智慧教室方案-融智興華

北京融智興華智慧教室綜合管控系統(tǒng)技術(shù)方案書方案編制：北京融智興華科技有限公司二零一三年六月

目錄目錄 -2-一、背景 -3-二、系統(tǒng)綜述 -3-三、系統(tǒng)功能 -4-前端顯示子系統(tǒng) -4-空調(diào)控制子系統(tǒng) -5-通風(fēng)控制子系統(tǒng) -6-照明控制子系統(tǒng) -6-門窗監(jiān)視子系統(tǒng) -6-投影儀控制子系統(tǒng) -7-視頻監(jiān)控（選配） -7-四、軟件介紹 -7-軟件結(jié)構(gòu) -8-軟件界面 -9-五、系統(tǒng)功能特點(diǎn) -11-六、相關(guān)產(chǎn)品 -11-溫濕度傳感器 -11-紅外遙控器 -12-二氧化碳傳感器 -12-光照度傳感器 -13-LCD觸摸顯示屏 -13-智慧教室工作站 -13-七、聯(lián)系方式 -14-

一、背景隨著智慧地球、智慧城市等概念的提出和相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，充分利用傳感技術(shù)、紅外技術(shù)、人工智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來裝備教室和改善學(xué)習(xí)環(huán)境，以及建設(shè)智慧型教室已成為一個必然的選擇。教室是學(xué)生學(xué)習(xí)知識的場所，學(xué)習(xí)環(huán)境是促進(jìn)學(xué)生發(fā)展的各種支持性條件的統(tǒng)合，學(xué)生的任何學(xué)習(xí)活動都是在一定的學(xué)習(xí)環(huán)境中進(jìn)行的，離開學(xué)習(xí)環(huán)境的支持，學(xué)習(xí)活動就失去了依托，學(xué)習(xí)環(huán)境的優(yōu)劣直接關(guān)系著學(xué)生的學(xué)習(xí)與發(fā)展。學(xué)生對學(xué)習(xí)環(huán)境的知覺對其認(rèn)知和社會發(fā)展都發(fā)揮著重要作用。智慧教室解決方案旨在為學(xué)生提供一個良好的學(xué)習(xí)環(huán)境提高學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)積極性，為老師提供更科學(xué)更便利的管理模式。二、系統(tǒng)綜述智慧教室綜合管控系統(tǒng)是以先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，依托物聯(lián)網(wǎng)三層體系結(jié)構(gòu)（應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層、感知層）設(shè)計(jì)而成。運(yùn)用傳感器、執(zhí)行器等智能裝置通過人的策略控制對物理世界進(jìn)行感知識別，依托通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸和互聯(lián)，利用計(jì)算設(shè)施和軟件系統(tǒng)進(jìn)行信息處理和知識挖掘，實(shí)現(xiàn)人與物、物與物的信息交互和生產(chǎn)生活信息的無縫鏈接，進(jìn)而達(dá)到對物理世界的實(shí)時控制、精確管理和科學(xué)決策。融智興華智慧教室就是以先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為依托，為具備條件的教學(xué)單位的廣大師生創(chuàng)造一個更為智慧、綠色、節(jié)能的教學(xué)環(huán)境管理平臺，營造更為高效、舒適的教學(xué)環(huán)境，進(jìn)而推動教育事業(yè)的發(fā)展，為教育、教學(xué)提供有力支撐。其主要功能可分為空調(diào)控制子系統(tǒng)、通風(fēng)控制子系統(tǒng)、投影儀控制子系統(tǒng)、照明控制子系統(tǒng)、前端顯示子系統(tǒng)、門窗監(jiān)視子系統(tǒng)、視頻監(jiān)控子系統(tǒng)等。教育的主體是學(xué)生，無論是兒童、少年、青年還是成人，在國內(nèi)受教育的載體主要是學(xué)校，所以我們研發(fā)的智慧教室綜合管控系統(tǒng)，就是圍繞學(xué)生、圍繞教室、圍繞教學(xué)環(huán)境保障、圍繞教學(xué)主管部門和廣大師生的高?；佣归_的系統(tǒng)工程建設(shè)項(xiàng)目。系統(tǒng)的建設(shè)不僅可實(shí)現(xiàn)教室的溫濕度與空調(diào)、含氧量與通風(fēng)、光照度與燈光、投影機(jī)的使用與幕布/窗簾/照明等教學(xué)環(huán)境監(jiān)測變量與教學(xué)環(huán)境保障設(shè)備間的策略化管理的智能聯(lián)動，更可為教學(xué)任務(wù)調(diào)度變更、教務(wù)管理、考試等教學(xué)活動提供一個更為高效的網(wǎng)絡(luò)化的通知通告展示平臺。