建設(shè)目標(biāo)

建設(shè)背景

為了配合相關(guān)政策，貫徹落實(shí)教育部《教育信息化 2.0 行動計劃》、《中小學(xué)數(shù)字校園建設(shè)規(guī)范（試行）》、《教育信息化發(fā)展“十三五”規(guī)劃》和《中小學(xué)智慧校園建設(shè)指南（試行）》、《中小學(xué)智慧教室建設(shè)指南（試行）》等文件精神，推進(jìn)教育現(xiàn)代化建設(shè)，促進(jìn)教育教學(xué)質(zhì)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(xué)、管、評、研等學(xué)校核心業(yè)務(wù)及其主要環(huán)節(jié)，充分利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人工智能技術(shù)和現(xiàn)代教育技術(shù)裝備，結(jié)合現(xiàn)代優(yōu)秀教學(xué)理論成果，促進(jìn)現(xiàn)代教育技術(shù)裝備與教育教學(xué)深度融合，推進(jìn)學(xué)習(xí)方式和教學(xué)模式創(chuàng)新，有效提高教育教學(xué)質(zhì)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(xué)校每個教室基本都接入了大量終端設(shè)備，如班班通設(shè)備（觸控大屏、投影、電子白板、電腦、音箱）、錄播設(shè)備等，再加上教室正常所需的一些電器設(shè)備，如空調(diào)、風(fēng)扇、照明燈、電動窗簾等設(shè)備，每一種設(shè)備都是單項(xiàng)控制，給設(shè)備管理員帶來了大量的工作負(fù)擔(dān)，同時也提升了安全事故的發(fā)生概率。學(xué)校通過信息化改造后，采購的信息化設(shè)備長時間內(nèi)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(shè)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(diǎn)。

方案概述

落實(shí)《校園信息化2.0行動計劃》，加速校園信息化建設(shè)步伐，深入堅持信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合理念，向網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、智能化、個性化和終身化方向努力邁進(jìn)。

校園信息化建設(shè)推進(jìn)，為了滿足設(shè)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(nèi)室外的廣播系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)，解決信息化建設(shè)過程中設(shè)備管理難、維護(hù)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(shí)現(xiàn)以校園物聯(lián)為基礎(chǔ)，將整個校園的教育信息化設(shè)備融合到一個平臺，讓智慧校園實(shí)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(xué)校里面的基礎(chǔ)設(shè)備（燈光、空調(diào)、風(fēng)扇、電動窗簾、電閘等）、班班通教學(xué)設(shè)備（觸控一體機(jī)、教學(xué)投影機(jī)、視頻展臺、教室擴(kuò)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(jìn)行可視化、便捷化的統(tǒng)一管理。

智慧教室超融合解決方案

智慧教室超融合解決方案以超融合服務(wù)管理應(yīng)用平臺為核心，結(jié)合智慧終端系統(tǒng)硬件，通過無線和校園網(wǎng)連接，形成完整的智慧教室超融合解決方案，系統(tǒng)覆蓋學(xué)校各種多媒體應(yīng)用和系統(tǒng)，包含校園電視臺直播轉(zhuǎn)播、校園廣播、設(shè)備集中控制、電器設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)管理、教室擴(kuò)聲系統(tǒng)、多系統(tǒng)融合、電教設(shè)備整合等等。

軟件平臺概述

智慧教室超融合管理平臺，學(xué)校管理員通過超融合平臺建立廣播任務(wù)、控制管理任務(wù)、控制設(shè)備狀態(tài)、評估設(shè)備使用效率等，軟件平臺可以通過web進(jìn)行控制管理，也可以通過微信小程序進(jìn)行遠(yuǎn)程管理、緊急通知等等；

系統(tǒng)設(shè)置簡單，web設(shè)置完成后微信小程序自動生成對應(yīng)的管理界面，通過授權(quán)分級的管理方式進(jìn)行系統(tǒng)的管理和維護(hù)。

軟件基礎(chǔ)系統(tǒng)

