学校集团学习空间站系统智慧教室建设标准方案.docx

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学校集团学习空间站系统智慧教室建设标准方案

学校（集团）学习空间站

系统建设标准方案

第1章概述4

第2章需求分析5

2.1用户需求5

2.2指导思想5

2.3建设内容5

2.4建设架构图7

2.4.1总体架构7

2.4.2Xxx新维空间站8

2.4.3互动教室8

2.4.4学习空间站9

2.5Xxx新维空间站设计11

2.5.1设计思想11

2.5.2应用场景12

2.5.3技术定位14

2.5.4特色及亮点15

2.6多媒体系统设计16

第3章Xxx新维空间站建设18

3.1Xxx新维空间站概况18

3.1.1Xxx新维空间站任务19

3.1.2Xxx新维空间站组成20

3.2Xxx新维空间站建设规划21

3.2.1建设内容21

3.2.2建设布局22

3.2.3建设效果23

3.3Xxx新维空间站应用25

3.3.1智慧展示中心25

3.3.2智能集控中心37

3.3.3互动教学中心41

3.3.4巡考中心49

3.3.5教学巡视中心51

3.3.6云录播中心51

3.3.7虚拟演播展示中心53

3.4主要设备规格及参数54

3.4.1LED巨屏54

3.4.2EMCU互动教学服务器54

3.4.3互动教学终端55

第4章公司介绍56

4.1公司简介56

4.2经典案例57

4.2.1云计算数据中心建设和运营管理----西部云基地57

4.2.2新维学习空间站57

4.2.3网络学历教育58

4.2.4海外汉语教育59

4.2.5职业素质教育60

4.2.6机械云学堂61

4.2.7教育部对口支援试点项目：

厦门大学——贵州师范大学62

4.2.8海峡两岸远程实景互动教学——三明学院、台湾中国科技大学、台湾大叶大学63

4.2.9移动孔子学院学习平台64

4.2.10华东师范大学精品公开课系统64

4.2.11标准化电子考场65

第1章概述

2015年8月，中央全面深化改革领导小组第15次会议审议通过《统筹推进世界一流大学和一流学科建设总体方案》，11月，国务院正式印发，对新时期高等教育重点建设做出新部署，将“985工程”、“211工程”、“优势学科创新平台”、“特色重点学科建设”等重点建设项目，要求贯彻全面深化改革要求，创新重点建设机制.

新的机遇带来新的挑战，如何在信息化水平上与国内、国际高水平大学看齐，如何将原有“数字化、信息化”的各类IT支撑系统逐渐转向“智慧教育”方向，正是XXX大学现代教育中心不断研究、探索的一项重要课题。

第2章

需求分析

2.1用户需求

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基于对智慧教育的研究和探讨，XXX大学本期拟建设以下内容：

1.在xxx建设一间具有领先性、先进性的综合性中央集中控制室，将包括多媒体系统、教室设备中控系统、智能展示系统、云录播系统、远程互动教学等系统。

系统建成后具备研讨、交流、互动、会商、报告等功能。

2.设计具有前瞻性，保持良好的可扩展性，满足未来将建设各类教学服务支撑系统、平台的基础环境。

2.2指导思想

围绕“特色化、高水平”的总体要求，牢牢把握XXX大学“高层次专业人才培养基地、科技创新和推广应用基地、科学发展战略研究和规划基地”的办学定位，以立德树人为根本，以提升学科建设水平为重点，以打造高水平人才队伍为关键，以深化改革创新机制为动力，坚定不移走“创新之路”，实现学校特色发展、创新发展、内涵发展，全面建成特色鲜明高水平XXX大学。

简单易用，兼容性强：

无需繁琐，去除嘈杂，不给教师增加任何备课负担，讲课端兼容PPT、PDF、WORD、音频、视频等多种课件资源，让教师准备的课件资源轻松使用，任意展示，深化主旨，同时讲解过程中多种格式课件可随时随意穿插。