進(jìn)而對教育教學(xué)、教務(wù)管理、考務(wù)管理以及學(xué)生管理提供更為智能、高效和有力的物理環(huán)境支撐和信息傳遞交互環(huán)境支撐。圖2-1功能示意圖圖2-2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)連接圖三、系統(tǒng)功能前端顯示子系統(tǒng) 為每個教室配置一個前端顯示觸摸屏，安裝在教室門口，用來顯示班級信息，當(dāng)前課程信息，教室環(huán)境信息以及學(xué)校的通知信息。為學(xué)生和老師提供了便利。所需設(shè)備觸摸顯示屏、智能控制主機(jī)系統(tǒng)功能1、班級信息顯示，如：3年級1班，初三（2）班；2、當(dāng)前課程信息顯示，如：當(dāng)前課程：語文；授課老師：王老師；也可在二級界面顯示該班級的課表信息。3、環(huán)境信息顯示，包括教室的當(dāng)前溫度、濕度、CO2濃度、O2濃度、光照度等；4、通知信息顯示，用來顯示學(xué)校的一些重要通知，如，放假通知，學(xué)校新聞，調(diào)課信息、尋物啟事等。5、特殊通知顯示，該類通知為全屏顯示，如考場信息顯示或一些重要通知顯示，由上位機(jī)軟件控制顯示模式。空調(diào)控制子系統(tǒng)主要用來智能控制教室里的空調(diào)，通過感知教室里的溫度和濕度，來自動調(diào)節(jié)空調(diào)，使教室保持最適宜的溫度，合理的策略配置，可避免資源的浪費(fèi)，起到節(jié)能減排的效果。所需設(shè)備溫濕度傳感器、紅外控制器、空調(diào)系統(tǒng)功能1、通過溫濕度傳感器實(shí)時監(jiān)測教室內(nèi)部溫濕度，經(jīng)過數(shù)據(jù)分析，并根據(jù)所設(shè)置的閥值，當(dāng)室內(nèi)溫度高于最高門限值時自動打開空調(diào)，當(dāng)室內(nèi)溫度低于最低門限值自動關(guān)閉空調(diào)，實(shí)現(xiàn)教室內(nèi)溫度的自動控制。2、可通過軟件遠(yuǎn)程實(shí)時監(jiān)控各教室內(nèi)部溫濕度信息及空調(diào)狀態(tài)，也可為其設(shè)置控制策略。通風(fēng)控制子系統(tǒng)主要用來智能控制教室里的空氣流通，通過感知教室的CO2濃度及O2濃度來自動控制通風(fēng)設(shè)備，使教室保持良好的空氣質(zhì)量，使學(xué)生更能進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)。所需設(shè)備CO2傳感器、O2傳感器、通風(fēng)設(shè)備系統(tǒng)功能1、通過CO2傳感器和O2傳感器實(shí)時監(jiān)測教室內(nèi)空氣質(zhì)量，經(jīng)過數(shù)據(jù)分析，并根據(jù)所設(shè)置的閥值自動控制通風(fēng)設(shè)備。2、可通過軟件遠(yuǎn)程實(shí)時監(jiān)控各教室內(nèi)部空氣質(zhì)量及通風(fēng)狀態(tài)，也可為其設(shè)置控制策略。照明控制子系統(tǒng)主要用來智能控制教室里的照明燈，通過感知教室的光照強(qiáng)度來自動控制照明燈及窗簾的開關(guān)，避免了在不必要開燈的情況下造成的資源浪費(fèi)。所需設(shè)備光照度傳感器、電動窗簾、照明燈系統(tǒng)功能1、根據(jù)教室光照強(qiáng)度，自動控制窗簾的開、閉狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)光線調(diào)節(jié)。2、也可根據(jù)光照強(qiáng)度自動開關(guān)照明燈，實(shí)現(xiàn)燈光智能控制。3、可通過軟件遠(yuǎn)程實(shí)時監(jiān)測各教室的光照強(qiáng)度，及燈光和窗簾的開、關(guān)狀態(tài)，也可為其設(shè)置自動控制策略。門窗監(jiān)視子系統(tǒng)主要用于監(jiān)測教室門和窗戶的開關(guān)狀態(tài)，當(dāng)在放學(xué)時段門窗沒有關(guān)的情況下蜂鳴器會自動提示告警，為教室安全提供保障。所需設(shè)備門磁、窗磁、蜂鳴器系統(tǒng)功能1、門磁窗磁檢測門和窗戶的開關(guān)狀態(tài)，并將狀態(tài)信息實(shí)時上傳至服務(wù)器可通過軟件查看各教室門和窗戶的開關(guān)狀態(tài)。2、可通過軟件設(shè)置敏感時段，實(shí)現(xiàn)對門窗的自動監(jiān)視和告警。投影儀控制子系統(tǒng) 用于自動進(jìn)入投影模式，當(dāng)投影儀被打開時投影幕布自動放下，窗簾自動拉上。當(dāng)檢測到投影機(jī)關(guān)閉時，幕布收起，窗簾打開。