智慧校园综合信息管理平台建设解决方案_V1.5_20160321_02.doc

智慧校园智慧校园 综合信息管理平台建设综合信息管理平台建设 技技 术术 方方 案案 目录目录 前前 言言 3 第一章第一章 概述概述 6 1 1 智慧校园建设理念 6 1 2 智慧校园建设内容 7 第二章第二章 需求分析需求分析 10 2 1 总体需求 10 2 1 1 一站式服务需求 10 2 1 2 标准化需求 10 2 1 3 开放性需求 10 2 1 4 数据共享需求 10 2 2 具体需求 11 第三章第三章 解决方案解决方案 13 3 1 总体设计 13 3 1 1 设计原则 13 3 1 2 设计思路 14 3 1 3 系统架构 18 3 1 4 系统特点 19 3 23 2 建设内容建设内容 26 3 2 1 智慧教学环境管理子系统 26 3 3 2 2 录播子系统 38 3 2 3 媒体资源管理子系统 51 3 2 4 教学信息发布子系统 57 3 2 5 数字音频广播子系统 61 3 2 6 校园 IPTV 子系统 65 3 2 7 教室预约管理子系统 68 3 3 2 8 教学质量评价子系统 85 第四章第四章 项目预期效益项目预期效益 89 4 14 1 微观效益微观效益 89 4 24 2 宏观效益宏观效益 89 前言前言 当前 云计算 大数据 物联网 移动计算等新技术不断涌现 经济社会 各行业信息化步伐不断加快 社会整体信息化程度不断加深 信息技术对教育 的革命性影响日趋明显 党的十八大以来 特别是中央网络安全和信息化领导 小组成立后 党中央 国务院对网络安全和信息化工作的重视程度前所未有 互联网 行动计划 促进大数据发展行动纲要等有关政策密集出台 信息化信息化 已成为国家战略已成为国家战略 教育信息化正迎来重大历史发展机遇 习近平主席在致首届 国际教育信息化大会的贺信中 积极推动信息技术与教育融合创新发展积极推动信息技术与教育融合创新发展 坚持不懈推进教育信息化 努力以信息化为手段扩大优质教育资源覆盖面 的论述指明了教育信息化工作的目标 方向和途径 十三五十三五 期间 进一步深入推进教育综合改革 在更高层次上促进教育期间 进一步深入推进教育综合改革 在更高层次上促进教育 公平 全面提升教育质量 基本实现教育现代化等重要任务对教育信息化提出公平 全面提升教育质量 基本实现教育现代化等重要任务对教育信息化提出 更高要求 也为教育信息化提供了更为广阔的发展空间 教育信息化工作必须更高要求 也为教育信息化提供了更为广阔的发展空间 教育信息化工作必须 牢牢把握住这一难得的历史机遇 牢牢把握住这一难得的历史机遇 教育部 十三五 教育信息化的指导思想是要以中央 四个全面 战略布 局统揽全局 以 构建网络化 数字化 个性化 终身化的教育体系 建设 人人皆学 处处能学 时时可学人人皆学 处处能学 时时可学 的学习型社会 培养大批创新人才培养大批创新人才 为发 展目标 按照 服务全局 融合创新 深化应用 完善机制服务全局 融合创新 深化应用 完善机制 的原则 因应信 息时代发展需求 加快转变发展理念 各方重视 多方参与 稳步推进教育信 息化各项工作 更好地支撑教育改革和发展 更好地推动教育思想和理念的转 变 更好地服务师生信息素养的提升 更好地促进学生的全面发展 形成与教 育现代化发展目标相适应的教育信息化体系 充分发挥信息技术对教育的革命 性影响作用 加快推动信息技术与教育教学融合创新发展 大力推进 三通两 平台 建设与应用 提高师生信息素养 普及信息化教学常态应用 完善国家 教育资源公共服务体系 充分利用市场机制建设在线开放课程等优质数字教育 资源 推进线上线下结合的课程共享与应用 推动教育信息管理系统的整合与 应用 落实信息安全等级保护制度 提升信息安全保障能力 国务院印发的 统筹推进世界一流大学和一流学科建设总体方案 中明确 指出 建设世界一流大学和一流学科 是党中央 国务院作出的重大战略决策 对于提升我国教育发展水平 增强国家核心竞争力 奠定长远发展基础 具有 十分重要的意义 按照中央智慧教育发展有关精神 大学智慧校园建设应该具备以下几个核 心元素 全面感知 全面感知 全面感知包括两个方面 一是传感器可以随时随地感知 捕获和传递有关人 设备 资源的信息 二是对学习者个体特征 学习偏好 认知特征 注意状态 学习风格等 和 学习情景 学习时间 学习空间 学习伙伴 学习活动等 的感知 捕获和传递 异构网络的融合 异构网络的融合 基于网络和通信技术 特别是移动互联网技术 智慧校园支持所有软件系 统和硬件设备的连接 信息感知后可迅速 实时的传递 这是所有用户按照全 新的方式协作学习 协同工作的基础 海量数据支撑 海量数据支撑 依据数据挖掘和建模技术 智慧校园可以在 海量 校园数据的基础上构 建模型 建立预测方法 对新到的信息进行趋势分析 展望和预测 同时智慧 校园可综合各方面的数据 信息 规则等内容 通过智能推理 做出快速反应 主动应对 更多地体现智能 聪慧的特点 师生个性服务 师生个性服务 智慧校园环境及其功能均以个性服务为理念 各种关键技术的应用均以有 效解决师生在校园生活 学习 工作中的诸多实际需求为目的 并成为现实中 不可或缺的组成部分 本智慧校园建设方案结合国务院的 总体方案 教育部的 指导意见 及 学校的十三五整体发展规划 