艾維創(chuàng )-未來(lái)教室集中控制系統方案

第一章、概述

1.1方案概述

　　隨著(zhù)計算機及多媒體技術(shù)的高速發(fā)展，該技術(shù)已滲透到當今社會(huì )的每一個(gè)領(lǐng)域，尤其近年來(lái)多媒體技術(shù)的出現和完善更將計算機的應用帶入了一個(gè)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(zhù)人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，教室資源可進(jìn)行整合，運用人工智能技術(shù)并結合計算機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、多媒體技術(shù)，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(dòng)畫(huà)、互動(dòng)中，對教室內部環(huán)境、設備運行情況監控和設備利用率進(jìn)行控制和管理，使教育管理部門(mén)對教室的管理系統化、可視化、精細化。為此我公司推出“未來(lái)教室”系統，該系統基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)集教學(xué)、人員考勤、資產(chǎn)管理、環(huán)境智能調節、視頻監控、遠程教學(xué)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(xué)手段。

　　1.2未來(lái)教室用途

　　AVTRONSYS針對對教室日常管理的特性，把服務(wù)器集群管理(Cluster Server)技術(shù)引入到教室設備管理領(lǐng)域，增強了多媒體、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備，成功地解決了學(xué)生教室管理、設備管理、教學(xué)管理等問(wèn)題。

　　未來(lái)教室系統體現物聯(lián)網(wǎng)的應用層、網(wǎng)絡(luò )層、感知層，運用傳感器、行為識別等技術(shù)，是信息傳感設備實(shí)時(shí)感知需要的信息，通過(guò)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(luò )方式，把物品、信息與互聯(lián)網(wǎng)連接，進(jìn)行信息交換和通信，實(shí)現物與物、人與物的鏈接，實(shí)現對設備、物品的智能化識別、跟蹤、監控和管理。同時(shí)通過(guò)傳感系統、中央控制系統的應用，對教室內的聲、光、電設備進(jìn)行控制，并為以學(xué)生為主體的個(gè)性化、交互式的新型學(xué)習模式、培養學(xué)生獨特又獨立的學(xué)習習慣、及相互協(xié)作的團隊協(xié)作能力的智能化教學(xué)提供平臺。

　第二章、未來(lái)教室系統建設方案

　　2.1系統設計

　　2.1.1設計依據

　　《中華人民共和國國家行業(yè)標準》

　　《廳堂擴聲系統的聲學(xué)特性指標要求》(JG GYJ125)

　　《民用建筑電氣設計規范》(JGB/T16-92)

　　《民用建筑電氣設計標準與規范》(JGB/T1-92)

　　《建筑與建筑群綜合布線(xiàn)系統工程設計規范》(CECS72-95)

　　《工業(yè)企業(yè)通信接地設計規范》(GBJ79-85)

　　《智能建筑設計規范》(GBJ79-85)

　　《樓宇對講電控防盜門(mén)通用技術(shù)條件》(GA/T72-94)

　　《樓宇對講電控防盜門(mén)安全要求》(DB/998-92)

　　《入侵探測器通用技術(shù)條件》(GB10408.1-89)

　　《防盜報警控制器通用技術(shù)條件》(GB12663-90)

　　GA/T75--94.安全防范工程程序與要求

　　社會(huì )公共安全標準匯編.中國標準出版社.1995

　　排水、暖通專(zhuān)業(yè)提供的圖紙及技術(shù)資料

　　供配電、照明等專(zhuān)業(yè)提供的圖紙和技術(shù)資料

　　2.1.2設計原則

　　可靠性

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

　　實(shí)用性

　　集演示、教學(xué)、照明、監控、管理等多種使用功能，務(wù)必講究簡(jiǎn)潔實(shí)用，滿(mǎn)足各種使用要求。

　　移動(dòng)性

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

　　先進(jìn)性

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

　　擴充性

　　各系統應具有數據共享功能，可以與其它系統相聯(lián)，以便于獲取相關(guān)數據。教學(xué)控制系統應具有INTERNET及網(wǎng)絡(luò )接口，便于查詢(xún)所需信息或進(jìn)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(jiǎn)單，便于用戶(hù)的使用。

　　2.2系統介紹

　　建成規模適度、結構完善、精干高效的管理、教學(xué)、運維、管控一體化平臺，提升控制和響應能力，掌握教學(xué)和實(shí)時(shí)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“一體化、可視化、可控化、自動(dòng)化、智慧化”的目標。

