第一章、概述

1.1方案概述

　　隨著計算機及多媒體技術的高速發(fā)展，該技術已滲透到當今社會的每一個領域，尤其近年來多媒體技術的出現(xiàn)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(jīng)形成了多媒體網(wǎng)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(fā)展，教室資源可進行整合，運用人工智能技術并結(jié)合計算機網(wǎng)絡技術、多媒體技術，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、設備運行情況監(jiān)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(tǒng)化、可視化、精細化。為此我公司推出“未來教室”系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于物聯(lián)網(wǎng)技術集教學、人員考勤、資產(chǎn)管理、環(huán)境智能調(diào)節(jié)、視頻監(jiān)控、遠程教學及遠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)代化教學手段。

　　1.2未來教室用途

　　AVTRONSYS針對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(wǎng)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。

　　未來教室系統(tǒng)體現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的應用層、網(wǎng)絡層、感知層，運用傳感器、行為識別等技術，是信息傳感設備實時感知需要的信息，通過相應的協(xié)議，將信息傳輸給接入設備，已任何可能的網(wǎng)絡方式，把物品、信息與互聯(lián)網(wǎng)連接，進行信息交換和通信，實現(xiàn)物與物、人與物的鏈接，實現(xiàn)對設備、物品的智能化識別、跟蹤、監(jiān)控和管理。同時通過傳感系統(tǒng)、中央控制系統(tǒng)的應用，對教室內(nèi)的聲、光、電設備進行控制，并為以學生為主體的個性化、交互式的新型學習模式、培養(yǎng)學生獨特又獨立的學習習慣、及相互協(xié)作的團隊協(xié)作能力的智能化教學提供平臺。

　第二章、未來教室系統(tǒng)建設方案

　　2.1系統(tǒng)設計

　　2.1.1設計依據(jù)

　　《中華人民共和國國家行業(yè)標準》

　　《廳堂擴聲系統(tǒng)的聲學特性指標要求》(JG GYJ125)

　　《民用建筑電氣設計規(guī)范》(JGB/T16-92)

　　《民用建筑電氣設計標準與規(guī)范》(JGB/T1-92)

　　《建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程設計規(guī)范》(CECS72-95)

　　《工業(yè)企業(yè)通信接地設計規(guī)范》(GBJ79-85)

　　《智能建筑設計規(guī)范》(GBJ79-85)

　　《樓宇對講電控防盜門通用技術條件》(GA/T72-94)

　　《樓宇對講電控防盜門安全要求》(DB/998-92)

　　《入侵探測器通用技術條件》(GB10408.1-89)

　　《防盜報警控制器通用技術條件》(GB12663-90)

　　GA/T75--94.安全防范工程程序與要求

　　社會公共安全標準匯編.中國標準出版社.1995

　　排水、暖通專業(yè)提供的圖紙及技術資料

　　供配電、照明等專業(yè)提供的圖紙和技術資料

　　2.1.2設計原則

　　可靠性

　　高可靠性和高穩(wěn)定性是系統(tǒng)設計的首要目標，在設計中要充分考慮教學應用中可能出現(xiàn)的情況，在設備選型時，在條件允許的情況下，盡可能選取高可靠性和高穩(wěn)定性的設備，關鍵設備應有備份，以保障系統(tǒng)在任何條件下的正常使用。

　　實用性

　　集演示、教學、照明、監(jiān)控、管理等多種使用功能，務必講究簡潔實用，滿足各種使用要求。

　　移動性

　　在設計中充分考慮多種設備的可公用性，即可以移動及組合使用，從而大大提高系統(tǒng)設備的利用率，使整體上滿足經(jīng)濟性要求。

　　先進性

　　在設計中要按照高起點、高質(zhì)量、高可靠性的原則設計，采用當前國際上先進并成熟的技術設備及施工工藝，保證系統(tǒng)的技術水平和長期生命力。

　　擴充性

　　各系統(tǒng)應具有數(shù)據(jù)共享功能，可以與其它系統(tǒng)相聯(lián)，以便于獲取相關數(shù)據(jù)。教學控制系統(tǒng)應具有INTERNET及網(wǎng)絡接口，便于查詢所需信息或進行信息發(fā)布。