在十三五期间基本建成 人人皆学 处处能学 时时可学 与国家教育现代化发展目标相适应的教育信息化体系 基本实现教 育信息化对学生全面发展的促进作用 对深化教育领域综合改革的支撑作用和 对教育创新发展 均衡发展 优质发展的提升作用 基本形成具有国际先进水 平 信息技术与教育融合创新发展的中国特色教育信息化发展路子 积极推动 管理平台与资源平台的深入应用与协同发展 大幅提升教育信息化服务教育教 学与管理的水平 从用户需求出发 利用云计算 大数据等新技术 创新管理 平台 资源平台的建设 应用模式 加快制定教育基础数据管理办法 推动数 据的开放 共享 保证数据的安全 准确 根据教育管理需求与信息化建设要 求 整合 集成已有信息系统 提升用户应用体验 提升教育业务管理 决策 支持 监测评价和公共服务水平 开放系统接口 加强资源平台 管理平台的 互通和衔接 将技术 设备 工具的使用与教学改革相结合 利用技术 设备 和工具探索 创设适应信息时代特点的新型教学环境 如新型教室 创新教学 模式 切实提升教育教学的现代化水平 广西德科电子技术有限公司依靠着多年从事教育行业的资深专家和业的软 件技术人才优势 历经六年多时间全力打造智慧校园综合信息管理服务平台 以学校教育管理在日常工作中碰到的实际问题为出发点 以计算机与网络技术 为支撑和解决手段 以为教学 管理提供简捷高效 安全的服务为目 搭建了 一个规范 可实现信息交流管理平台 北京艾威康电子技术有限公司是一家稳 步成长型的高科技公司 管理层由 IT 及教育界资深人士构成 公司以 领航领航 教育信息技术和服务教育信息技术和服务 为发展目标 以 品质品质 创新创新 客户价值敬业客户价值敬业 诚信共创共诚信共创共 创创 为经营宗旨 以 科技创新点亮智慧校园科技创新点亮智慧校园 为使命 专注于教育行业的软 硬件研发 生产 销售及服务 第一章第一章 概述概述 1 11 1 智慧校园建设理念智慧校园建设理念 智慧校园平台是 多域融合共享和泛在的校园智慧服务平台 即实现多域 间资源及其业务的融合和共享 实现无所不在的信息服务综合化 网络化和智 慧化 智慧校园平台是基于 以教师和学生为服务对象 以教学管理为目的 以多种信息化技术为管理手段 结合以人为本的管理服务理念 实现智慧教学 环境 智慧信息推送 智慧运维服务 校园安全管理 教学环境感知 智能卡 系统融合 等系统智慧化服务 以提高现代教育教学的信息化管理服务水平 在系统的总体结构设计上 充分考虑现状以及未来的系统扩展需求 采用 云计算中间件技术 平台融合技术 提供多接口 开放式的框架设计 第一 建立统一管理的信息平台 形成各类信息的数据标准化管理和交换 共享 第二 建立统一的身份认证体系 基于统一管理身份认证和设备认证机制 下的验证管理平台 实现人员 设备的智能化管理 第三 结合物联网感知终端特性 在统一平台下实现设备的自动检测 实 时跟踪 自动报警 全面统计的可视化管理与智慧服务 第四 建立统一通信协议 遵照教育技术协会制定的 多媒体教学环境建 设规范 的相关互联互通协议标准 实现不同设备间的通信和信息交换 第五 建立各业务系统之间的统一功能接口 实现设备间必要的互操作和 有效管理 并提供规范的 API 接口 方便第三方应用子系统的无缝融合接入 具体如下 智慧校园智慧校园 顶层设计与总体框架顶层设计与总体框架 通过对学校目前信息化现状与实际需求的系统分析 结合当前高校信息化 的发展趋势和学校的发展规划 目前学校针对智慧校园项目已经确立了较为明 确的建设目标 总体上 将构建满足学校教学 科研 管理 生活与服务要求 的开放性 协同化运行支撑环境 为校内外各类人员提供完善的个性化服务支 持 为学校的教学 科研和管理提供完善的智慧化运行环境 具体包括 智慧的环境 智慧的环境 以物联网的理论为基础 构建教学 科研 管理 校园生活 为一体的新型智能化环境 每间教室配置获得过创新贡献奖的艾威康智能中控及温湿度 照度等传感 器 主要完成正常多媒体教学和精品课程的录制 自动形成优质校本资源 同 时通过传感器实时监测教室内温度 湿度 照度等环境参数 上发至控制中心 通过控制空调 灯光 风扇等设备智能自动或手动调控教室环境 满足教学需 要 提高教学环境质量 综合的服务综合的服务 提供面向师生的综合信息服务 使得学校师生能快速 准确 地获取 捕捉校园中产 学 研业务过程的信息和服务 智慧的管理 智慧的管理 将智慧校园中的管理改进和业务流程再造 作为学校进行制 度创新 管理创新的重要内容之一 把原来被动管理方式变为主动服务管理方式变为主动服务的方式 既要考虑学校已有的信息化系统建设成果 又要考虑以服务为主的未来智慧校 园建设和完善 设计要考虑以人为本 面向服务 信息互通 数据共享 能提 供及时 准确 高效 随时随地的校园信息化服务 提供满足跨部门的业务管 理 面向全校用户便捷的信息服务 通过 管理化 服务化 的思路帮助学校实 现由传统应用系统以管理为核心 转向前端以服务为核心 实现学校各类资源 的整合和配置优化 提高学校的管理水平和办学效率 使高校信息化应用达到 较高水平 数据的共享数据的共享 通过智慧校园平台中各个应用系统的紧密联结实现校园的资 源共享 信息共享 信息传递和信息服务 从而提高教学质量 科研水平和管 理水平 科学的决策 科学的决策 利用智能化的综合数据分析 