　　AVTRONSYS艾維創(chuàng )教學(xué)集群管理軟件E-CLUSTER為多教學(xué)場(chǎng)所、教室管理、監控各項教學(xué)設備和教學(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AVTRONSYS 艾維創(chuàng )管理軟件系統中的一個(gè)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(gè)首選的方案。

　　2.3系統設計及功能

　　AVTRONSYS艾維創(chuàng )教學(xué)集群管理軟件E-CLUSTER系統結構圖及系統連接圖如下：

　　E-CLUSTER 集群管理系統圖

　　E-Cluster使用基于瀏覽器的用戶(hù)界面來(lái)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(chuàng )建和報警等功能;

　　AVTRONSYS艾維創(chuàng )教學(xué)集群管理軟件E-CLUSTER系統主要分為教室管理、設備及環(huán)境控制、教學(xué)設備監控、教學(xué)互動(dòng)等。

　　2.3.1教室管理

　　教室管理包括信息管理、錄播系統、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

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

　　K-EMULATOR軟件通過(guò)網(wǎng)絡(luò )對電腦終端、PC進(jìn)行遠程無(wú)縫管理來(lái)獲取PC 信息，從而對設備信息進(jìn)行收集和統計，信息管理系統可以與數據庫服務(wù)器無(wú)縫連接，管理人員能根據需要對設備數據進(jìn)行增加、刪減等。

　　2、狀態(tài)監控功能

　　信息管理系統可以實(shí)現對教室設備狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)狀態(tài)監測(如投影機開(kāi)關(guān)、PC設備開(kāi)關(guān)、播放、停止等)。管理人員及技術(shù)人員可以在任何地方使用基于網(wǎng)絡(luò )的瀏覽器控制臺實(shí)時(shí)查看系統運行情況，便于管理人員對設備進(jìn)行管理和維護。

　　當設備狀態(tài)改變時(shí)K-EMULATOR主動(dòng)向集群管理軟件(E-CLUSTER)發(fā)送設備狀態(tài)信息;E-CLUSTER會(huì )持續不間斷的從K-EMULATOR 軟件獲得設備狀態(tài)信息并通過(guò)掃描存入數據庫;這樣管理人員就能隨時(shí)獲取設備的信息和狀態(tài)。

　　3、報表統計功能

　　信息管理軟件可以按照設備的類(lèi)型、設備狀態(tài)、地位等情況來(lái)進(jìn)行分類(lèi)，設備參數包括：安全、維護、網(wǎng)絡(luò )、通訊、時(shí)間表等，根據多種不同技術(shù)參數對設備狀態(tài)進(jìn)行報表統計。

　　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(jìn)行報表統計，以設備信息表、狀態(tài)表的形式插入數據庫;方便管理人員及技術(shù)人員更加直觀(guān)、準確的查看。

　　2.3.1.2 錄播系統

　　該系統可對本地及遠程教學(xué)進(jìn)行錄制和播放，系統結構如下：

　　● 智能定位跟蹤拍攝：

　　通過(guò)人體綜合信息識別的方式，系統能準確的定位識別，自動(dòng)調整攝像機的轉動(dòng)位置，將攝像范圍調整到設定的合適范圍進(jìn)行實(shí)時(shí)的跟蹤拍攝。

　　● 實(shí)現標清/高清音視頻錄播、視頻信息管理：

　　多媒體錄播系統集錄制、直播、點(diǎn)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(jìn)行存儲、管理和播放;可廣泛應用于教學(xué)音視頻錄制、教學(xué)課件播放等。

　　2.3.1.3 信息發(fā)布

　　信息發(fā)布時(shí)指在網(wǎng)絡(luò )任何時(shí)間、地點(diǎn)實(shí)現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(yè)等多種格式。例如在教學(xué)場(chǎng)所門(mén)口安裝顯示設備，此顯示設備可將服務(wù)器設定好的課程信息、課時(shí)安排等信息顯示出來(lái)。

　　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控和預維護，時(shí)間調度管理及房間配置。教室集群管理軟件靈活的時(shí)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(jìn)行管理。

　　操 作 界 面

　　數據庫/OA接口：

　　教室集群管理軟件可以與第三方數據庫服務(wù)器或OA辦公系統無(wú)縫連接，24小時(shí)持續運行，記錄數據，創(chuàng )建輸出各種不同的甚至是自定義報表，通過(guò)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：

