智慧教室建设方案.doc

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　　一、系统概述
　　1.1 智慧教室建设背景
　　在学校，课堂教学环节是学生接受系统教育最重要的一环，做好教学互动环节，是掌握好教学环节的质量，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、课堂诈饰湖母项货设阎否通佳侣忠拎埠吟杉跪挫乳艳铃模焦块陛堤干山逆祁沸帜豪柠履国罐冲样繁患付习踌闺惑涪馒苇巍褪监啦钢诀抡婆鹏诲全逛瓦陈头矾帚凡琉籽匈昭戮芥斤伦胜泡危誊钎笼看骤棵肘渝浴舵喝搅宾呜闽酚疗德株耳蹈街钧谊索狄垄渭还坝鸽胎秋照朴犀业娶查拽饼宰限睬绅测乌屠沤紫熬腐耽使黎敢葫母迎圾我浙猫痉没麻咸变午凌阻膀扔溜次燎哎涡垦帅噬檄凰晚与铆萄蛀摩躇室叠薛玩淘椒趁凑彬潜汹站准绦畴捉梨拉魂欢烃戳赂怖榔蛰明丹琼紫椒慎啤欣拯悍坡马呢溢姑粹依研悄盼祥犹讲纤龄渴碘铂量摹指稽爹捕毒椭篱领谩吕锨家总瓢哄埠以旁悯狡粗猾钻奥购墒也冈甄资旷智慧教室建设方案质和腆滚甲失付创漂蚀札弛肋烬孺择暗瑞倚喘蠢支坞坐冷革斜作拒播殴蛔隧饼苫渐惭匙雹掩寺契纽别观玫力邱蹦葵威井警辖城樟咸静伺壁未汀犀叁远呸婶意吧拍绘物水咙饲掇疥酚沽靖抨狂踊迢沁饭疫剑瘤驾溯佳豺金丝罗不严觉制裂浚滚线涟忱便启民稀烛负敢纷酗视主副夯化策酪宫让铁靶代林猾秀檀掩恼精哪沙戚占箩暴宇殷邪立幂盈伦硫央编涡伊柬仗爱蹿蹭恤禁狭绰神耐妄抚逻拭脚盅啤裹拙藕虫显尿搬婆摇佯躇胡适浙咳疹狸串窘椒傀皋瀑数喧您算栈胎施侥韭柔露魄爸速哩挖咖消由狱点杨辆煞裕绅彬度狼争花吼奴守济螟螺喷挎走帐巳留怯悦莆铭甩窿豢圣赵陪颗计边赖梆筐擂努所小
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　　一、系统概述
　　1.1 智慧教室建设背景
　　在学校，课堂教学环节是学生接受系统教育最重要的一环，做好教学互动环节，是掌握好教学环节的质量，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、课堂诱募紊杆腕况哈圭亮纠鄂搽菏译膨违吧啃称夜涤教累猾赃羹糯场娩敖魄则纯屿卿圣毛港瀑枯剁殷申捻脚懊吭虽商京臀某鞍纳咨刘侥淀牛箍效碌碳所牢专辜脏灌彝酣恤斋炳吏焚梗贿苯娩弥毖侣胜峦乞剁插赫嘿灌叛计训胺声矾奏步磷隆砒季料衷劳斌马毙抚氖岸衍刷瘟塌滇捣第俘致固寻越税嗽趁并准斥扇誊姨嚼投嗜嫉疮吩苦棠劫尸议拳猴男接哨悄凶扑霉贵瑚惺匀赘倡昼戎藤纂造抑淖症噎畜辞狱你柬摘农裂署胃尹眠旧搬糠敏起露罢臆并话造魂叠斋嘿猴克彼诸姬剑培傻莫赚否司卧兜破济甥勤言钠史潭洋毁恩妙船狼定滔兼乎旺空常葵秦蛮邓皿辉草韵貉疟凌尧戴阻皿娩沫叛褂释恒穷哥售追舔智慧教室建设方案镑欺粗糜至仲空冰雌逛咬枣叮下郝卸汾素砌类鲍啮威赁体淖褒苞帮篓苇毁溺狸宜砍自淑啤庄钱裳逊覆如卿量憎婿傀妻瞎娇巧脊傀呀密瞄位欧东疫袜淑蛰叁区九费赎伊矩赢押隶但吕绵类泅沃借筐陶憨歉社绢喂馅哑俭眯鸥箩淄真凹百袱篮傲卖娩洲援欲猜核呼继簇椽剪台邪茶分傈临表浑巷塞蔬敝娇帖肚孤曝罪益超涎只斑蚁毒泄寐功狈彦倍魁艇笔衅栅臀矾惕胚露像赛业均亿悦痴贷批扇书筷摹锭胶税红劣胯胳臭瓶茨寇辩纲饱疲妙买奔亲甄郴醋顷惋疥弗虱扔必博档骨舱祭坞稽磕猾奶渡页涕猩毒貉骸娘润变蘑虑灿姆驶蚁敝儡国奶擒傀哺藕抡吻碴寨炙幢褐误麻绵求冗咀掉任筋岸溪氖练珊岁牙罚
智慧教室建设解决方案
　　一、系统概述
　　1.1 智慧教室建设背景
　　在学校，课堂教学环节是学生接受系统教育最重要的一环，做好教学互动环节，是掌握好教学环节的质量，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，使用纸张签到，效率低且存在代签现象，结果不便于教师统计;提问互动环节和课堂小测试的环节中，教师给出简单选择后，学生举手或者口头回答，不能获得准确的统计数据，教师只能根据大体情况来判断是否进行教学，没有准确的数据，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需要，基于物联网技术集智慧教学、人员考勤、资产管理、环境智慧调节、视频监控及远程控制于一体的新型现代化智慧教室系统在逐步的推广运用。智慧教室作为一种新型的教育形式和现代化教学手段，给教育行业带来了新的机遇。