为学校各种决策提供最基础的 数据支撑 实现科学决策 智慧校园建设将原来几个互相孤立的系统做到互联互通 通过数据挖掘能 综合判断 做科学决策的依据 1 1 2 2 智慧校园建设内容智慧校园建设内容 智慧校园建设应首先提出总体解决方案 确定智慧校园的体系结构 制定 智慧校园的信息标准 以及各系统之间的接口标准 智慧校园体系架构 网络安全体系建设 建立全校的网络安全体系 保证校园网络的安全 保证关键数据 关键应用的安全以及关键业务部门的安全 实现校园网络及其 应用系统的安全高效运行 校园信息管理系统建设 建设一整套校园信息管理系统 为实现 网上 办公 网上管理 网上教学 网上服务 提供全面的系统支持 数据中心建设 建设一个为全校服务的数据中心 保证数据实时更新和 高度一致 建立统一信息门户 建立一个信息的集成平台 将分散 异构的应用和 信息资源进行聚合 通过统一的访问入口 实现结构化数据资源 非结构化文 档和互联网资源 各种应用系统跨数据库 跨系统平台的无缝接入和集成 建立统一身份认证系统 建立统一的身份认证中心 集中进行身份认证 保证用户电子身份的唯一性 真实性与权威性 提高数字化校园应用系统的安 全性 智慧校园愿景图 第二章第二章 需求分析需求分析 2 12 1 总体需求总体需求 2 1 12 1 1 一站式服务需求一站式服务需求 学校现有的各种应用存在重管理轻服务的现象 为师生提供的信息服务不 够全面 原有模式按照管理信息化系统和教学信息化系统的分类来投资和组织 实施教育信息化工程项目 在 技术导向 的思维模式下 实施过程中表现出明显的 重建设 轻应 用 偏向 不仅导致教育信息化投资效率不高 而且对促进教育改革 推动学 习方式变革 提高教育质量影响不大 需要实现业务的整合贯通 通过统一平台 提供面向师生的一站式服务 2 1 2 2 1 2 标准化需求标准化需求 缺少统一的技术体系标准及详细的整体建设规划 不利于长期发展 在信息化建设过程中 业务系统由各个部门主导完成 缺少技术及功能的 长期规划 主要解决当期的 局部的需求满足 各部门独立建设 独立维护 没有形成统一管理 有的甚至造成系统的重复建设 不利于学校信息化的长期 发展 造成了严重的资源浪费 需要通过统一的标准和体系建设 进行长远的规划 2 1 3 2 1 3 开放性需求开放性需求 业务系统的开发和维护模式不统一 更新维护困难 学校各应用系统的开发平台 数据库和运行环境千差万别 没有形成一个 统一的考虑 随着校园网上应用和资源越来越多 应用缺乏有效的组织和管理 技术升级存在风险 从而也带来业务系统维护成本不断增加的问题 需要数字化校园是一个开放性的平台 提供面向学校未来需求变化和扩展 通过开放性的平台进行持续改进 并能够实现更加方便的系统维护 2 1 4 2 1 4 数据共享需求数据共享需求 缺乏数据标准 业务系统之间数据难以共享 给各部门的协作业务处理带 来困难 由于数据缺乏标准 现有的系统无法提供相互数据交换的功能 这使得某 些数据需要跨部门使用时 还依赖于手工的传递或通过电子邮件等方式半手工 的传递 这种低效率的信息共享方式无法满足各部门及时获取需要其他部门信 息的需求 同时也无法进行跨业务部门的业务流程系统建设 需要建立数据共享机制及规范 实现校园数据的共建共享 协同发展 2 22 2 具体需求具体需求 本次系统建设主要包括 根据实际情况增加 较少 修改 构建智慧校园 其中改造 新建 间多媒体教室 改造 新建 间录播教室 所有教室均增加两台摄像机 平常做日常教学或监控使用 考试 期间做电子巡考使用 新建 1 间控制室 配置智慧校园管理平台 多媒体教学环境管理软件 交 换机 服务器 电视墙等相应软硬件设备 每间教室更换原有网络中央控制器 可本地或远程对教室教学环境集中控 制 状态监测 信号切换 教室后端安装带云台可变倍 变焦的网络摄像机 主要用于教学管理 教学观摩评估 安防监控 摄像支持全高清 1080P 不低 于 18 倍光学变焦 教室前端安装定焦 广角摄像机 实现整间教室无死角覆盖 平时做学生场景监看 录制 考试期间做网络巡查 利用教室前端安装的高保 真全向抗回音拾音器 对教室声音进行高质量采集 通过智慧校园平台 教师在具备录制功能的教室可自行录制课堂的整个过 程 便于自我教学技能的提高 也可在控制中心按照课表集中录制 通过媒体 资源管理有效共享优质师资 进行互动学习 增加短焦投影机与电子白板 便于互动教学 丰富教学手段 增强教学效 果 短焦投影机亮度不低于 2600 流明 普通教室的普通投影机亮度不低于 3500 流明 阶梯教室投影机不低于 4500 流明 通过智慧校园平台的建设 实现多媒体网络集中管理 远程教学监控 教 学观摩评估 高清课程录制与直播 点播 资源存储 课表联动管理 与教务 课表对接 信息播报系统 媒资管理 教学资源预约 审核等功能 以上系统要在统一平台基础上实现单点登录 集中管理 新建的教学管理 系统需无缝融合学校已建的多媒体教学管理系统 智慧校园建设要求所有系统要求统一平台管理 采用模块化设计 标准 API 接口 灵活易扩展 适应未来智慧校园的需求 智慧校园平台要求采用人性化的图形化导航设计 功能完善 拓展性强 能充分满足智能化多媒体教学应用的需求 为现代教育提供智能化 网络化及 资源自动生成的教学环境 系统设计和设备选型注重优化组合与实用功能 