　　智能性及友善性

　　設計中使用的界面應盡可能友善，操作盡可能簡單，便于用戶的使用。

　　2.2系統(tǒng)介紹

　　建成規(guī)模適度、結(jié)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(tài)勢能力，態(tài)勢分析和科學決策能力，業(yè)務處理和精確管理能力，實現(xiàn)“一體化、可視化、可控化、自動化、智慧化”的目標。

　　AVTRONSYS艾維創(chuàng)教學集群管理軟件E-CLUSTER為多教學場所、教室管理、監(jiān)控各項教學設備和教學網(wǎng)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AVTRONSYS 艾維創(chuàng)管理軟件系統(tǒng)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。

　　2.3系統(tǒng)設計及功能

　　AVTRONSYS艾維創(chuàng)教學集群管理軟件E-CLUSTER系統(tǒng)結(jié)構圖及系統(tǒng)連接圖如下：

　　E-CLUSTER 集群管理系統(tǒng)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、遠程系統(tǒng)配置、事件日志創(chuàng)建和報警等功能;

　　AVTRONSYS艾維創(chuàng)教學集群管理軟件E-CLUSTER系統(tǒng)主要分為教室管理、設備及環(huán)境控制、教學設備監(jiān)控、教學互動等。

　　2.3.1教室管理

　　教室管理包括信息管理、錄播系統(tǒng)、信息發(fā)布、教室使用管理等。

　　2.3.1.1 信息管理

　　1、設備管理功能

　　信息管理系統(tǒng)可以輕松實現(xiàn)教室中的各種設備(如計算機、投影機、電視、燈光等)的增加、刪減、改動和查看等系統(tǒng)設備管理功能。

　　K-EMULATOR軟件通過網(wǎng)絡對電腦終端、PC進行遠程無縫管理來獲取PC 信息，從而對設備信息進行收集和統(tǒng)計，信息管理系統(tǒng)可以與數(shù)據(jù)庫服務器無縫連接，管理人員能根據(jù)需要對設備數(shù)據(jù)進行增加、刪減等。

　　2、狀態(tài)監(jiān)控功能

　　信息管理系統(tǒng)可以實現(xiàn)對教室設備狀態(tài)進行實時狀態(tài)監(jiān)測(如投影機開關、PC設備開關、播放、停止等)。管理人員及技術人員可以在任何地方使用基于網(wǎng)絡的瀏覽器控制臺實時查看系統(tǒng)運行情況，便于管理人員對設備進行管理和維護。

　　當設備狀態(tài)改變時K-EMULATOR主動向集群管理軟件(E-CLUSTER)發(fā)送設備狀態(tài)信息;E-CLUSTER會持續(xù)不間斷的從K-EMULATOR 軟件獲得設備狀態(tài)信息并通過掃描存入數(shù)據(jù)庫;這樣管理人員就能隨時獲取設備的信息和狀態(tài)。

　　3、報表統(tǒng)計功能

　　信息管理軟件可以按照設備的類型、設備狀態(tài)、地位等情況來進行分類，設備參數(shù)包括：安全、維護、網(wǎng)絡、通訊、時間表等，根據(jù)多種不同技術參數(shù)對設備狀態(tài)進行報表統(tǒng)計。

　　E-CLUSTER從主機獲取投影機、PC、電視等設備信息及狀態(tài);信息管理軟件對這些設備狀態(tài)進行報表統(tǒng)計，以設備信息表、狀態(tài)表的形式插入數(shù)據(jù)庫;方便管理人員及技術人員更加直觀、準確的查看。

　　2.3.1.2 錄播系統(tǒng)

