智慧教室建设解决方案（推荐）.docx

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1、智慧教室建设解决方案（推荐） 1.1 才智教室建设背景 在学校，课堂教学环节是学生接受系统教化最重要的一环，做好教学互动环节，是驾驭好教学环节的质量，提高教学水平的关键。现行的教学过程中，传统的签到环节、疑问确认环节、提问互动环节、课堂小测试环节存在诸多问题。签到过程中，运用纸张签到，效率低且存在代签现象，结果不便于老师统计；提问互动环节和课堂小测试的环节中，老师给出简洁选择后，学生举手或者口头回答，不能获得精确的统计数据，老师只能依据大体状况来推断是否进行教学，没有精确的数据，更不能考虑后期的数据挖掘和数据统计工作。传统的教学方式已经不适应现代化教学的须要，基于物联网技术集才智教学、人员考勤

2、、资产管理、环境才智调整、视频监控及远程限制于一体的新型现代化才智教室系统在逐步的推广运用。才智教室作为一种新型的教化形式和现代化教学手段，给教化行业带来了新的机遇。 1.2 才智教室主要用途 才智教室设备能够体现物联网的三个层次（应用层、网络层、感知层），运用传感器、射频识别（RFID）等技术，使信息传感设备实时感知任何须要的信息，根据约定的协议，通过可能的网络（如基于WIFI的无线局域网、移动通信、电信网等）接入方式，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，实现物与物、物与人的泛在链接，实现对物品的才智化识别、跟踪、监控和管理。 同时，才智教室还能满意学校物联网技术专业开设的物联网导

3、论、传感器原理及应用、无线传感器网络及应用、RFID技术及应用、物联网工程及应用、物联网标准与中间件技术、物联网应用系统设计等课程的实践实训教学须要，并为学生或老师的物联网技术应用项目开发供应平台。 使学生通过才智教室试验平台，能驾驭物联网技术基础理论、物理信息系统标识与感知、计算机网络理论与技术和数据分析与信息处理技术等学问，具备通信技术、网络技术、传感技术等信息领域宽广专业学问，具备肯定的工程应用系统的开发、实践实力和科学探讨实力。 二、才智教室试验平台方案 才智教室以物联网工程信息平台为基础，以光载无线交换机为核心，构建WiFi无线局域网，覆盖才智教室，加上教室的有线网络交换机、网络路由

4、器，从而建立融合有线网络、无线局域网的物联网关键部分网络层，各种传感器件通过标准模块WiFi设备服务器（串口通信RS232转WiFi无线网络）无线接入物联网工程信息平台，构成全面涵盖物联网三个层次的一个统一的物联网工程试验平台。同时，其它内置WiFi模块的各种手持设备（笔记本电脑、手机等）也能无线接入该试验平台，成为物联网试验设备的一部分；师生教学、科研实践开发的其它感知模块，通过与标准的WiFi设备服务器连接，也能轻易接入该试验平台，完成测试、验证。 2.1 光载无线交换机及其分布式天线系统 光载无线交换机及其配套设备远端射频单元为广州飞瑞敖电子科技有限公司的核心产品，用于实现WiFi无线射

5、频信号的远距离、大范围的光纤分布，是物联网无线网络分布的主要分布方式。 光载无线交换机安装在才智教室的网络机柜里，与原本有线布线的网络交换机连接，接入学校计算机网络。光载无线交换机内置2个WiFi接入点（AP）（全部网络协议处理、基带数据处理、射频信号处理都集中在光载无线交换机内），通过模拟光纤链路将WiFi射频信号分布到才智教室内，完成才智教室的WiFi无线覆盖，将试验设备和各类WiFi终端接入统一的WiFi无线局域网，构成整体物联网工程平台。 2.2 物联网工程试验平台服务器 为实现物联网工程试验平台的统一管理、试验室试验设备等管控、以及开展功能困难的综合设计和科研项目，在才智教室的网络机