将 现有的 成熟的先进技术以优良性价比合理地应用到系统中 实现系统的功能与 应用管理实际需要相结合 并支持系统未来的扩容和升级 根据项目需求 结合艾威康产品线及专业的项目实施经验 我们提出如下 解决方案 第三章解决方案第三章解决方案 3 13 1 总体设计总体设计 3 1 13 1 1 设计原则设计原则 我们的方案整体上遵循以下的原则进行规划 1 统一规划统一规划 智慧校园平台建设是一个庞大的系统工程 涉及到云计算 大数据 物联网 计算机技术 网络技术 通讯技术与网络工程 软件工程 项目管理等多个方面 具有投资高 建设难 周期长 涉及部门和人员多等特 点 因此建设之前必须站在整个学校的层面 做好项目分析和规划设计工作 整体考虑 统一规划 确保统一的信息标准 统一的技术路线 统一的基础架 构和统一的组织管理 2 分步实施分步实施 智慧校园平台建设是一个建设周期比较长的项目 涉及到需 求调研 方案论证 系统选型 部署与集成 人员培训 推广应用 运行反馈 修改完善等多个过程 因此整个建设过程必须统筹安排 分步实施 确保项目 的进度和质量 降低项目失败的风险 3 整合资源整合资源 智慧校园平台是一个庞大的系统 许多学校经过十多年的信 息化建设 购置 开发了不少应用系统 沉淀了大量的信息资源 平台建设必 须考虑保护原有的投资 充分利用已有的信息资源 充分发挥它们的作用 因 此 智慧教学管理服务平台建设必须不断整合已有的信息资源 开发新的资源 建设集中的信息资源管理机制 4 共享数据共享数据 大部分学校原有的多个应用系统不能互联互通 不能共享数 据 形成一个个信息孤岛 导致重复建设 重复工作 严重影响了学校的信息 化建设和日常管理工作 因此 智慧校园平台建设必须确保各个应用系统之间 的数据共享与实时交换 5 智慧服务智慧服务 智慧校园平台建设的核心目的就是 服务 使各个职能部 门实现管理信息化 实现上下级部门之间更简便快捷的沟通 实现不同职能部 门之间的数据共享与交换 提高决策的科学性和民主性 减员增效 形成充满 活力的新型管理机制 为广大师生提供个性化的综合信息服务 因此 智慧教 学管理服务平台建设必须时刻坚持以服务为主导 优先确保服务系统建设 加 强应用 以 智慧服务 为主要目的 3 1 23 1 2 设计思路设计思路 科技的进步及学校信息化的发展让学校迫切需要建立一套统一管理 统一 认证 统一权限 统一数据 统一通讯 单点登录的网络综合信息管理平台 可以协助老师提升课堂教学技能 协助领导跨校区 跨网络 跨路由的观摩 评估任课老师的课堂教学 可以提高学生的学习兴趣及效果 可以把多媒体环 境控制系统 教学观摩评估系统 校园安全监控系统 多媒体信息播报系统 教学资源预约系统 录播系统 媒资管理系统 校园 IPTV 及校园数字音频广播 系统融为一体 网络综合信息管理平台是用同一个平台实现各系统有机融合的综合信息管用同一个平台实现各系统有机融合的综合信息管 理服务平台理服务平台 它是艾威康公司结合公司多年来软件开发优势 综合现代教育领 域的各种应用需求 自主研发的新一代的大型多媒体综合信息管理服务平台 该平台以清晰的层次化结构层次化结构和灵活的模块化设计模块化设计 融合了一系列具有自主知识 产权的核心技术 是专为校园信息化建设而精心设计的一套可视化管理服务平 台 完美地解决了目前国内教育信息化系统中存在的网络管理功能薄弱 系统完美地解决了目前国内教育信息化系统中存在的网络管理功能薄弱 系统 繁杂 操作维护困难等问题 该平台具有很好的开放性和可扩展性 并能实现繁杂 操作维护困难等问题 该平台具有很好的开放性和可扩展性 并能实现 与其它已有应用系统的整体融合 不仅可以满足当前教学管理 教务管理的迫与其它已有应用系统的整体融合 不仅可以满足当前教学管理 教务管理的迫 切应用需求 也可以适应未来不断发展的教育信息化应用和管理的新需求 是切应用需求 也可以适应未来不断发展的教育信息化应用和管理的新需求 是 智慧校园的最佳解决方案智慧校园的最佳解决方案 该系统将与学校已有的校园一卡通 教务管理等系统融合 实现统一平台该系统将与学校已有的校园一卡通 教务管理等系统融合 实现统一平台 管理 采用模块化设计 标准管理 采用模块化设计 标准 APIAPI 接口 灵活易扩展 适应未来智慧校园的需接口 灵活易扩展 适应未来智慧校园的需 求 求 融合后的系统能做到单点登录 统一权限管理 统一认证 统一数据 统融合后的系统能做到单点登录 统一权限管理 统一认证 统一数据 统 一通讯 统一设备管理 提供综合的个性化服务推送 一通讯 统一设备管理 提供综合的个性化服务推送 平台采用人性化的图形化导航设计人性化的图形化导航设计 功能完善 拓展性强 能充分满足智能充分满足智 慧的多媒体教学 管理及服务需求慧的多媒体教学 管理及服务需求 为现代教育提供智能化 网络化 资源自智能化 网络化 资源自 动生成 个性化服务推送的教学环境动生成 个性化服务推送的教学环境 系统设计和设备选型注重优化组合与实 用功能 将现有的 成熟的先进技术以优良性价比合理地应用到系统中 实现系 统的功能与应用管理实际需要相结合 并支持系统未来的扩容和升级 智慧校园特征智慧校园特征 根据项目实际需求 本方案选用艾威康公司的中控产品 艾威康公司为中 国教育技术协会行业标准之 多媒体教学环境工程建设规范 的参与制定单位 