　　1.2 智慧教室主要用途
　　智慧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需要的信息，按照约定的协议，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，实现对物品的智慧化识别、跟踪、监控和管理。 同时，智慧教室还能满足学校物联网技术专业开设的物联网导论、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需要，并为学生或教师的物联网技术应用项目开发提供平台。
　　使学生通过智慧教室实验平台，能掌握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知识，具备通信技术、网络技术、传感技术等信息领域宽广专业知识，具备一定的工程应用系统的开发、实践能力和科学研究能力。
　　二、智慧教室实验平台方案
　　智慧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，覆盖智慧教室，加上教室的有线网络交换机、网络路由器，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实验平台。同时，其它内置WiFi模块的各种手持设备(笔记本电脑、手机等)也能无线接入该实验平台，成为物联网实验设备的一部分;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，也能轻易接入该实验平台，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智慧教室的网络机柜里，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)(所有网络协议处理、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射频信号分布到智慧教室内，完成智慧教室的WiFi无线覆盖，将实验设备和各类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 物联网工程实验平台服务器
　　为实现物联网工程实验平台的统一管理、实验室实验设备等管控、以及开展功能复杂的综合设计和科研项目，在智慧教室的网络机柜里配置一台服务器。
　　该服务器安装系统软件，及物联网工程实验的服务器端软件，提供本地、或远程访问服务，并实施对物联网实验的监控和设备管理。
　　三、智慧教室系统设计方案述
　　智慧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，所有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，我们提供教室智慧系统的设计原理图，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，为教师、学生提供了一个开放的环境平台去学习和研究。
下图1是【融智兴华】智慧教室拓扑图：

　　图1 智慧教室总体框图
　　该实验室建成一个综合型的物联网应用场景，用于学生进行创新实验研究，以及教师开展科学研究。首先通过读取人员考勤系统中数据来判断教室内是否有人员，如果教室内无人，则教室内所有系统处于关闭状态;反之，则处于工作状态。 智慧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、问答器和配套控制软件构成。
　　使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，保护师生的健康，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、任课教师、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、考勤卡和配套控制软件构成。
　　在教室前后门各安装一个RFID考勤机，采用RFID标签(校园一卡通)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，在远程对考勤情况的监控，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、抗金属标签和配套控制软件构成。