　　管理者可以根據多種不同技術(shù)參數監控設備。這些報告是基于設備的類(lèi)型、設備地位等情況而分類(lèi)的，這些參數包括：安全、維護、網(wǎng)絡(luò )、通訊、時(shí)間表等等。

　　音量及燈光控制

　　資產(chǎn)安全：

　　管理者可以根據多種不同技術(shù)參數監控設備。這些報告是基于設備的類(lèi)型、設備地位等情況而分類(lèi)的，這些參數包括：安全、維護、網(wǎng)絡(luò )、通訊、時(shí)間表等等?？梢酝笈_數據庫及報表聯(lián)系。

　　設備狀況及數據庫/報表管理

　　教室管理：

　　管理者可以預設教學(xué)時(shí)間安排及房間配置，隨時(shí)檢查房間是否可用，并且預訂房間及當教學(xué)人員到來(lái)時(shí)安排設備開(kāi)始運轉。

　　實(shí)時(shí)監控

　　軟件會(huì )持續不間斷對系統中的設備進(jìn)行監控，并通過(guò)發(fā)送Email、GSM短信向適當的支持人員發(fā)送即時(shí)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(shù)人員可以在任何地方使用基于網(wǎng)絡(luò )的瀏覽器控制臺實(shí)時(shí)查看系統運行情況。

　　E-CLUSTER 集群視頻回放系統

　　視頻監控

　　E-Cluster Applicatio利用現代音、視頻壓縮技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )通訊技術(shù)，透過(guò)H264視頻流播放，管理者能夠直觀(guān)、準確、及時(shí)觀(guān)察教室及設備的狀況。

　　設備及環(huán)境控制

　　AVTRONSYS(艾維創(chuàng ))控制系統能同時(shí)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(jiǎn)潔、強大的模塊化編程環(huán)境，可以根據用戶(hù)需要任意定制操作界面和控制流程，讓您在最短的時(shí)間內就可以成為控制系統的專(zhuān)家。

　　設備及環(huán)境控制系統的組成

　　網(wǎng)絡(luò )系統、投影顯示系統、音響系統、監控系統、房間環(huán)境探測系統、中央控制系統等組成。

　　下圖為燈光、溫濕度、視頻教學(xué)等設備控制及模式選擇控制界面。

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

　　系統功能

　　1.以中央控制主機為中心，無(wú)線(xiàn)觸摸屏為控制終端;

　　2.通過(guò)主機上的RS232口控制投影機及投影機吊架，實(shí)現投影機升降、開(kāi)關(guān)、信號選擇等功能;

　　3.通過(guò)主機上的RS232口連接到攝像機的RS232控制口，通過(guò)無(wú)線(xiàn)觸摸屏控制攝像機轉動(dòng)和圖象放大縮小;

　　4.通過(guò)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(kāi)/關(guān);射燈的開(kāi)/關(guān);光管的開(kāi)/關(guān);或全開(kāi)/全關(guān)等;

　　5.通過(guò)主機上的A-NET口連接AVTRONSYS調光器，可以控制白熾燈從全暗到全亮，實(shí)現無(wú)級調光，實(shí)現會(huì )議中所需的不同的環(huán)境、氣氛的要求;

　　6.通過(guò)主機上的RS232口連接AVTRONSYS調音模塊，使整個(gè)擴音設備可以任意調節音量的大小;

　　7.通過(guò)控制A/V矩陣，可以實(shí)現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(guò)控制RGB或VGA將多種信號切換到投影機。

　　8.通過(guò)主機上的RS232口連接實(shí)現攝像機聯(lián)動(dòng)控制功能。

　　9.通過(guò)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，所以能夠實(shí)現客戶(hù)所要求的對各個(gè)設備都進(jìn)行控制;對燈光、影音系統進(jìn)行預設及調整;根據需求可自定設計場(chǎng)景模式，一鍵式完成對整個(gè)房間環(huán)境、氣氛的改變，以自動(dòng)適應當前的需要，如：教學(xué)前模式、教學(xué)模式、教學(xué)結束模式等。

　　11.通過(guò)感應器設備，對教室內的溫度、濕度、亮度等進(jìn)行監控，達到設定的參數時(shí)，通過(guò)中控系統自動(dòng)進(jìn)入某種模式或使相應的設備進(jìn)行規定的工作。

　　教室系統連接圖

　　中控系統設備連接圖：

　　教學(xué)設備監控

　　快速查詢(xún)設備報警事件、設置記錄、系統事件;

　　所有查詢(xún)記錄可以導出word 、Excel 、PDF 格式;