规范 中第四册 多媒体智能控制系统技术规范 以艾威康网络中控为蓝本 制定 本次建设选择的中控基于标准化设计 符合教育技术协会行业标准 该中控基于网络环境 利用计算机技术 网络技术 音视频压缩技术 多 媒体技术 物联网技术和现代教学方法进行教学应用与管理 利用学校的校园 网络 遵循 TCP IP 标准 构成具有课堂教学应用 教学设备管理 环境感知 设备管理维护 教学观摩评估等功能的智慧校园多媒体教学管理系统 建成后的智慧校园基于统一平台管理 采用模块化设计 标准 API 接口 灵活易扩展 适应未来智慧校园发展的需求 本次项目经过多期建设后 最终可实现基于智慧校园综合信息管理平台统 一管理的多媒体环境智能控制 远程教学观摩评估 数字媒体信息播报 教学 资源预约审核管理 高清录播系统 校园 IPTV 校园 IP 广播 媒资管理及互 动学习系统 本次项目建设主要内容 应用示意图如下 3 1 33 1 3 系统架构系统架构 1 平台应用服务 平台应用服务 本层是按照用户需求及智慧校园应用框架设计的 仅次 于统一门户访问的关键应用服务 起完善成度 用户体验将决定整个智慧 校园建设的成败 所以本层的设计 需要深刻理解客户的通用需求和个性 化需求 充分考虑平台应用服务带给每个教师 学生 管理者 决策者的 用户体验和诉求 2 接口扩展层 接口扩展层 该层提供标准的数据访问 API 包括动态和静态数据的访 问方式 使用户可以再次基础上快速的开发其他应用系统 本层主要承担 核心层以下与应用层间的接口 以标准完善的 API 接口 隔离应用层与基 础支撑层和硬件之间的联系 使得系统架构稳定 扩展容易 开放包容 3 应用支撑层 应用支撑层 该层做为智慧教学管理服务平台的核心层 智慧核 主要实现支持平台应用的核心组件 包括用户权限管理 用户认证 设备 管理 通信协议互联 流媒体处理 安全管理 科研基础管理 移动服务 管理等等 4 数据采集层 数据采集层 该层可通过智能设备 数据采集终端 人工录入 第三方 系统等方式获取元数据 对数据做基本的归类 加工 及更新等处理 为 上层应用和数据挖掘提供基础 5 基础支撑层 基础支撑层 学校已有完善先进的网络设施 结合需要 建设教学环境 的基础设施 打造先进 实用 舒适 方便的教学环境 基础设施与网络 6 物联感知层 物联感知层 利用物联网传感技术 全面感知教学环境 教学设备信息 如 温度 湿度 照度 二氧化碳等 以及烟感 投影 电流 电压等数 据和状态 也将通过一卡通 移动设备 图像采集 感知师生的行为 身 份等 为上层应用决策提供依据 为个性化服务提供参考 在上述智慧校园平台总体框架的指导下 本方案的整体设计和建设既要考考 虑学校已有的信息化系统建设成果 又要考虑以服务为主的未来智慧校园建设虑学校已有的信息化系统建设成果 又要考虑以服务为主的未来智慧校园建设 和完善和完善 本方案的设计着重考虑以人为本 面向服务 信息互通 数据共享以人为本 面向服务 信息互通 数据共享 能提 供及时 准确 高效 随时随地的校园信息化服务 提供满足跨部门的业务管 理 面向全校用户便捷的信息服务 通过 管理化 服务化 的思路帮助学校实 现由传统应用系统以管理为核心 转向前端以服务为核心 实现学校各类资源 的整合和配置优化 提高学校的管理水平和办学效率 使高校信息化应用达到 较高水平 3 1 4 3 1 4 系统特点系统特点 本次项目建设的智慧校园综合信息管理平台主要有以下特点 统一管理 统一认证 统一权限 统一数据 统一通讯统一管理 统一认证 统一权限 统一数据 统一通讯 模块化结构设计模块化结构设计 灵活组合 易于扩展升级灵活组合 易于扩展升级 智慧校园综合信息管理平台的各个子系统可灵活组合 实现用户个性化需 求定制 子系统升级不影响其它系统 保持系统稳定 系统功能模块化设计 跨网段 跨路由跨网段 跨路由 支持远程控制管理支持远程控制管理 自主知识产权的网络技术 使平台内的各系统都支持跨网段远程控制管理 可以在世界的任何地方通过互联网远程控制学校各个教室中的所有设备 智慧校园平台登录界面支持内 外网方式登录 多级用户权限管理多级用户权限管理 灵活的分级权限管理灵活的分级权限管理 用户在任何一台计算机上 只要在平台上输入自己的帐号密码 系统即可为 其赋予其预先设定的控制权限和功能 角色功能权限和控制权限灵活设置 远程升级远程升级 强大的系统自动维护功能强大的系统自动维护功能 基于跨网段管理机制 系统内所有服务器 均可自动连接系统升级服务器 下载软件升级程序 并自动安装 有效减少系统维护人员工作量 自动升级维护 兼容性强兼容性强 最大限度的利旧及设备复用 避免重复投资 保护投资者利最大限度的利旧及设备复用 避免重复投资 保护投资者利 益益 兼容本公司各系列多媒体中控系统产品 可以兼容第三方中控设备 兼容多品牌视频服务器 兼容常用排课工具的课表数据库 兼容常用排课系统 图形导航图形导航 操作简单 免培训 易使用操作简单 免培训 易使用 系统所有功能采用了动态逐级向导的方式 实现直观自然的操作 逐级向导图形导航 可视化的联动报警机制可视化的联动报警机制 对作案过程全程录像对作案过程全程录像 警情联动控制照明 警笛 门禁等报警装置 同时对作案全过程进行录像 为有关部门破案提供有力依据 平台安全 可靠平台安全 可靠 多重安全验证机制 