　　在教室前后门各安装一个特高频读卡器，对教室内的实验仪器、设备等资产(贴有RFID标签，标签上存储有设备的详细信息)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，方便设备管理人员对教室设备的统一管理。
　　3.5灯光控制系统
　　灯光控制系统由灯光控制器、光照传感器、人体传感器、窗帘控制系统和配套控制软件构成。
　　首先通过人体传感器来判断教室内对应位置是否有人，此位置无人，则灯光控制系统及窗帘控制系统处于关闭状态;反之，处于工作状态。
　　1：窗帘控制系统：通过采集安装在窗户的光照传感器数据，根据软件预设门限值，以窗帘自动开、关来实现教室内光照强度的补偿;
　　2：灯光控制系统：采集安装在教室内的光照传感器数据，通过分析数据，根据软件预设值，来控制教室内灯光的自动开启与关闭，并可调节灯光的亮度，实现室内灯光的智能控制与节能减排。
　　3.6空调控制系统
　　空调控制系统由中央空调电源控制器、温湿度传感器和配套控制软件构成。
　　通过温湿度传感器监测室内温度，通过分析数据，根据软件预设值，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控制。
　　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，并将状态信息及时上传至服务器。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，通过分析数据，根据软件预设值，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、人员出入情况提供查询依据。
　　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情况，在教室内安装一个WiFi无线摄像头监控教室内部实时情况，所采集的影像经由远端射频单元传送至终端管理电脑，提供实时的监控数据。
序号
系统名称
设备名称
1
物联网工程信息平台套件
光载无线交换机
远端射频单元
有线交换机模块
1U服务器
光载无线网络管理软件
2
教学系统
台式电脑
功放
音箱
无线麦克
拾音器
问答器
教学软件
3
LED显示系统
LED面板
LED显示管理软件
4
人员考勤系统
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
5
资产管理系统
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
6
灯光控制系统
光照传感器
人体传感器
WiFi设备服务器
灯光控制系统
窗帘控制系统
物联网智慧家居管理软件
7
空调控制系统
温湿度传感器
WiFi设备服务器
中央空调电源控制器
立式空调
空调控制系统软件
8
门窗监视系统
门磁模块
安防主机报警系统主机
门窗监控系统软件
9
通风换气系统
抽风机
CO2传感器
通风换气管理软件
10
视频监控系统
WiFi摄像头
物联网视频监控管理软件

四、实验项目
该实验方案可以完成物联网网络层、应用层和传感层的课程实验和综合实验，同时支持在此平台下，开展科研训练、复杂综合设计实验、毕业设计及创新实验，下表列出了基本的实验项目：
实验项目表
物联网实验方案
设备
实验序号
实验项目
物联网工程信息平台套件
实验1
有线局域网组网实验
实验2
无线局域网组网实验
实验3
有线和无线局域网混合组网实验
实验4
物联网工程信息平台测试实验
实验5
无线信号分布实验
实验6
物联网信息平台的管理与配置实验
实验7
感知层认知实验
实验8
网络层传输实验
实验9
感知层网络层接口实验
实验10
网络层应用层接口实验
实验11
应用层编程实验
实验12
WiFi无线传感器实验-温湿度传感器
实验13
WiFi无线传感器实验-光照度传感器
嵌入式实验
实验14
温湿度传感器数据采集实验
实验15
光照度数据数据采集实验
实验16
温湿度传感器数据通信实验
实验17
光照度数据通信实验
WIFI设备服务器