　　該系統(tǒng)可對本地及遠程教學進行錄制和播放，系統(tǒng)結(jié)構如下：

　　● 智能定位跟蹤拍攝：

　　通過人體綜合信息識別的方式，系統(tǒng)能準確的定位識別，自動調(diào)整攝像機的轉(zhuǎn)動位置，將攝像范圍調(diào)整到設定的合適范圍進行實時的跟蹤拍攝。

　　● 實現(xiàn)標清/高清音視頻錄播、視頻信息管理：

　　多媒體錄播系統(tǒng)集錄制、直播、點播于一體，支持任意信號的組合錄制并能夠生成標準的格式文件存儲，能夠記錄所有的影像、聲音，并且可將記錄的視頻進行存儲、管理和播放;可廣泛應用于教學音視頻錄制、教學課件播放等。

　　2.3.1.3 信息發(fā)布

　　信息發(fā)布時指在網(wǎng)絡任何時間、地點實現(xiàn)對各種顯示設備的多媒體信息發(fā)布。多媒體信息包括視頻、音頻、圖片、字幕、網(wǎng)頁等多種格式。例如在教學場所門口安裝顯示設備，此顯示設備可將服務器設定好的課程信息、課時安排等信息顯示出來。

　　多媒體信息發(fā)布流程：

　　2.1.3.4 教室使用管理

　　教室集群管理軟件提供了對多房間的設備監(jiān)控和預維護，時間調(diào)度管理及房間配置。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(jié)合，可以很容易地對教室進行管理。

　　操 作 界 面

　　數(shù)據(jù)庫/OA接口：

　　教室集群管理軟件可以與第三方數(shù)據(jù)庫服務器或OA辦公系統(tǒng)無縫連接，24小時持續(xù)運行，記錄數(shù)據(jù)，創(chuàng)建輸出各種不同的甚至是自定義報表，通過跟蹤設備的使用，保持設備有序、有效地運行。

　　視頻信號切換控制

　　設備報表：

　　管理者可以根據(jù)多種不同技術參數(shù)監(jiān)控設備。這些報告是基于設備的類型、設備地位等情況而分類的，這些參數(shù)包括：安全、維護、網(wǎng)絡、通訊、時間表等等。

　　音量及燈光控制

　　資產(chǎn)安全：

　　管理者可以根據(jù)多種不同技術參數(shù)監(jiān)控設備。這些報告是基于設備的類型、設備地位等情況而分類的，這些參數(shù)包括：安全、維護、網(wǎng)絡、通訊、時間表等等?？梢酝笈_數(shù)據(jù)庫及報表聯(lián)系。

　　設備狀況及數(shù)據(jù)庫/報表管理

　　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(zhuǎn)。

　　實時監(jiān)控

　　軟件會持續(xù)不間斷對系統(tǒng)中的設備進行監(jiān)控，并通過發(fā)送Email、GSM短信向適當?shù)闹С秩藛T發(fā)送即時信息，報告設備發(fā)生的故障或者受到的干擾。管理人員及技術人員可以在任何地方使用基于網(wǎng)絡的瀏覽器控制臺實時查看系統(tǒng)運行情況。

　　E-CLUSTER 集群視頻回放系統(tǒng)

　　視頻監(jiān)控

　　E-Cluster Applicatio利用現(xiàn)代音、視頻壓縮技術、網(wǎng)絡通訊技術，透過H264視頻流播放，管理者能夠直觀、準確、及時觀察教室及設備的狀況。

　　設備及環(huán)境控制

　　AVTRONSYS(艾維創(chuàng))控制系統(tǒng)能同時控制教室的各種資源，集中管理這些設備。

　　AVTRONSYS(艾維創(chuàng))提供簡潔、強大的模塊化編程環(huán)境，可以根據(jù)用戶需要任意定制操作界面和控制流程，讓您在最短的時間內(nèi)就可以成為控制系統(tǒng)的專家。

