節(jié)課。無需再到處尋找充電數(shù)據(jù)線和插座。內置1000mAh 鋰電池，可以實現(xiàn)8小時連續(xù)講課。面板自動實現(xiàn)話筒配對，并通過指示燈顯示話筒的在線狀態(tài)和電量。
物聯(lián)網主要管理校園電器設備，包括燈光、風扇、空調、窗簾、門禁等設備作為門禁使用，作為門禁使用是該模塊的一大亮點，即我們在每個教室內部安裝一個物控模塊在教室門外安裝一個刷卡面板，再將電子門鎖（只是電子鎖部分）直接與物控模塊相連接即可實現(xiàn)校園卡的開門，掃碼開門等功能。在教室內部可以增加一個手動開關用于內部按鍵開關。
整個開鎖的過程：刷卡后，物控模塊通過終端與校園服務器相連，通過后臺認證該IC卡具有開門的權限，則后臺將數(shù)據(jù)發(fā)給終端，終端控制物控模塊將門鎖打開。后臺會記錄開鎖日志。
如果是掃二維碼，首先通過后臺設置改班級的（此門的開鎖二維碼）手機掃碼后，通過后臺確認該手機號有此門的開門權限，則后臺服務器將信息下發(fā)給終端發(fā)給控制模塊，實現(xiàn)開鎖功能。
該模塊還預留兩個引腳用于教室內部開鎖使用，即按鍵開門，可以安裝在教室內部。
物聯(lián)網所有控制設備都可以生成二維碼，可以方便快捷操作。掃一掃快速執(zhí)行操作。
通過微信小程序配合智慧終端和物控模塊，可以實現(xiàn)對整個校園的設備管理和使用，通過微信小程序可以向校內的教室或者相關人員手機微信發(fā)送通知，對于緊急廣播，在有權限的情況下可以指定廣播區(qū)域，進行強制音頻或者音視頻廣播。按下啟動按鈕進行緊急呼叫或者廣播。
對于不緊急的通知，微信小程序可以在視頻廣播中增加字幕，操作方便，滿足各種應用需求。
智慧終端以及物控模塊，對電源的管理控制都具備耗電量統(tǒng)計功能，可以統(tǒng)計各區(qū)域的耗電情況，并將記錄下來的耗電量進行圖表化展示，方便學校各級領導及管理者查看。
通過智慧終端，將宿舍的燈、音箱接入系統(tǒng)，實現(xiàn)宿舍定時開燈關燈、定時打鈴、遠程廣播通知等。