　　定時(shí)后臺查詢(xún),并可把查詢(xún)結果發(fā)送到管理人員的郵箱;

　　靈活定義設備管理范圍;

　　根據日程安排，定時(shí)控制設備運行狀態(tài);

　　定時(shí)生成系統的運行報表;

　　設備聯(lián)動(dòng)：所有受控設備均可相互聯(lián)動(dòng);

　　曲線(xiàn)記錄：提供數十種曲線(xiàn)表現方式;曲線(xiàn)實(shí)時(shí)記錄數據變化值，支持任意時(shí)段對曲線(xiàn)的查詢(xún)，支持曲線(xiàn)數據的無(wú)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(wú)縫集成到組態(tài)界面中，實(shí)現軟件的真正一體化。

　　教學(xué)互動(dòng)系統

　　教學(xué)互動(dòng)系統主要分為本地教學(xué)互動(dòng)和遠程教學(xué)互動(dòng)。本地教學(xué)互動(dòng)是指課堂老師與學(xué)生通過(guò)控制系統，以互動(dòng)電子白板、投影等顯示設備;音視頻矩陣、切換器等信號轉換設備;雙絞線(xiàn)、光纖、無(wú)線(xiàn)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(xué)質(zhì)量考察等進(jìn)行控制，來(lái)達到互動(dòng)效果或讓老師掌握教學(xué)質(zhì)量等信息。遠程教學(xué)互動(dòng)是指分屬不同教學(xué)場(chǎng)所的老師及學(xué)生進(jìn)行教學(xué)互動(dòng)。

　　該系統可結合信息網(wǎng)絡(luò )傳輸技術(shù)，以中央控制系統、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(guò)網(wǎng)絡(luò )傳輸到指定的教室控制PC主機，在課堂中，老師可以根據教學(xué)安排，通過(guò)觸摸屏等控制終端，調用主機中的資料，并按教師的教學(xué)進(jìn)程及個(gè)人習慣對講義、課件的運行進(jìn)行控制。

　　教學(xué)互動(dòng)硬件系統

　　主要包括在教室安裝室內攝像機，分別配置音視頻編碼器用于采集教室內攝像頭信號、老師授課音頻信號、電腦信號通過(guò)網(wǎng)絡(luò )傳輸到錄播主機，并進(jìn)行錄制、直播、點(diǎn)播，并將采集的教學(xué)場(chǎng)景存儲到服務(wù)器中，方便以后下載、調用、點(diǎn)播。

　　教學(xué)互動(dòng)軟件系統

　　通過(guò)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(huà)面或多畫(huà)面。授權人員可通過(guò)瀏覽器對所有教室和實(shí)驗室的監控畫(huà)面進(jìn)行瀏覽和管理，畫(huà)面能同時(shí)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：系統支持大規模直播和點(diǎn)播，可實(shí)現教學(xué)課件錄播與點(diǎn)播，學(xué)生可通過(guò)網(wǎng)絡(luò )實(shí)時(shí)收看遠程授課點(diǎn)的視頻信號。通過(guò)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(diǎn)播功能：客戶(hù)通過(guò)IE瀏覽器可以瀏覽所有課件錄制資料。支持多人的同時(shí)點(diǎn)播。

　　3、支持循環(huán)錄制功能，并可靈活的自動(dòng)與手動(dòng)錄制。

　　2.3.5 產(chǎn)品主要性能參數

　　AVTRONSYS(艾維創(chuàng ))硬件系統主要包括觸摸屏、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(lèi)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，支持USB2.0和網(wǎng)口下載、內置網(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(shí)又有單/雙向、桌面/嵌墻式、是否內置按鍵或視頻等多種選擇。

　　2.3.5.1 觸摸屏分類(lèi)及主要性能參數

　　2.3.5.2 主機分類(lèi)及主要性能參數

　　AVSC2、AVSC、AVCP2E中央控制主機采用32位處理器，操作系統，64M內存(可擴展到128M)，16M閃存(可以擴展到256M)，內置10/100M網(wǎng)絡(luò )接口，支持TCP/IP協(xié)議，工業(yè)總線(xiàn)結構。我們通過(guò)串行接口經(jīng)由專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )或本地、遠程TCP/IP網(wǎng)絡(luò )直接傳輸控制信號，其先進(jìn)性、兼容性、穩定性及性?xún)r(jià)比比其他控制系統更勝一籌，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系列控制系統產(chǎn)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(lèi)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(hù)提供了充分的硬件擴展范圍。