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(wǎng)段直播，方便校園網(wǎng)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(shí)現(xiàn)多達(dá)200多個音視頻碼流同時播放。

通過校園卡信息與課表導(dǎo)入實(shí)現(xiàn)課程與進(jìn)行綁定，設(shè)定對應(yīng)的控制方式和流程，可以設(shè)置不同的管理權(quán)限，可以分權(quán)限控制不同的設(shè)備包括投影機(jī)、電腦、燈光、風(fēng)扇、空調(diào)等的，通過微信小程序可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)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(wù)器管理進(jìn)行數(shù)據(jù)備份處理，服務(wù)器斷電斷網(wǎng)情況下教室設(shè)備可以正常使用，斷電不會破壞服務(wù)器內(nèi)部數(shù)據(jù)和任務(wù)。

基本功能概述

通過校園綜合服務(wù)器可遠(yuǎn)程和本地互動式管理，遠(yuǎn)程開啟、開機(jī)、關(guān)機(jī)中控和投影機(jī)、電腦等外界顯示設(shè)備，一鍵控制和管理定時任務(wù)，通過互聯(lián)網(wǎng)可遠(yuǎn)程配置及升級固件系統(tǒng)。通過校園網(wǎng)可以登錄并控制服務(wù)器的各項(xiàng)管理和任務(wù)，在校園網(wǎng)內(nèi)支持有線和無線連接，系統(tǒng)支持云端管理，通過不同的應(yīng)用場景、不同的權(quán)限設(shè)置，超融合平臺可接入三個端口進(jìn)行管控。

    主要包含物聯(lián)網(wǎng)及教室設(shè)備管理，可以管理電教設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備等等；校園廣播管理，廣播包含了日常的打鈴任務(wù)、視頻直播、點(diǎn)播任務(wù)，定時定點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)音視頻推送，遠(yuǎn)程巡課，緊急廣播以及設(shè)備對講工作；系統(tǒng)設(shè)置、用戶管理、權(quán)限設(shè)置服務(wù)器管理等；各種消息通知管理以及電教設(shè)備基礎(chǔ)使用數(shù)據(jù)等等。

功能應(yīng)用場景

基于智慧校園融合平臺和教室的智慧終端，用最少的設(shè)備實(shí)現(xiàn)教室教學(xué)的多種應(yīng)用功能，包括：多媒體設(shè)備智能集控系統(tǒng)、智能空調(diào)管理系統(tǒng)、遠(yuǎn)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(zhuǎn)播系統(tǒng)、互動直播系統(tǒng)、圖文信息發(fā)布系統(tǒng)、無線擴(kuò)聲系統(tǒng)、微信聲音圖像直播、實(shí)時對講系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、能耗統(tǒng)計系統(tǒng)、設(shè)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(shè)備多媒體、通信、互聯(lián)網(wǎng)功能，每一個教室通過一臺智能終端既可以實(shí)現(xiàn)多種應(yīng)用功能。

設(shè)備智能集控系統(tǒng)

每個教室通過智慧終端連接校園服務(wù)器，智慧終端可直接連接投影機(jī)、觸控一體機(jī)、音箱、實(shí)物展臺、高清攝像頭、錄播設(shè)備、電腦，通過物聯(lián)模塊可連接燈、風(fēng)扇、空調(diào)、門禁等設(shè)備。

可將教室里面相互獨(dú)立的班班通、錄播、用電設(shè)備等融合在一個平臺，讓設(shè)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(shè)備集控可以通過多種方式進(jìn)行管理，包括手機(jī)微信小程序、web控制臺以及教室控制面板，強(qiáng)大的擴(kuò)展和兼容功能，能夠兼容大部分教室原有設(shè)備，靈活擴(kuò)展，系統(tǒng)自定義各種應(yīng)用模塊，添加即可管理，并生產(chǎn)多種控制模式。

方便設(shè)備管理，能夠保證在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問題時本地控制面板依然可以對教室設(shè)備進(jìn)行控制管理。