数据传输和存储均采用先进的加密机制和严谨的通讯 传输协议 保证数据的访问的安全 系统支持先进的 SAN 及刀片式服务器阵列 等存储技术 保证系统数据安全可靠 网络环境压力小网络环境压力小 视频传输可采用单播 适用于广域网 多播 适用于局域网 传输 并 可灵活切换传输方式 设备资产管理设备资产管理 降低能耗 节约维护开销降低能耗 节约维护开销 可实时分时段统计教室设备使用的频度 资产损耗情况 并形成日志 或 输出 Excel 表 为校方提供有效的设备使用数据 实施有效的管理 教师 PC 信息统计 投影机灯泡用时统计 3 23 2 建设内容建设内容 3 2 3 2 1 1 智慧教学环境管理子系统智慧教学环境管理子系统 从学校教育信息化建设的实际出发 我们提出了一套完整的解决方案 它 不仅适用于现在的教学与管理环境 而且可以满足未来发展的需要 将物联网 等新技术应用到教室环境管理中 智慧教学环境系统统主要由前端智慧教室及 后台管理系统组成 3 2 1 13 2 1 1 多媒体教室多媒体教室建设建设 随着信息化技术的发展 现在的多媒体教室环境建设越来越重视环境的要 求 逐步向智慧型多媒体教室发展 而智慧型多媒体教室是以先进的物联网技 术为基础 依托物联网三层体系结构 应用层 网络层 感知层 设计而成 运用传感器 中控控制器等智能装置通过人的策略控制对物理世界进行感知识 别 依托通信网络进行传输和互联 利用计算设施和软件系统进行信息处理和 知识挖掘 实现人与物 物与物的信息交互和教学信息的无缝链接 进而达到 对教室教学的实时控制 精确管理和科学决策 智慧型多媒体教室建设目的是为学校教学单位的广大师生创造一个更为智 慧 绿色 节能 高效 舒适的教学环境 进为教育 教学提供有力支撑 最 终为教学环境保障 教学主管部门和广大师生的教学提供服务 本次项目核心设备选择艾威康公司的本次项目核心设备选择艾威康公司的 MCS 1000MCS 1000 系列智能网络中控系列智能网络中控系统 建 成后的多媒体教室不仅可以满足正常教学互动 完成教室内多媒体设备电源 多媒体中控 讲台 教学设备本地和远程的集中控制 同时中央控制室可实时 监看所有多媒体教室网络中控系统和接入设备的情况 实现远程监测 控制 管理和维护 以便于在系统出现故障时 使用者与管理控制者之间的沟通 使 管理者不再需要频繁地去每一间教室进行监管 另外结合物联感知技术 可实现 教室的温湿度与空调 光照度与灯光 投影机的使用与幕布 窗帘 照明等教学环 境监测变量与教学环境保障设备间的策略化管理和智能联动 更可为教学任务 调度变更 教务管理 考试等教学活动提供一个更为高效的网络化的通知通告 展示平台 进而对教育教学 教务管理 考务管理以及学生管理提供更为智能 高效和有力的物理环境支撑和信息传递交互环境支撑 智能网络中控实物图 8 路和 16 路电源控制箱实物图 触摸面板 IPAD 控制和安卓手机控制端 智慧教室拓扑图 3 2 1 23 2 1 2 多媒体教学环境管理系统多媒体教学环境管理系统 多媒体教学环境管理系统安装部署在主控中心 用于管理员对整个系统进 行管理 包括设备的使用 状态监测 调度 维护等 通过该平台 能实现对 教室内设备状态的监控和远程管理 包括对教室端电源的管理 对电脑外设的 管理 如音箱 灯光 投影 幕布 视频展台 云镜等的控制 同时 该多媒 体教学环境管理系统还担负对整个教学网络日常调度和授权使用的任务 在主 控中心 通过该多媒体教学环境管理系统 可对各班级的使用进行授权 设置 各教室的节目权限 监控权限等 通过多画面实现对多个教室的同时监看 对 重要事务 如校长讲话 学校庆典活动 优秀教师课堂现场等 进行现场直播等 主要功能如下 设备状态集中监看及资产统计设备状态集中监看及资产统计 管理员对智慧教室内设备集中管理 实时监测教学计算机 灯光 投影 幕布 网路摄像机 中控等设备状态 设备状态集中监看 资产统计 可分别统计每间教室 每层楼 每栋楼及所有教室的设备 可视化控制可视化控制 选择任意间教室 可以监看到教室的画面 控制教室内所有设备 可视化控制 批量集中控制批量集中控制 管理员可以选择多间教室批量控制教室内设备 一键控制 节省管理员操 作流程和时间 设备批量控制 完美兼容教务和校园一卡通系统完美兼容教务和校园一卡通系统 兼容校园一卡通系统 环境感知和自动策略控制环境感知和自动策略控制 可以自动完成物联感知数据的采集 分析 通过控制前端灯光 空调控制 器 电动窗帘控制器 全热交换新风系统等 智能的实现教室光照度 温度 湿度 空气质量的调节 为学生 教师创造一个舒适的学习环境 实现学校整 体的节能减排效果 环境感知和自动控制 灯光 空调控制界面 个性化联动个性化联动 系统具备自动化联动功能 上下课 投影机开关机等智能联动多媒体设备 自动化开启 老师身份智能能识别 一人一卡 权限身份智能脱网验证 智能 开机 教学设备 耗品耗材等设备信息实时统计教学设备 耗品耗材等设备信息实时统计 系统自动实时统计设备使用详细信息 例如教室计算机配置信 投影机灯 泡用时信息等 实时统计 自动更新 形成报表打印 为管理员提供详细真是 数据信息 方便其维护 教师机信息统计 投影机灯泡用时饼状显示 投影机灯泡用时报表 教学转插播教学转插播 系统还可以实现主讲教室讲课内容 包括教学场景视音频信号 计算机 