6、柜里配置一台服务器。 该服务器安装系统软件，及物联网工程试验的服务器端软件，供应本地、或远程访问服务，并实施对物联网试验的监控和设备管理。 三、才智教室系统设计方案述 才智教室基于光载无线交换机为核心，建成一个综合型的物联网共享平台，全部的设备系统均可以通过标准模块WiFi设备服务器无线接入物联网工程信息平台，通过服务器的系统软件统一管理前端系统设备；同时，我们供应教室才智系统的设计原理图，开放足够多的端口和丰富、完善的接口函数以及二次开发包，为老师、学生供应了一个开放的环境平台去学习和探讨。 下图1是才智教室总体框图： 图1 才智教室总体框图 该试验室建成一个综合型的物联网应用场景，用于学生

7、进行创新试验探讨，以及老师开展科学探讨。首先通过读取人员考勤系统中数据来推断教室内是否有人员，假如教室内无人，则教室内全部系统处于关闭状态；反之，则处于工作状态。 才智教室包括以下几个系统： 3.1教学系统 教学系统由内置电子白板功能的触控投影机一体机、功放、音箱、无线麦克、拾音器、问答器和配套限制软件构成。 运用内置电子白板功能的触控投影机代替传统的黑板教学，实现无尘教学，爱护师生的健康，可在投影画面上可以操作电脑，在每个桌位上配置问答器，实现师生交互式课堂教学。 3.2 LED显示系统 LED显示系统由LED面板拼接而成，安装在教室黑板顶部，用于显示正在上课的课程名称、专业班级、任课老师、

8、到课率、和教室内各传感器采集的环境数据（室内温湿度、光照度、二氧化碳浓度等）。 3.3人员考勤系统 人员考勤系统由RFID考勤机、考勤卡和配套限制软件构成。 在教室前后门各安装一个RFID考勤机，采纳RFID标签（校内一卡通）对学生进行考勤统计，对进入教室的人员进行身份识别，对合法用户进行考勤统计，对非法用户进行告警。同时可通过WiFi无线覆盖，在远程对考勤状况的监控，统计以及存档打印等。 3.4资产管理系统 资产管理系统由特高频RFID读卡器、纸质标签、抗金属标签和配套限制软件构成。 在教室前后门各安装一个特高频读卡器，对教室内的试验仪器、设备等资产（贴有RFID标签，标签上存储有设备的具体

9、信息）进行出入教室的监控与管理，对未授权用户把教室内资产带出教室进行告警，便利设备管理人员对教室设备的统一管理。 3.5灯光限制系统 灯光限制系统由灯光限制器、光照传感器、人体传感器、窗帘限制系统和配套限制软件构成。 首先通过人体传感器来推断教室内对应位置是否有人，此位置无人，则灯光限制系统及窗帘限制系统处于关闭状态；反之，处于工作状态。 1：窗帘限制系统：通过采集安装在窗户的光照传感器数据，依据软件预设门限值，以窗帘自动开、关来实现教室内光照强度的补偿； 2：灯光限制系统：采集安装在教室内的光照传感器数据，通过分析数据，依据软件预设值，来限制教室内灯光的自动开启与关闭，并可调整灯光的亮度，实

10、现室内灯光的智能限制与节能减排。 3.6空调限制系统 空调限制系统由中心空调电源限制器、温湿度传感器和配套限制软件构成。 通过温湿度传感器监测室内温度，通过分析数据，依据软件预设值，当室内温湿度高于最高门限值时自动开启空调。当室内温湿度低于最底门限值时自动关闭空调，实现室内温湿度的自动限制。 3.7门窗监视系统 门窗监视系统由窗户门磁模块及配套软件组成。 窗户门磁模块用于检测门和窗户的开关状态，并将状态信息刚好上传至服务器。同时设置敏感时段，实施对窗户的自动监视和报警。 3.8通风换气系统 通风换气系统由抽风机、CO2传感器和配套监控软件构成。 通过CO2传感器监测室内的CO2浓度，通过分析数

11、据，依据软件预设值，当室内CO2浓度高于软件门限值时自动开启抽风机来进行换气，通过补充室外空气来降低室内CO2的浓度。 3.9视频监控系统 视频监控系统由WiFi无线摄像头和配套监控软件构成。 视频监控可为安防系统、资产出入库、人员出入状况供应查询依据。 在教室前后门口各安装一个WiFi无线摄像头监控人员出入和资产的出入库状况，在教室内安装一个WiFi无线摄像头监控教室内部实时状况，所采集的影像经由远端射频单元传送至终端管理电脑，供应实时的监控数据。 序号 系统名称 设备名称 光载无线交换机 远端射频单元 1 物联网工程信息平台套件 有线交换机模块 1U服务器 光载无线网络管理软件 2 教学系