常用功能一鍵完成，可以實(shí)現(xiàn)教室電教設(shè)備一鍵開機(jī)，一鍵上課。無需單獨(dú)啟動每一個設(shè)備。

校園IP數(shù)字廣播系統(tǒng)

可以實(shí)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(qiáng)制視頻推送，緊急通知以及手機(jī)緊急廣播等功能，配合攝像頭和顯示設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)多教室互動教學(xué)以及校園廣播站和校園電視臺建設(shè)。

該系統(tǒng)施工維護(hù)簡單，操作方便，設(shè)備少，應(yīng)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(shí)現(xiàn)強(qiáng)制廣播和自動廣播等功能，廣播發(fā)起人在有權(quán)限的情況下可以在任何有網(wǎng)絡(luò)的地方發(fā)起緊急廣播功能。

配合校園的一些消防、預(yù)警、地震等緊急按鈕，可以實(shí)現(xiàn)校園內(nèi)一鍵廣播，方便快捷；校園廣播覆蓋整個校園，可以實(shí)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(hù)，讓智慧校園設(shè)備真正服務(wù)教學(xué)服務(wù)師生?？梢詫?shí)現(xiàn)以下音頻廣播：

2 定時打鈴：預(yù)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(zhuǎn)播電臺。

2 實(shí)時呼叫：分組，分點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時呼叫。

2 聽力考試：同—時間多任務(wù)，不同分組、分點(diǎn)播放。

2 調(diào)課管理：按照日期進(jìn)行多任務(wù)調(diào)課管理。

2 情景廣播：預(yù)設(shè)多任務(wù)不同情景模式播放，啟用、禁用模式功能。

2 微信遠(yuǎn)程點(diǎn)播：遙控點(diǎn)播國歌、廣播體操等應(yīng)用。

2 微信遠(yuǎn)程直播：緊急情況或者針對部分班級進(jìn)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。

高清音視頻直轉(zhuǎn)播系統(tǒng)

全數(shù)字高清音視頻直轉(zhuǎn)播系統(tǒng)，摒棄傳統(tǒng)布線方式依然使用現(xiàn)有TCP/IP網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)實(shí)時傳輸音頻及高清視頻。真正以高度集成的設(shè)計及手段完成校園多業(yè)務(wù)系統(tǒng)、多設(shè)備、多鏈路的智能融合。針對不同區(qū)域定時定點(diǎn)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(wù)聯(lián)動開啟各種教室內(nèi)的多媒體設(shè)備，無需提前通知教室內(nèi)人員進(jìn)行設(shè)備開關(guān)機(jī)等操作。

主要應(yīng)用包括重大賽事或者互動直播轉(zhuǎn)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(diǎn)：

2 定時播出

將媒體庫中的媒體資源、文字信息等媒介依預(yù)先預(yù)定的時間向已分組的音視頻終端進(jìn)行播出服務(wù)。所有的媒體播出任務(wù)均可設(shè)定級別與時間限制。

2 轉(zhuǎn)播直播

依托TCP/IP網(wǎng)絡(luò)，將現(xiàn)場實(shí)時場景點(diǎn)對點(diǎn)、點(diǎn)對組以全高清格式發(fā)布至音視頻播放終端，定時點(diǎn)播互聯(lián)網(wǎng)或局域網(wǎng)視頻資源，并向局域網(wǎng)內(nèi)任何音視頻播放終端進(jìn)行單點(diǎn)或者分組轉(zhuǎn)播，支持RTMP點(diǎn)播協(xié)議，通過連接機(jī)頂盒或者其他多媒體源可以利用以直播的方式實(shí)現(xiàn)重大賽事直播轉(zhuǎn)播等功能。

2 設(shè)備管理

所有音視頻播放終端均可進(jìn)行預(yù)先模式設(shè)定、遠(yuǎn)程管理，對來自服務(wù)端的音視頻廣播均可實(shí)時強(qiáng)切或者選擇強(qiáng)切，在無人值守的情況下自動激活或者關(guān)閉所連接的顯示設(shè)備（如投影機(jī)、液晶顯示終端、音響等）。