VGA 信号 实物展台的信号 通过网络能实时传送到其他任意教室 听课教室 实现主讲教室的示范教学 通过录播系统主讲教室讲课内容能实时录制 供后 期进行课件制作和作为教学资源 同时主讲教室和听课教室可以进行双向交互 式多媒体教学 实现上大课功能 主讲转播设置界面 主讲转播观看示意图 3 2 1 33 2 1 3 远程监控系统远程监控系统 通过改造学校现有的 间多媒体教室 在教室内增加高清网络摄像机 后 可以通过远程监控系统的强大功能实现下列功能 通过多级电子地图 实时监控准确定位报警区域 联动录像 触发防暴 设备同时发送各种报警信息给管理人员 多级报警权限处理 多级电子地图 分屏显示 警情联动控制 警笛 门禁开关等 支持双向对讲功能 IE 浏览器监控画面 可以通过 IE 浏览器实现从教育部到省 市 区县 学校的多级用户的 统一管理 视频监控 实时视频播放 点播回放 双向语音对讲 图片抓拍 录像 等 远程云台控制 多级用户云镜控制级别 兼容性强 扩展性好 支持常用监控设备接入 数字电视墙子系统可以完成学校对多媒体教室的全方位监控 录像服务器 可实现全程录像 为学校设备防盗 防破坏提供完备录像证据 可自由设置定 时录像时间 录像文件大小等 支持多种分屏模式的显示方式 如 1 4 8 9 13 16 屏图像显示方式 电视墙管理界面 电视墙画面显示 3 2 23 2 2 录播子系统录播子系统 3 2 2 13 2 2 1 常态化集控录播系统常态化集控录播系统 常态化录播系统是在不打扰老师正常教学秩序且无需授课老师参与操作的 情况下 管理员通过常态化集控录播管理系统软件远程集中管理常态化集控录 播服务器 实现网络集中录制常态化教学场景 形成校本资源 集中录制存储 到数据资源中心 主要功能如下 课堂画面集中监控课堂画面集中监控 常态化录播系统软件界面可以同时监看多间教室上课场景 每间教室内最 多可以采集 5 路高清音视频信号 集中录制监看 多种形式录制多种形式录制 常态化录集控录播管理系统可以录制多种课件模式 包含三分屏 音频 单 屏 VGA 画面 音频 纯音频等模式 三分屏 音频模式录制 VGA 音频模式录制 纯音频录制 多分屏课件与电影模式课件可同时生成多分屏课件与电影模式课件可同时生成 多分屏课件与电影模式课件可同时生成 既实现用户多分屏预览 又有电 影课件的各种效果 而且为后期编辑制作提供素材库 录制下的课件全部资源文件 录制课件自动形成录制课件自动形成 PPTPPT 索引索引 录制下的视频 PPT 自动形成索引 方便观看者按关注点选择观看 PPT 自动索引 声音状态实时显示声音状态实时显示 录制画面都提供声音状态提示功能 可以随时显示声音采集音量大小 有 效避免了录制无声课件的问题 视频录制时声音状态实时显示 电影模式人工导播电影模式人工导播 系统还可以根据需要进行人工导播 添加转场效果 添加字幕 台标和片 头片尾 电影模式输出参数设置 片头片尾设置 场景手动切换 多种切换特效 台标设置 字幕设置 3 2 2 23 2 2 2 精品课程录播系统精品课程录播系统 艾威康高清全自动录播系统 具有高清 智能 全自动的特点 从技术层 面上讲 该录播系统的核心技术由多媒体技术 计算机网络技术 综合视音频 编码技术 数字图像处理技术 流媒体技术及自动控制技术等构成 这些技术 全面渗透到精品课堂录播系统教学应用和综合管理中 该系统功能完善 技术先进 安全稳定 拓展性强 对于培养高素质 高 教学技能的学生有着重要的作用 该系统将传统教学活动与现代信息教学方法 有机结合 提高整体教学水平 使之更好地适应正在到来的信息的信息化社会 对于教育发展的新要求 系统组成系统组成 高清全自动录播系统中采用 5 机位方案 主要由以下几部分构成 高清全 自动录播主机 全自动智能跟踪导播系统 自动音频处理系统 高保真麦克风 高清云台摄像机等设备 构成高集成度 高性能的高端高清全自动录播系统 教室内的教师 学生及电脑等画面都可以全方位保存下来 并且对教师和学生 的摄像无须人工操作 即可实现全自动跟踪拍摄 录制好的文件可自动上传至 媒体资源平台实现网络化共享 装备高清全自动录播系统的精品课录播教室的 3D 效果图如下 录播教室示意图 艾威康高清全自动录播系统支持五路高清视频和一路 VGA 视频的输入 全 自动跟踪系统支持 5 机位的视频定位 导播功能 系统既支持单画面的电影模 式录制 同时也支持多画面课件形式录制 既支持全自动跟踪导播 同时也支 持人工手动导播切换功能 既支持电影模式的录制 直播功能 同时也支持资 源模式的录制 直播功能 并且满足 1920 1080 分辨率和 30fps 帧率指标 下 图是精品课录播系统的结构示意图 录播教室组结构示意图 艾威康高清全自动录播系统具备高度扩展性 可根据教学需要扩展多种功 能模块 如 云录制系统 媒体资源平台 互动视频模块等 在增加了互动视 频功能后 原有的精品课录播教室升级为互动录播教室 可以实现本校区和跨 校区的互动教学 网络精品课观摩 教学教研培训等功能 下图是互动录播教 室的结构示意图 互动录播示意图 3 2 2 33 2 2 3 装修建议装修建议 录播教室的整体环境建设概述录播教室的整体环境建设概述 学校录播教室的整体环境建设 按照录播室样式建设 因考虑到教学设备 的存放与管理因素 首先将房间分为两部分 一部分录播教室间 