　　設備及環(huán)境控制系統(tǒng)的組成

　　網(wǎng)絡系統(tǒng)、投影顯示系統(tǒng)、音響系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、房間環(huán)境探測系統(tǒng)、中央控制系統(tǒng)等組成。

　　下圖為燈光、溫濕度、視頻教學等設備控制及模式選擇控制界面。

　　該系統(tǒng)可隨時檢測受監(jiān)控設備的狀態(tài)，并反映在控制終端上，如下圖：

　　系統(tǒng)功能

　　1.以中央控制主機為中心，無線觸摸屏為控制終端;

　　2.通過主機上的RS232口控制投影機及投影機吊架，實現(xiàn)投影機升降、開關、信號選擇等功能;

　　3.通過主機上的RS232口連接到攝像機的RS232控制口，通過無線觸摸屏控制攝像機轉(zhuǎn)動和圖象放大縮小;

　　4.通過主機上的A-NET口連接AVTRONSYS PCI-8電源控制器，可以控制窗簾、燈光、投影幕布和設備電源，如筒燈的開/關;射燈的開/關;光管的開/關;或全開/全關等;

　　5.通過主機上的A-NET口連接AVTRONSYS調(diào)光器，可以控制白熾燈從全暗到全亮，實現(xiàn)無級調(diào)光，實現(xiàn)會議中所需的不同的環(huán)境、氣氛的要求;

　　6.通過主機上的RS232口連接AVTRONSYS調(diào)音模塊，使整個擴音設備可以任意調(diào)節(jié)音量的大小;

　　7.通過控制A/V矩陣，可以實現(xiàn)將所有的音視頻信號切換到教室的所有音視頻輸出設備上;通過控制RGB或VGA將多種信號切換到投影機。

　　8.通過主機上的RS232口連接實現(xiàn)攝像機聯(lián)動控制功能。

　　9.通過紅外口可以控制液晶電視、DVD等設備

　　10.因為所有的設備都受到控制，所以能夠?qū)崿F(xiàn)客戶所要求的對各個設備都進行控制;對燈光、影音系統(tǒng)進行預設及調(diào)整;根據(jù)需求可自定設計場景模式，一鍵式完成對整個房間環(huán)境、氣氛的改變，以自動適應當前的需要，如：教學前模式、教學模式、教學結(jié)束模式等。

　　11.通過感應器設備，對教室內(nèi)的溫度、濕度、亮度等進行監(jiān)控，達到設定的參數(shù)時，通過中控系統(tǒng)自動進入某種模式或使相應的設備進行規(guī)定的工作。

　　教室系統(tǒng)連接圖

　　中控系統(tǒng)設備連接圖：

　　教學設備監(jiān)控

　　快速查詢設備報警事件、設置記錄、系統(tǒng)事件;

　　所有查詢記錄可以導出word 、Excel 、PDF 格式;

　　定時后臺查詢,并可把查詢結(jié)果發(fā)送到管理人員的郵箱;

　　靈活定義設備管理范圍;

　　根據(jù)日程安排，定時控制設備運行狀態(tài);

　　定時生成系統(tǒng)的運行報表;

　　設備聯(lián)動：所有受控設備均可相互聯(lián)動;

　　曲線記錄：提供數(shù)十種曲線表現(xiàn)方式;曲線實時記錄數(shù)據(jù)變化值，支持任意時段對曲線的查詢，支持曲線數(shù)據(jù)的無極縮放;

　　更全面的組態(tài)功能;

　　真正的一體化設計：平臺將所有功能無縫集成到組態(tài)界面中，實現(xiàn)軟件的真正一體化。

　　教學互動系統(tǒng)

　　教學互動系統(tǒng)主要分為本地教學互動和遠程教學互動。本地教學互動是指課堂老師與學生通過控制系統(tǒng)，以互動電子白板、投影等顯示設備;音視頻矩陣、切換器等信號轉(zhuǎn)換設備;雙絞線、光纖、無線等傳輸介質(zhì);各種音源及視頻終端設備為基礎，對課件、教學質(zhì)量考察等進行控制，來達到互動效果或讓老師掌握教學質(zhì)量等信息。遠程教學互動是指分屬不同教學場所的老師及學生進行教學互動。