所需設(shè)備投影儀、投影幕布、電動窗簾、電流感應(yīng)器系統(tǒng)功能 1、投影儀開關(guān)機(jī)狀態(tài)實(shí)時監(jiān)測。視頻監(jiān)控（選配）將視頻整合到上位機(jī)軟件，使軟件界面不僅顯示該班級的環(huán)境信息，通知信息，相應(yīng)的視頻也統(tǒng)一顯示。四、軟件介紹智慧教室綜合管控系統(tǒng)是基于J2EE架構(gòu)的一款純B/S結(jié)構(gòu)的解決方案，實(shí)現(xiàn)了以策略管理為核心的網(wǎng)絡(luò)化綜合管控系統(tǒng)，整個系統(tǒng)依托校園網(wǎng)絡(luò)。它從環(huán)境監(jiān)控、教室管理、班級管理、課表管理、工作站管理、LCD通知管理、人員管理來構(gòu)建整個智慧教室綜合管控系統(tǒng)。軟件結(jié)構(gòu)圖4-1軟件結(jié)構(gòu)五、系統(tǒng)功能特點(diǎn)1、軟件采用B/S結(jié)構(gòu)，被授權(quán)用戶可在任何地方通過瀏覽器登錄認(rèn)證操作，而不用安裝任何專門的軟件，客戶端零維護(hù)。2、教室端采用嵌入式智能物聯(lián)網(wǎng)終端、彩色液晶屏，教室端實(shí)時監(jiān)測、通知動態(tài)查詢、智能控制等功能均可在斷網(wǎng)狀態(tài)脫離上位機(jī)軟件獨(dú)立運(yùn)行。3、智慧教室聯(lián)動，基于用戶部署的控制策略，教室端氣體監(jiān)測自動聯(lián)動通風(fēng)，光照度監(jiān)測自動聯(lián)動照明窗簾，投影機(jī)狀態(tài)監(jiān)測自動聯(lián)動幕布、窗簾，一切按需智控。4、群組化電子通知，校領(lǐng)導(dǎo)、各級管理人員、班主任、教師，均可隨時通過瀏覽器登錄系統(tǒng)，向各自授權(quán)范圍內(nèi)的教室終端液晶屏發(fā)布電子通知、公告。5、動態(tài)電子課表，中心管理軟件可隨時向選定教室分發(fā)通知及電子課程表，教室端智慧教室工作站可動態(tài)顯示教室當(dāng)前課程信息，可動態(tài)查詢最新周課程表。6、教室健康度顯示，系統(tǒng)基于溫濕度、CO2以及光照度監(jiān)測數(shù)據(jù)，自動計(jì)算教室健康度，中心軟件及教室端的彩色液晶屏可查看每個教室的環(huán)境健康狀況，以五顆星分等級顯示，更清晰直觀。7、智慧電子班牌，教室端彩色液晶屏安裝于教室外，管理者可隨時在走廊了解教室所屬班級、當(dāng)前進(jìn)行課程/教師、室內(nèi)溫度、濕度、CO2、光照、投影狀態(tài)、照明狀態(tài)、空調(diào)狀態(tài)、窗磁狀態(tài)等管理所需信息。8、遠(yuǎn)程管理，校領(lǐng)導(dǎo)、班主任即被授權(quán)管理者可隨時登錄系統(tǒng)控管本班電源、空調(diào)、照明、通風(fēng)等設(shè)備設(shè)施。六、相關(guān)產(chǎn)品溫濕度傳感器量程：-20℃--85精度：＜±0.5℃(0--僅供參考，以實(shí)物為準(zhǔn)＜±3%RH(at23℃，僅供參考，以實(shí)物為準(zhǔn)長期穩(wěn)定性：＜0.1℃/5年，＜1%RH/5響應(yīng)時間：小于1S輸出：RS485供電：12VDC儲存環(huán)境：-40℃-90℃，0紅外遙控器僅供參考，以實(shí)物為準(zhǔn)供電電源 12vDC；25mA--60mA僅供參考，以實(shí)物為準(zhǔn)載波頻率 38KHz遙控距離 在10米以內(nèi)學(xué)習(xí)方式 自動識別溫度測量范圍 -10℃~串行輸出 RS485/RS232接口工作環(huán)境 -20℃~60尺寸 151×86×30mm重量 90g二氧化碳傳感器僅供參考，以實(shí)物為準(zhǔn)傳感器紅外非擴(kuò)散式(NDIR)僅供參考，以實(shí)物為準(zhǔn)精度±30ppm+3%當(dāng)前讀數(shù)穩(wěn)定性10年間<2%變化校準(zhǔn)ABCLogic自校驗(yàn)響應(yīng)時間<2分鐘90%的變化CO2量程0～2,000ppm傳感器壽命標(biāo)準(zhǔn)使用最高達(dá)15年供電12VAC/12VDC功耗W最大；W平均存儲環(huán)境0~50℃(32~122凈重180g光照度傳感器僅供參考，以實(shí)物為準(zhǔn)測量范圍0～2000Lux僅供參考，以實(shí)物為準(zhǔn)測量精度±3%FS測量分辨率1Lux或20lux產(chǎn)品外形105×105×60mm輸出RS485（Modus協(xié)議)波特率1200240048009600可設(shè)，地址可設(shè)0-99供電12VDC功耗<凈重<300gLCD觸摸顯示屏顯示屏類型：TFT顯示屏大?。捍绶直媛剩?024*768顏色：65K觸摸屏類型：4線電阻式觸摸屏工作電壓：DC6-42V，帶電源反接保護(hù)安裝方式：嵌入式安裝智慧教室工作站基于ARM處理器和uC