另一部分作 为观摩控制室 录播教室内整体采用中式风格设计 结合精品录播室的教学环境 教室内 采用暖色基调 使录播教室内严肃又不失活泼 符合人们当时对正常教学环境 的追求 又不失教室教学活泼的氛围 由于是教室教学 无需体现出张扬的装 修个性 室内设计中反映出的轻松 简洁 新奇的趣味性即可 教室内采用矿棉吸音天花吊顶 既有室内环境的装饰效果 又可起到房间 声音中的噪音吸取作用 隔断墙采用轻钢龙骨支架 加石膏夹板固定 录播教室的环境建设主要考虑灯光和建声 教师位置灯光可单独控制 为 防止室外光线与室内光线不饱和 我们建议采用双层窗帘 单层透光 单层不 透光 控制室内光线 考虑房间比较空旷 作为录播室面积比较大 声音会有混响等因素 我们 建议房间内采用部分吸音材料 双层窗帘可以吸取部分噪音 顶部我们建议采 用矿棉吸音板加轻钢龙骨建设 地面我们采用普通复合木地板 一是增加录播 教室环境气氛 二是减少声音的地砖地面反弹效果 室内墙面采用暖色基调 可稍加装饰 精品课程录播教室的建设要分别从建声 灯光与多媒体系统等系统的整合 等多角度考虑 对本教室进行装修设计 声音处理声音处理 精品课程录播系统中最难处理的就是声学的处理 目前行业内无论什么生 产厂商在系统中都避讳声音的处理问题 因为要达到声音的高保真还原 需要 从房间的各个角度去考虑 从声学的各个层次着手 往往达到的效果也并不明 显 在装修方面加强房间的吸音处理 增强房间的隔音处理 同时采用电容式 吊装话筒 整合声音处理器 消除声音中噪音 啸叫等现象 让声音尽量高保 真还原 教室内所采用的材料不易燃烧 而且隔热 隔音 吸音性好 墙体表面根 据实际情况合理选择不易产生尘埃 不产生静电 无毒的材料 吊顶处理 采用了吊装轻钢龙骨 吊顶构件最好是可拆的 至少是在规定的地 段是可拆的 以便于人员能够进行吊顶的检修 吊顶以上空间及屋顶应采取防 尘措施 防止灰尘通过吊顶落入录播教室内 所选用的吊顶板及其构件还应具 有质轻 防火 防潮 吸音 不起尘 不吸尘等性能的矿棉吸音板 灯光配备灯光配备 教室灯光技术参数要求 照度 教师区域 平均照度 550LX 学生区域 不小于 300LX 色温 3200K 户内灯光下拍摄要求 灯光为冷光源灯 光线柔和 阴影淡化 不眩目 对室内温度影响小 光线处理光线处理 为保证课程录制期间的教室光线的均匀亮度 建议采用电动窗帘控制 录 制课程期间 将房间内窗帘全部关闭 同时开启教室格栅灯 灯光采用冷光源 灯 光线柔和 阴影淡化 不炫目 对室内温度影响小 保证教室内的亮度 格栅灯光采用 4 18W 嵌入式欧司朗灯管 整流器非常重要 最好能采用欧司朗 正宗整流器 如采用国产整流器请一定要选择质量较好的 否则使用寿命和亮 度效果都不同 特别不能有电流干扰 一旦窜进功放调音台 只能选择更换整 流器或整个灯 同时灯光的色温非常重要 最佳是 4500K 中性灯管 灯光安装时总体要均匀 但是第一排灯光是给教师面部补光的 一定要适 当离黑板远点 角度调节后 要将灯光照射中心对准教师面部为宜 同时第二 排灯距离要适当接近第一排灯 确保照射灯光与第一排灯光连接好 确保均匀 以此类推 地板敷设地板敷设 由于教室作为录播教室使用 所以敷设复合木地板即可实现良好的吸音效 果 木质柔软 声音浑厚饱满 根据学校的录播环境 将房间隔开为两间 即观摩控制间和录播教室 观 摩控制间内采用普通陶瓷面地砖 录播教室采用深色复合木地板 与墙面吸音 板相互映衬 对教室的门采用隔音软包处理 两个房间的隔断面开观察窗 2 1 5 米 安装单反玻璃 达到更好的监视 效果 教室装修后声音采集的更加清晰 背景噪音更小 影像拍摄的更自然 画教室装修后声音采集的更加清晰 背景噪音更小 影像拍摄的更自然 画 质更好 以下为实际案例 仅供参考 质更好 以下为实际案例 仅供参考 3 2 2 43 2 2 4 系统建成后能达到的效果系统建成后能达到的效果 精品课程资源建设精品课程资源建设 录制优质的课堂教学 作为优质资源存储和共享 交流 教师课堂教学资源建设教师课堂教学资源建设 教师自主录制课堂教学 作为个人课堂教学的资源建设与个人教学反思 课堂教学研讨 评估评价 开展网络教研活动开展网络教研活动 以课堂教学为主体的教研活动 可利用系统直播到每一个教师桌面 也可 录制后作为样本在网上进行分析研讨 开展课堂教学绩效管理开展课堂教学绩效管理 学校可用该系统进行教学管理与绩效考核 如 1 规定教师每年必须录制一定数量的课 并且自选最好的课 开展好课评 比 2 教研组开展听课 评课均可在网上进行 形成教研活动数据库 3 学校优选优质课 组成学校精品资源 可对外交流 可供学生家长课后 浏览阅读 可作为示范课示范他人等 4 开展好课或优质课评比活动 小型演播室功能小型演播室功能 学校召开家长会或视频会议用 3 2 33 2 3 媒体资源管理子系统媒体资源管理子系统 3 2 3 13 2 3 1 媒体资源管理系统架构媒体资源管理系统架构 媒体资源管理系统是可视化智慧校园的资源存储中心是以教学互动 翻转 课堂等新型教学模式应用为主题的资源管理平台 在媒体资源管理系统中 可以观看和搜索海量精品课程资源 收藏喜欢的 精品课程视频 订阅你关注的播客和讲师 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