　　該系統(tǒng)可結(jié)合信息網(wǎng)絡傳輸技術，以中央控制系統(tǒng)、音視頻切換設備、嵌入式顯示設備等為基礎，上課前將老師的講義、課件、課堂測試等資料預先通過網(wǎng)絡傳輸?shù)街付ǖ慕淌铱刂芇C主機，在課堂中，老師可以根據(jù)教學安排，通過觸摸屏等控制終端，調(diào)用主機中的資料，并按教師的教學進程及個人習慣對講義、課件的運行進行控制。

　　教學互動硬件系統(tǒng)

　　主要包括在教室安裝室內(nèi)攝像機，分別配置音視頻編碼器用于采集教室內(nèi)攝像頭信號、老師授課音頻信號、電腦信號通過網(wǎng)絡傳輸?shù)戒洸ブ鳈C，并進行錄制、直播、點播，并將采集的教學場景存儲到服務器中，方便以后下載、調(diào)用、點播。

　　教學互動軟件系統(tǒng)

　　通過軟件可在液晶電視及投影機上顯示攝像機信號及PC信號，顯示模式支持單畫面或多畫面。授權人員可通過瀏覽器對所有教室和實驗室的監(jiān)控畫面進行瀏覽和管理，畫面能同時顯示教室攝像頭和教室授課電腦的信號。

　　主要包含以下功能：

　　1、直播功能：系統(tǒng)支持大規(guī)模直播和點播，可實現(xiàn)教學課件錄播與點播，學生可通過網(wǎng)絡實時收看遠程授課點的視頻信號。通過IE瀏覽器可以選擇瀏覽多媒體教室的視頻窗口、授課電腦的屏幕窗口、教員和課件并行顯示窗口。

　　2、點播功能：客戶通過IE瀏覽器可以瀏覽所有課件錄制資料。支持多人的同時點播。

　　3、支持循環(huán)錄制功能，并可靈活的自動與手動錄制。

　　2.3.5 產(chǎn)品主要性能參數(shù)

　　AVTRONSYS(艾維創(chuàng))硬件系統(tǒng)主要包括觸摸屏、主控機和外圍設備三大部分組成。每部分按照功能、主要特征又分為很多類型。以下我們將分別介紹。

　　AVTRONSYS(艾維創(chuàng))新一代智能顯示終端，采用32位嵌入式CPU，嵌入式操作系統(tǒng)，支持USB2.0和網(wǎng)口下載、內(nèi)置網(wǎng)口、帶充電底座和鋰電池。為了適應更加廣泛的應用環(huán)境要求，我們提供了5.7～17寸全系列彩色觸摸屏，同時又有單/雙向、桌面/嵌墻式、是否內(nèi)置按鍵或視頻等多種選擇。

　　2.3.5.1 觸摸屏分類及主要性能參數(shù)

　　2.3.5.2 主機分類及主要性能參數(shù)

　　AVSC2、AVSC、AVCP2E中央控制主機采用32位處理器，操作系統(tǒng)，64M內(nèi)存(可擴展到128M)，16M閃存(可以擴展到256M)，內(nèi)置10/100M網(wǎng)絡接口，支持TCP/IP協(xié)議，工業(yè)總線結(jié)構。我們通過串行接口經(jīng)由專用網(wǎng)絡或本地、遠程TCP/IP網(wǎng)絡直接傳輸控制信號，其先進性、兼容性、穩(wěn)定性及性價比比其他控制系統(tǒng)更勝一籌，任何含有IR、RS232/422/485、I/O及繼電器等接口的設備均可直接控制。

　　2.3.5.3 外圍設備

　　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硬件擴展范圍。