2.3建设内容

XXX大学需要在学校构建一个智能、灵活、运转高效的多维服务系统，使其更好的为发展教学工作提供支撑。

根据总体发展需求，我司认为概括起来有以下几个方面：

1）未来的智慧教学中，要将人与设备之间互通互联，并且他们之间互动的方式更智能化，

通过应用服务的集成与融合信息获取、信息共享和信息服务，从而推进智慧化的教学、智慧化的科研、智慧化的管理、智慧化的生活、以及智慧化的服务的实现进程。

而其最终目标就是实现教育信息化和智能化。

2）智慧教室的建设和发展是教育领域发展变革的趋势，智慧教室的建设和发展需能够适应新时期网络技术的发展、社会的需要、以及学校管理、教学改革等方面的需要.这也是建设智慧教室最根本的发展需求。

其具体建设内容为

ØLED大屏显示

建设一套采用先进成熟的技术、遵循布局设计优良、设备应用合理、界面友好简便、功能有序实用、升级扩展性好的LED大屏幕拼接系统，以满足控制中心大屏幕图像和数据显示的需求。

同时为学生提供更好的视觉体验，为教师提供多维度的教学手段。

Ø智能集控

建设一套以云终端设备为基础，并由物联网技术实现物联网覆盖的智能集控系统，同时接入校园云平台，实现数据的汇聚，以便进行决策管理，可视化集中化管理和控制，可以在集控终端上直观的看到其他设备的情况，管理其他教室设备，节约管理开销。

Ø智慧展示

智慧的展示应该是一个互联的信息场，在这个场下，人、手机、环境、大屏全部串联在一起，互相感知，互相交互。

人可以通过手机或肢体，随着自己的心去探索这个世界。

Ø互动教学

应用了公司的核心视音频和数据传输控制协议控制体系——VTCP协议簇，它将视音频数据、电子文档数据等安全、稳定的和远端交互，把地理位置相隔的成员添加到虚拟教室中，完成远程教学及录播的业务要求

Ø巡考系统

通过网络把数字化的视音频信号传输到xxx空间站。

同时配合SIP路由分发转发服务器，使所有考点考场和教室都能够与各级指挥中心互联互通。

2.4建设架构图

2.4.1总体架构

XXX大学智慧教学建设整体架构图

2.4.2Xxx新维空间站

XXX学习空间站全景图

2.4.3互动教室

满足集教学、研讨、教学观摩于一体的整体需求。

在实现总体目标的前提下，合理利用现有教室的室内空间，经过适当的装饰与装修，合理布局学习空间站内的相关教学、研讨设备和教学设施，通过科学合理的系统集成，满足学校对研讨式学习空间站的总体需求。

互动教室全景图

2.4.4多媒体教室

以计算机技术、网络技术、通信技术为基础，结合院校语言教学训练的特点，采用软件控制与硬件处理相结合的方法，通过教师计算机，完成多媒体的教学和训练功能。

教室全景图

多媒体阶梯教室全景图

2.5Xxx新维空间站设计

2.5.1设计思想

为XXX大学在学校构建一个智能、灵活、运转高效的多维服务系统，使其为学生提供更好的学习体验，为教师提供更多的教学手段，增强教学效果，实现数据融合、平台共享，教学管理人员实现集中化、可视化管控，突破教室在时间、空间、资源上的局限性，它的突破性使它被应用在不同场景，或是上课教学，或是研讨办会，创造一个多维一体的空间站。

因此xxx空间站集合了智慧展示、智能集控、互动教学、云录播中心、MOOC学习、声音采集系统，从多个维度，以尖端的技术，不同的方式解决了各个角色的需求，使其获得更好的体验。

xxx空间站架构图

智慧展示通过鱼骨多联屏、课桌无线投影等多种展示手段，突破时间、空间、资源的限制为学生提供更好的视觉体验和震撼效果，是体验与效果的升华。

互动教学中心为教师提供多角度、多维度的教学手段，增强学生学习体验，增强教师与学生的互动，以便于获得更好的教学效果。

通过智能集控实现对数据的融合、平台的共享，以及不同教室设备的集中管理、可视化管理。

通过教学巡视中心，以便教学管理工作者实现对教室的可视化管理，通过网络远程抽查听课。

通过云录播中心，对各个录播教室和录播系统的中心进行管控，所有录播教室的录播情况均可通过IP网络汇聚到云录播中心，用户可在云录播中心进行管控。

2.5.2应用场景

新维空间拥有5大应用模式为：

智慧报告厅、智能集控中心、智慧教学中心、巡考中心、教学巡视中心

2.5.2.1智慧报告厅

巨屏呈现：

满足控制中心大屏幕图像和数据显示的需求的巨屏

流媒体镜像展示:

