首页>解决方案<返回

智慧教室解决方案

Time: 2016/04/13 02:35- 阅读(593次)

、智慧教室概述

1.智慧教室建设背景

在学校,课堂教学是学生接受系统教育最重要的一环,而课堂教学大部分在教室进行,因此,打造安全、健康、高效的智慧教室至关重要,既是提高教学质量的手段,也是确保教师学生身体健康的关键。传统教学中,课程开始前教师需要签到或点名,浪费大量时间;教学过程中的场景切换总是造成教学短暂停顿;学生寻找自习室时,没有任何渠道发布关于教室占用情况的信息,还有教室学生密集,造成教室空气差,温度高,学生容易瞌睡,传统教室已经不适应现代化教学的需要。
       智慧教室既是提高教学质量的手段,也是确保教师学生身体健康的关键。传统手段无法形成大数据,无法利用大数据分析技术提升教学水平和管理水平,而智慧教室基于物联网技术,集信息发布、人员考勤、资产管理、环境智控、智能照明、视频监控、能源管理及远程控制于一体,正在被逐步的推广运用。作为一种新型的教育形式和现代化教学手段,它给教育行业带来了新的机遇。

2. 智慧教室原理及用途

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)。它运用无线传感(ZigBee)、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,再按照约定的协议,把任何物品与互联网相连,实现物与物、物与人的泛在连接,最终实现对物品的智慧化识别、跟踪、监控和管理。 同时,智慧教室还能满足大学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教学需要,为物联网技术应用项目开发提供平台。
       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,最终目的为培养具备通信技术、网络技术、传感技术等信息领域宽广专业知识,具备一定工程应用系统的开发、实践能力和科学研究能力的复合型人才。

二、智慧教室技术架构

智慧教室以智慧校园集成管理平台为基础,以物联网的三个层次(应用层、网络层、感知层)为系统框架:感知层采用无线传感网络技术ZigBee,即所有传感器、执行器、控制器之间通过ZigBee无线通信;网络层由路由器、中控主机和网关构成。网关负责将感知层与网络层之间的协议转换,实现互联网/移动互联网与ZigBee无线传感网络之间的数据交换,中控主机实现教室内的控制逻辑,达成所有控制策略,如智能照明照度感应控制、空调温度调节等,路由器负责将众多教室组网,形成教室管控网络;应用层主要是面向终端用户,例如管理人员、教师面对的应用界面,由中央服务器和智慧校园集成管理云平台构成。同时教师学生还可通过电脑、手机接入物联网系统,以智慧教室物联网平台作为工程应用实训平台。

 

三、智慧教室设计方案描述

智慧教室是课堂教学的场所,一方面为师生提供智能的教学环境,另一方面为师生提供先进的实训场所。智慧教室包括以下几个系统:

1. 电子班牌

电子班牌是Android智能操作系统的触摸屏,安装于教室门口,显示教室占用状态、教室课程表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)。也可作为学校的信息发布显示屏,发布通知、广告等。

2.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。通过智慧校园集成管理平台调出本月授课考勤记录,准确识别出班级所有人员的缺勤情况,时间精确到秒,既节省了时间,又杜绝了别人代替签到的问题,给日常教学管理提供了巨大帮助。

3.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。

4.灯光控制系统

亮度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。原理为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。

5.空调控制系统

空调控制系统由中央空调红外控制器、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。                                

6.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(如夜间),实施对窗户的自动监视和报警。

7.通风换气系统

通风换气系统由新风机、CO2传感器、PM2.5传感器和配套监控软件构成。CO2传感器监测室内的CO2浓度,根据软件预设值,当室内CO2浓度高于软件门限值时,自动开启新风机补充室外空气,降低室内CO2的浓度。PM2.5传感器监测室内外的PM2.5浓度,同理,当PM2.5浓度高于软件门限值时自动开启新风机,通过室内循环进行空气净化,提高室内空气洁净度。

8.视频监控系统

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,还可为领导查看教学情况,远程观察考核教学效果。该系统由WiFi控制的无线摄像头和配套监控软件构成。在教室前后门口各安装一个摄像头监控人员出入和资产的出入情况,在教室内安装一个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。

索普特(北京)科技股份有限公司     索普特版权所有 © 2008-2018 . 京ICP备14099248号-1