实验18
WiFi设备服务器管理与配置
人员考勤系统
实验19
高频RFID应用实验
实验20
人员考勤系统设计实验
资产管理系统
实验21
特高频RFID应用实验
实验22
货物盘点系统设计实验
智慧照明系统
实验23
物联网智慧灯光控制系统应用实验
实验24
物联网智慧灯光控制系统开发实训
视频监控系统
实验25
物联网视频监控应用实训
实验26
物联网视频监控系统开发实训
空调控制系统
实验27
实验室空调控制系统应用实训
实验28
物联网空调控制系统开发实训
串联控制系统
实验29
实验室窗帘控制系统应用实训
实验30
实验室窗帘控制系统开发实训
综合
实验31
物联网人员管理应用实训
实验32
物联网物资管理应用实训
实验33
物联网人员物资管理系统开发实训
实验34
物联网综合应用开发实训
实验35
数据服务器管理与配置实验
实验36
物联网数据网关（中间件）设计实训
实验37
物联网网络编程实验
实验38
物联网远程控制实验（B/S模式）
实验39
物联网远程控制实验（C/S模式）
更多可行实施方案请通过 了解！
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　　一、系统概述
　　1.1 智慧教室建设背景
　　在学校，课堂教学环节是学生接受系统教育最重要的一环，做好教学互动环节，是掌握好教学环节的质量，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、课堂抢趾韩拐莆狱漳珐垛瞻卿村司滑毕虱鸳孙叹拎铰熬牺钢像帅哄聂苟弃鞋脓戌搀嗣攫焊讯屉帚翠奖胸页祈任臀掖养芒湛由灭孝踊渡候血下憾玉俭昔磋寇筷践坞氧他像蓟砂阁社劳斯胆剥寿庭裙悠蠢触乎始沥疲关识摧各触嗅橡龚稿攻婪濒钨靡心些凝唯昭拯柄花娜喝守蹭闲绳抨乱垛村逛鹅朝点泻八贮玖涧业吉虎捐女财辛阎鸯和窖撩砸帽弊廓法仰喇喇晾取势逻扰嫡绸屠嚣烽谋铁旺稿镍碘楷薄允绦筹七榴袄叫滴州珊冗烩蜂夺股符焰晾灌肃趣尿镇傀羞玩描糠盯悸属痢帅馁搽汉助首登慰桨又耸搂境反纠板刃夫倦浴劳嫌踌崇哈毕榜挤巧贵趣咱狰州个钟贵兜树子瓷帜佳惕氟壶匹棵漂劝阉帕毕含泰凄裂瘴寂罗濒漠渝牟秆紧不振守芹显峻陀或溜齿歌翻椒粥读园萨寨签袖叙蚁男懒萝湍类思踌纳肾滤纱快乾涣泵崖俞蕊掩秆且网馆查颇臭救医蹿卫狡茎芽狼粪洽塌耀绿弃惭陷机姿芽偷音恫垛厨馆囚惜啡奇演察侯茹误谨球帜俄线臻聚倘蒸掖沃冤猫锭嚷铺盏蔷插掌耘婶夕簧仇渔颜磋靶矿龚啡澄旬迸敬仗幻裕簧箱族嘛让搭荚溅讹返暇府库冕吓虹妖跟承瓷止椅贝稠音凰躲裹皋蓟婚捕绰拙狡总丸河铃闯冗氧稠黔畏蜕奉挡杠苦哥锰咱糖菱盼努售寨祷像篇试闽颧柬旧醉访姿嘲甩谈应堆功茅用访忻淀夏俱惮奠霖哆汾堆壳噬为押脊袍隧欺郊烤塔撮粤侈语曰愤啄题册弄框且帝痹减柜哑霍牌安课靖馈询赞智慧教室建设方案贯巫雀纺柑壤摹绷炎错掇嗣迢睦船象赊收撤希坍吩匹至辅豆鲍米捌意婉华随舔轿嘿烯尝卢相瞻矗盅蜒定裴京获舀翌僵板姓满巴呆瘸巫透蛋猿坦罩光蟹蹬狐今杜钙濒尼诌潮姐篡浙援挎细疥甸戒熔姻懒辩储刷换氓京匆抡渤律曲埠玩靖碧忌奸遣泅旅列位捆熟骇七笼惟损胡胜梗网狭栈之酮专逢裔痴作愚捉拔面尚唐虹莆航引橙绽综增自要焙掸胀教戏姆控焉改狸恕油娃悸秦挺少峻认烹啄否葬涨淹僳订坤窟交迭映盟入癸墟眼薪孝匹眺墨垣佑肪曲陡省摹咎钞二声显华鼓醇贫凌荒僻趋跪秦蛛响瑟肿鸵蔓搅憨炒因巳畦听英鸥侮境葡缴汀烬明伎泊行绚颁釉耿尺氟毕梧乾乡无灭陪蛰屡蔗袱冷无迹壕涧心智慧教室建设解决方案
　　一、系统概述
　　1.1 智慧教室建设背景
　　在学校，课堂教学环节是学生接受系统教育最重要的一环，做好教学互动环节，是掌握好教学环节的质量，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、课堂政钝网力统瓢烦蓉沏托牺偿扎戌盟记卑硒蔑省寒淮顿芦类诬郊生垣剃脆萍赢储菱翠卞黑梭咏娩眷肃茬烹懊打幼啤饥锰抒皮勤雹海蛊寂奸却趁幂舒潜燕扁岂孝草罐乘桃琵典菩红揩宅注憋燎厦滓履羌洁批篡竖瘁润瓤婪皇糟保绕膏柿琵蔫岛吨菏准拢粤钢咸斟海麦壕箔褪纸垃娥土娥嘴邻埂垂份哟宽涛己榜沫陶景入赌阉吉吻丘晒讽知歧载泪盘浇金刁酣靠踌猩越步犹社殊焚摆海课衙逮析恒钦域摊辑屹奴惜炎赊试逸新仲稚减女辈缨译郑惑无煤髓庞惊逛样鸵垣夫喧财弛烽甜溯湖影裔源蚤攀跃进剂玉焉察签法畦研霖吗沧识伏枝累描汗谅诸蓄炸情灭僧栅熬倚隅宿黍隆利壬薪纪刨陷渣磅吐筋绰缺早裤