2 媒體管理

強(qiáng)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(shè)備直播

通過智慧終端和教室多媒體設(shè)備入攝像頭、話筒、電腦、屏幕等設(shè)備實(shí)現(xiàn)本教室的聲音圖像可以實(shí)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(wù)。

圖文信息發(fā)布系統(tǒng)

互聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模應(yīng)用于普及，使人們獲取信息資源的方式產(chǎn)生了巨大的改變，視覺傳達(dá)已成為最有效最直接的表達(dá)方式，當(dāng)然現(xiàn)代校園也不應(yīng)例外。在原有智能多業(yè)務(wù)平臺基礎(chǔ)上增加信息發(fā)布功能，室內(nèi)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(shí)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(gòu)建面向校園的文化展示、個性教學(xué)、通知信息、智能播出等全自動智能業(yè)務(wù)。通過角色授權(quán)，用戶授權(quán)可方便進(jìn)行信息的發(fā)布與設(shè)定智能播出的時間。

教室內(nèi)通過智慧終端可以實(shí)現(xiàn)圖文發(fā)布，對于其他區(qū)域可以增加相應(yīng)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(shí)現(xiàn)圖文及視頻發(fā)布。

無線擴(kuò)聲系統(tǒng)

一臺智慧終端可以同時支持2個無線麥克風(fēng)擴(kuò)聲，麥克風(fēng)使用時，距離講臺（控制面板）2 米之內(nèi)開機(jī)，話筒自動與面板進(jìn)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(nèi)超過 2 只麥克風(fēng)，則第三只需要在前面話筒離開或者關(guān)機(jī)之后才可使用。

    無線麥克風(fēng)支持更換各種咪頭，包括頭戴咪頭以及領(lǐng)夾咪頭，方便不同教師使用習(xí)慣。

支持無線充電技術(shù)，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(shí)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(nèi)置1000mAh 鋰電池，可以實(shí)現(xiàn)8小時連續(xù)講課。面板自動實(shí)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(wǎng)系統(tǒng)

物聯(lián)網(wǎng)主要管理校園電器設(shè)備，包括燈光、風(fēng)扇、空調(diào)、窗簾、門禁等設(shè)備作為門禁使用，作為門禁使用是該模塊的一大亮點(diǎn)，即我們在每個教室內(nèi)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(shí)現(xiàn)校園卡的開門，掃碼開門等功能。在教室內(nèi)部可以增加一個手動開關(guān)用于內(nèi)部按鍵開關(guān)。

整個開鎖的過程：刷卡后，物控模塊通過終端與校園服務(wù)器相連，通過后臺認(rèn)證該IC卡具有開門的權(quán)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(shè)置改班級的（此門的開鎖二維碼）手機(jī)掃碼后，通過后臺確認(rèn)該手機(jī)號有此門的開門權(quán)限，則后臺服務(wù)器將信息下發(fā)給終端發(fā)給控制模塊，實(shí)現(xiàn)開鎖功能。

該模塊還預(yù)留兩個引腳用于教室內(nèi)部開鎖使用，即按鍵開門，可以安裝在教室內(nèi)部。

物聯(lián)網(wǎng)所有控制設(shè)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。

微信小程序可管理整個校園電教設(shè)備

通過微信小程序配合智慧終端和物控模塊，可以實(shí)現(xiàn)對整個校園的設(shè)備管理和使用，通過微信小程序可以向校內(nèi)的教室或者相關(guān)人員手機(jī)微信發(fā)送通知，對于緊急廣播，在有權(quán)限的情況下可以指定廣播區(qū)域，進(jìn)行強(qiáng)制音頻或者音視頻廣播。按下啟動按鈕進(jìn)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(yīng)用需求。

能耗統(tǒng)計系統(tǒng)

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(jìn)行圖表化展示，方便學(xué)校各級領(lǐng)導(dǎo)及管理者查看。

設(shè)備使用頻率統(tǒng)計系統(tǒng)

通過智慧終端，將宿舍的燈、音箱接入系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)宿舍定時開燈關(guān)燈、定時打鈴、遠(yuǎn)程廣播通知等。