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“未來教室”系統，該系統基于物聯網技術集教學、人員考勤、資產管理、環境智能調節、視頻監控、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。

　　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。

　　未來教室系統體現物聯網的應用層、網絡層、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，通過相應的協議，將信息傳輸給接入設備，已任何可能的網絡方式，把物品、信息與互聯網連接，進行信息交換和通信，實現物與物、人與物的鏈接，實現對設備、物品的智能化識別、跟蹤、監控和管理。同時通過傳感系統、中央控制系統的應用，對教室內的聲、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、培養學生獨特又獨立的學習習慣、及相互協作的團隊協作能力的智能化教學提供平臺。

　第二章、未來教室系統建設方案

　　2.1系統設計

　　2.1.1設計依據

　　《中華人民共和國國家行業標準》

　　《廳堂擴聲系統的聲學特性指標要求》(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系統工程設計規范》(CECS72-95)

　　《工業企業通信接地設計規范》(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、暖通專業提供的圖紙及技術資料

　　供配電、照明等專業提供的圖紙和技術資料

　　2.1.2設計原則

　　可靠性

　　高可靠性和高穩定性是系統設計的首要目標，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定性的設備，關鍵設備應有備份，以保障系統在任何條件下的正常使用。

　　實用性

　　集演示、教學、照明、監控、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，從而大大提高系統設備的利用率，使整體上滿足經濟性要求。

　　先進性

　　在設計中要按照高起點、高質量、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，保證系統的技術水平和長期生命力。

　　擴充性

　　各系統應具有數據共享功能，可以與其它系統相聯，以便于獲取相關數據。教學控制系統應具有INTERNET及網絡接口，便于查詢所需信息或進行信息發布。

　　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系統介紹

　　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。

　　AVTRONSYS艾維創教學集群管理軟件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AVTRONSYS 艾維創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。

　　2.3系統設計及功能

　　AVTRONSYS艾維創教學集群管理軟件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;

　　AVTRONSYS艾維創教學集群管理軟件E-CLUSTER系統主要分為教室管理、設備及環境控制、教學設備監控、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、信息發布、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、改動和查看等系統設備管理功能。

　　K-EMULATOR軟件通過網絡對電腦終端、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計，信息管理系統可以與數據庫服務器無縫連接，管理人員能根據需要對設備數據進行增加、刪減等。

　　2、狀態監控功能

　　信息管理系統可以實現對教室設備狀態進行實時狀態監測(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絡的瀏覽器控制臺實時查看系統運行情況，便于管理人員對設備進行管理和維護。

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

　　3、報表統計功能

　　信息管理軟件可以按照設備的類型、設備狀態、地位等情況來進行分類，設備參數包括：安全、維護、網絡、通訊、時間表等，根據多種不同技術參數對設備狀態進行報表統計。

　　E-CLUSTER從主機獲取投影機、PC、電視等設備信息及狀態;信息管理軟件對這些設備狀態進行報表統計，以設備信息表、狀態表的形式插入數據庫;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

　　該系統可對本地及遠程教學進行錄制和播放，系統結構如下：

　　● 智能定位跟蹤拍攝：

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

　　● 實現標清/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 信息發布

　　信息發布時指在網絡任何時間、地點實現對各種顯示設備的多媒體信息發布。多媒體信息包括視頻、音頻、圖片、字幕、網頁等多種格式。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，時間調度管理及房間配置。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合，可以很容易地對教室進行管理。

　　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器或OA辦公系統無縫連接，24小時持續運行，記錄數據，創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：

　　管理者可以根據多種不同技術參數監控設備。這些報告是基于設備的類型、設備地位等情況而分類的，這些參數包括：安全、維護、網絡、通訊、時間表等等。

　　音量及燈光控制

　　資產安全：

　　管理者可以根據多種不同技術參數監控設備。這些報告是基于設備的類型、設備地位等情況而分類的，這些參數包括：安全、維護、網絡、通訊、時間表等等?？梢酝笈_數據庫及報表聯系。

　　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

　　軟件會持續不間斷對系統中的設備進行監控，并通過發送Email、GSM短信向適當的支持人員發送即時信息，報告設備發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絡的瀏覽器控制臺實時查看系統運行情況。

　　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、網絡通訊技術，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。

　　設備及環境控制

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

　　AVTRONSYS(艾維創)提供簡潔、強大的模塊化編程環境，可以根據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就可以成為控制系統的專家。

　　設備及環境控制系統的組成

　　網絡系統、投影顯示系統、音響系統、監控系統、房間環境探測系統、中央控制系統等組成。

　　下圖為燈光、溫濕度、視頻教學等設備控制及模式選擇控制界面。

　　該系統可隨時檢測受監控設備的狀態，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調光器，可以控制白熾燈從全暗到全亮，實現無級調光，實現會議中所需的不同的環境、氣氛的要求;

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

　　7.通過控制A/V矩陣，可以實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口連接實現攝像機聯動控制功能。

　　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，所以能夠實現客戶所要求的對各個設備都進行控制;對燈光、影音系統進行預設及調整;根據需求可自定設計場景模式，一鍵式完成對整個房間環境、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、教學結束模式等。

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

　　教室系統連接圖

　　中控系統設備連接圖：

　　教學設備監控

　　快速查詢設備報警事件、設置記錄、系統事件;

　　所有查詢記錄可以導出word 、Excel 、PDF 格式;

　　定時后臺查詢,并可把查詢結果發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，定時控制設備運行狀態;

　　定時生成系統的運行報表;

　　設備聯動：所有受控設備均可相互聯動;

　　曲線記錄：提供數十種曲線表現方式;曲線實時記錄數據變化值，支持任意時段對曲線的查詢，支持曲線數據的無極縮放;

　　更全面的組態功能;

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

　　教學互動系統

　　教學互動系統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，以互動電子白板、投影等顯示設備;音視頻矩陣、切換器等信號轉換設備;雙絞線、光纖、無線等傳輸介質;各種音源及視頻終端設備為基礎，對課件、教學質量考察等進行控制，來達到互動效果或讓老師掌握教學質量等信息。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。

　　該系統可結合信息網絡傳輸技術，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網絡傳輸到指定的教室控制PC主機，在課堂中，老師可以根據教學安排，通過觸摸屏等控制終端，調用主機中的資料，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

　　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、電腦信號通過網絡傳輸到錄播主機，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、調用、點播。

　　教學互動軟件系統

　　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：系統支持大規模直播和點播，可實現教學課件錄播與點播，學生可通過網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、支持循環錄制功能，并可靈活的自動與手動錄制。

　　2.3.5 產品主要性能參數

　　AVTRONSYS(艾維創)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型。以下我們將分別介紹。

　　AVTRONSYS(艾維創)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和網口下載、內置網口、帶充電底座和鋰電池。為了適應更加廣泛的應用環境要求，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

　　2.3.5.2 主機分類及主要性能參數

　　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網絡接口，支持TCP/IP協議，工業總線結構。我們通過串行接口經由專用網絡或本地、遠程TCP/IP網絡直接傳輸控制信號，其先進性、兼容性、穩定性及性價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)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硬件擴展范圍。