12、统 3 LED显示系统 4 人员考勤系统 5 资产管理系统 6 灯光限制系统 台式电脑 功放 音箱 无线麦克 拾音器 问答器 教学软件 LED面板 LED显示管理软件 高频标签 WiFi设备服务器 物联网人员管理软件 高频RFID读卡器 特高频读卡器 纸质标签 抗金属标签 WiFi设备服务器 物联网仓储物流管理软件光照传感器 人体传感器 WiFi设备服务器 灯光限制系统 窗帘限制系统 物联网才智家居管理软件 温湿度传感器 WiFi设备服务器 7 空调限制系统 中心空调电源限制器 立式空调 空调限制系统软件 门磁模块 8 门窗监视系统 安防主机报警系统主机 门窗监控系统软件 抽风机 9 通风换气

13、系统 CO2传感器 通风换气管理软件 WiFi摄像头 10 视频监控系统 物联网视频监控管理软件 四、试验项目 该试验方案可以完成物联网网络层、应用层和传感层的课程试验和综合试验，同时支持在此平台下，开展科研训练、困难综合设计试验、毕业设计及创新试验，下表列出了基本的试验项目： 试验项目表 物联网试验方案 设备 试验序号 试验1 试验2 试验3 物联网工程信息平台套件 试验4 试验5 试验6 物联网工程信息平台测试试验 无线信号分布试验 物联网信息平台的管理与配置试验 试验项目 有线局域网组网试验 无线局域网组网试验 有线和无线局域网混合组网试验 试验7 试验8 试验9 试验10 试验11 感

14、知层认知试验 网络层传输试验 感知层网络层接口试验 网络层应用层接口试验 应用层编程试验 嵌入式试验 WIFI设备服务器人员考勤系统 资产管理系统 才智照明系统 视频监控系统 空调限制系统 串联限制系统 综合 试验12 WiFi无线传感器试验-温湿度传感器 试验13 WiFi无线传感器试验-光照度传感器 试验14 温湿度传感器数据采集试验 试验15 光照度数据数据采集试验 试验16 温湿度传感器数据通信试验 试验17 光照度数据通信试验 试验18 WiFi设备服务器管理与配置 试验19 高频RFID应用试验 试验20 人员考勤系统设计试验 试验21 特高频RFID应用试验 试验22 货物盘点系

15、统设计试验 试验23 物联网才智灯光限制系统应用试验 试验24 物联网才智灯光限制系统开发实训 试验25 物联网视频监控应用实训 试验26 物联网视频监控系统开发实训 试验27 试验室空调限制系统应用实训 试验28 物联网空调限制系统开发实训 试验29 试验室窗帘限制系统应用实训 试验30 试验室窗帘限制系统开发实训 试验31 物联网人员管理应用实训 试验32 物联网物资管理应用实训 试验33 物联网人员物资管理系统开发实训 试验34 物联网综合应用开发实训 试验35 数据服务器管理与配置试验 试验36 试验37 试验38 试验39 物联网数据网关（中间件）设计实训 物联网网络编程试验 物联网

16、远程限制试验（B/S模式） 物联网远程限制试验（C/S模式） 才智教室建设解决方案（举荐） 才智教室整体解决方案 纬创才智教室解决方案 武汉高校才智教室解决方案12 才智校内建设解决方案 将来教室解决方案 才智社区解决方案 才智家庭解决方案 才智油田解决方案 才智社区解决方案 本文来源：网络收集与整理，如有侵权，请联系作者删除，谢谢！第13页 共13页第 13 页 共 13 页第 13 页 共 13 页第 13 页 共 13 页第 13 页 共 13 页第 13 页 共 13 页第 13 页 共 13 页第 13 页 共 13 页第 13 页 共 13 页第 13 页 共 13 页第 13 页 共 13 页