将系统内部的资源镜像投放到指定屏幕，同步保持两个屏幕的播放进度

iZaker讲解展示:

在主题汇报展示过程中，各种文字、图片、视频等资源都可以在iZaker中得到聚合，根据汇报讲演的主题和不同的内容模块划分，组织不同的资源展示排版。

桌面投影:

在PC客户端配置无线投影的功能，将展示端桌面实时流化到指定的大屏幕供全体来宾分享。

多屏联动:

单个或多个资源内容的甩屏操作，调用丰富场景，实现同一内容的跨屏展示效果。

鱼骨联屏纵观展示:

以突出年代编年为主要用途，适用于各种要点众多，素材丰富的展示需要。

无源手写展示:

通过超声波笔在任何纸质上书写，白板上即刻可以显示原笔迹输出。

。

2.5.2.2智能集控中心

集中控制：

能够对空间站内以及其他教室内的各个设备进行集中控制，通过点选进行其他操作。

远程控制：

能够对空间站内以及其他教室内的各个设备进行远程控制。

远程查看：

能够查看空间站内以及其他教室内的设备运行情况。

2.5.2.3智慧教学中心

课堂互动教学：

教师可在现场通过空间站的各种设备进行多维度的授课，学生可获得优质的学习体验。

远程直播互动：

系统将互动教室的授课实景通过互联网推送至远端，远程参与的学生可同步学习。

课程录制：

将教室现场和远程的音视频以及数据文档随堂录制成标准的课件。

远程辅导：

教师可使用远程辅导功能，对学生进行远程辅导。

遥控辅导：

教师可远程接管某一选定的学生终端，控制学生的终端，对学生进行远程遥控，辅导学生完成操作。

2.5.2.4巡考中心

日常安保：

通过智能分析手段对投影仪、实物展台、教学电脑等教室内的设施，以及学生电脑、手机等私人财物进行财产保护，同时可以对学生斗殴等突发事件及时干预及处理，保障校园秩序。

智慧巡考:

在考试期间，将考场视频调度到巡考室，巡考室通过电视墙解码输出。

督导小组及相关校级领导能通过巨屏上显示的考场展示分屏，有选择的通过网络远程巡考。

设备管理：

实现考场的快速查找：

管理平台软件可以实现只输入考场的拼音缩略字母，就可以查到需要查找的考场。

录像查看：

授权用户可回放录像，可对录像进行播放、暂停、停止、快进、快退等操作，

录像储存：

授权用户能对重点现场视频或回放录像进行存储。

2.5.2.5教学巡视中心

智慧巡课:

督导小组及相关校级领导能通过巨屏上显示的课堂展示分屏，通过网络远程抽查听课。

录制模式：

管理员能够启用录制模式，进行手动或者自动录制

统一录制：

在多个教室同时上课时，管理员可以通过控制中心同时对多个教室录制，录制模式有电影模式、资源模式和画中画模式。

状态监测：

查看所有教室的状态，监控各录播教室的视频及VGA画面，有选择的显示画面数量。

2.5.3技术定位

xxx空间站是肩负着学校创新任务的项目，在技术设计的定位上，符合信息技术及多媒体教育技术发展趋势的前提下，适度超前，实现跨越的发展计划。

xxx空间站的大数据平台将汇聚各种不同来源的信息，例如教师信息、学生信息，大数据技术对这些含有意义的数据进行专业化处理，提高教育管理、决策与评价的智慧性。

通过对全数据的采集、存储和分析，能够发现已知变量间的相关关系，进而实现有效的科学预测。

随着教育信息化进程的推进，学习、教学、科研、管理过程中无时无刻不在产生海量数据，大数据技术将将不断的对这些信息进行沉淀、处理、应用。

泛在网络的创新应用为三方连通：

一是学习、生活和工作连通；二是学校教育、家庭教育与社会教育连通、三是手机、平板、PC、学习机、电视等各种终端设备连通。

增强教育网络与多终端的连通性。

泛在网络是通信网、互联网、物联网的高度协同和融合，将实现跨网络、跨行业、跨应用、异构多技术的融合和协同

2.5.4特色及亮点

2.5.4.1多维教学

前沿领先的信息技术与教学主流程深度融合，通过信息技术推动教学模式革新，以人为本，以学习为中心，让技术融入教学，使教学更加智慧。

以震撼的学习体验，为学习者提供大屏显示、多屏互动、互动教学于一体的震撼学习体验，为教师提供多维度的教学手段，线上线下完美兼顾。

2.5.4.2智慧展示

使展示方式突破时间、空间、资源的限制，随心所欲的实现信息传递和交替，增强用户的代入感，用户可以身临其境的操纵系统中的对象，调动用户的多种感官，促进观众感官与行为的配合，创造崭新的参观体验，增强观众观赏与探索的兴趣。

同时搭配多种终端，PC终端、微信终端、平板终端等，以及多种技术，镜像展示、跨屏推送等。

2.5.4.3平台同享

打通学习平台、管理平台、学习社区、大数据平台等平台体系，这些平台能够适应不同的教室，不同的终端，平台可以在教室中被调用，用于教学展示，也可以远程连接达到教室教学同样的效果。

在时间空间上，可以帮助领导利用碎片化时间，管理、巡课、巡考掌上即可完成。

达到不同教室、不同地点、不同终端同享的效果。

2.5.4.4顶层管控

xxx空间站也是各学习空间站的信息汇总点，接入校园云平台，实现数据的汇聚，以便进行决策管理，可视化集中化管理和控制，可以在集控终端上直观的看到其他设备的情况和各教室上课、考试情况，设备管理，巡课，巡考一站式实现，节约管理开销。

2.5.4.5一站多用

xxx空间站打造全新的一站多用式空间，它是教室，是会议室，也可以是集控室，可重新布局的桌椅使xxx空间站能够适应不同的用户需求，无论是上课、研讨还是远程会议，都能驾驭。

大屏展示系统不止是教学展示屏，当进行远程会议时它也可以是主会场电视墙，当进行设备、校园管理时，它也可以是设备、监控展示屏。

2.6多媒体系统设计

多媒体系统，主要由音响系统，视像系统组成。

教室多媒体还要考虑，灯光和环境系统。

主要包括视像设备（教室全景摄像机、学生全景摄像机、教师特写摄像机和学生特写摄像机）投影机或触摸一体机，多媒体集中控制，可根据需要增加供教学、学术用的设备，如互动录播、3D打印、虚拟仿真等。

设计主要涉及建筑声学、电声学、室内光学、通信技术和装饰设计。

（一）扩声系统设计的建设要求

提高清晰度和可懂度，以使讲话的每个词都十分清楚，而音乐伴奏不会喧宾夺主；

使整个听众席声音均匀分布，对所有座位要有均匀的响度，减少甚至消灭“死区”；

对整个听众席要有稳定的系统频率响应和均匀的“音色”；

除保证声音的真实感和无污染的传播外，使语言和音乐有舒适空间，得到真实的表现。

（二）视频系统设计的建设要求

摄像系统的教室，影响摄像画面质量的另一因素，是四周的景物和颜色，以及桌椅的色调。

忌用“白色”、“黑色”之类的色调，这两种颜色对人物摄像将产生“反光”及“夺光”的不良效应。

墙壁四周、桌椅均采用浅色色调较适宜，如墙壁四周米黄色、浅绿、桌椅浅咖啡色等，所提供的视频电平近似0.35V。

可以考虑在室内摆放花卉盆景等清雅物品，增加整体高雅，活泼，融洽的气氛，对促进会议效果很有帮助。

（三）灯光系统设计的建设要求

灯光照度是有摄像要求的会场的基本必要条件。

摄像机均有自动彩色均衡电路，能够提供真正自然的色彩，从窗户射入的光（色温约5800K）比日光灯（3500K）或三基色灯（3200K）偏高，如室内有这两种光源（自然及人工光源），就会产生有蓝色投射和红色阴影区域的视频图像；另一方面是召开会议的时间是随机的，上午、下午的自然光源照度与色温均不一样。

采用自然光源，而采用人工光源，所有窗户都应用深色窗帘遮挡。

在使用人工光源时，应选择冷光源，诸如“三基色灯”（R、G、B）效果最佳。

第3章

Xxx新维空间站建设

3.1Xxx新维空间站概况

Xxx新维空间站将采用先进的教育技术产品搭建一站多用式空间，以多维学习空间站网络平台为基础，构建未来智慧教育、自适应学习环境，为XXX大学的教育创新展现与展示、教育技术测试与实验、教育软件设计与开发、教育应用部署与调试、教育数据存储与挖掘、教育人才培养与输送等教育相关创新创业活动提供支撑服务。

Xxx新维空间站创新教学模式，全集成教学和设备，使教学、设备突破了他们自身的局限性，它是教室，是会议室，也可以是集控室，可重新布局的桌椅使xxx空间站能够适应不同的用户需求，无论是上课、研讨还是远程会议，都能驾驭。

大屏展示系统不止是教学展示屏，当进行远程会议时它也可以是主会场电视墙，当进行设备、校园管理时，它也可以是设备、监控展示屏。

Xxx新维空间站可以成为不同场景，黑板没有界限，教室没有围墙，教学没有边界。

建立了一个基于物联网、云计算、大数据、泛在网络等新技术的跨时空、全互动的新型学习空间。

空间站提供教育产品展示、教育媒体服务；提供院校和个人的精品课程录播、直播服务；提供学校风采及校史展示；提供未来学习模式测评研究，包括未来学习终端、智能化教学、虚拟演播室等新技术、新产品、新模式开发和利用。

3.1.1Xxx新维空间站任务

xxx空间站，用于互动教室、学习空间站及录播教室的统一控制管理，后期可扩展为智慧校园总控管理平台。

所有学习空间站的操作台、教学设备均可通过IP网络由中央控制室远端控制，同时也具备本地控制功能。

同时可以远程帮助教师操作多媒体教学设备。

Ø可利用大屏展示，已经空间内的各种屏幕设备进行智慧式教学。

Ø可通过改变布局满足开会、研讨、考试的要求。

Ø可对各教室的多媒体教学设备以及互动录播设备进行远程管控。

Ø可对音视频信号进行实时的模拟和数字的处理，满足广播、直播的需要。

Ø日常的教务管理和设备维护。

Ø对教学资源信息媒体的存储转发。

Ø可与各教室对讲，必要时可进行远端教学支持。

3.1.2Xxx新维空间站组成

3.1.2.1xxx空间站功能展示

xxx空间站全景展示图

3.1.2.2xxx空间站结构框图

xxx空间站结构图

3.2Xxx新维空间站建设规划

3.2.1建设内容

拟建xxx空间站建设大致涵盖以下几个部分：

一、先进的LED曲面大屏显示系统，设置智慧展示、流媒体镜像模块、桌面无线投影、跨屏推送等模块。

二、建设鱼骨多联屏纵观展示系统，配置多个展示节点，适用于各种分类较多、素材丰富的展示需要。

三、增设巡考及云录播系统服务系统、集中控制系统、教室互动系统相关客户端、服务端、硬件设备及配套设备。

四、供配电系统：

包括电气配置、配线、照明以及UPS设计配置；

五、扩声系统：

包括音箱、功率放大器、调音台、音频处理器等设备；

六、装修工程：

主要针对控制中心装修建议，包括天花、墙面、地面、静电地板敷设及隔断间要求说明等。

3.2.2建设布局

根据xxx空间站需求情况，结合设备的尺寸及环境功能要求，空间站面积建议采用长25米宽8.6米约215平米的建筑场所来规划，详细说明及设备布置如下图所示：

空间站规划平面图

灵活多样的布局：

空间站可以根据不同的使用场景，灵活多样的布置现场；开启不同的灯光场景，不同的课桌和椅子的摆放的组合方式，以适应不同的会场需求，达到完美匹配应用场景。

如：

主控监视模式

会议讨论模式

演讲培训模式

展示应用模式

3.2.3建设效果

空间站效果图

会议讨论模式场景

展示应用模式场景

主监控模式场景

演讲培训模式场景

空间站主控台

3.3Xxx新维空间站应用

3.3.1智慧展示中心

3.3.1.1系统概述

传统式的展厅内饰设计表现力虽然很充分，但受到空间、时间、资源的限制，不能随心所欲的实现信息传递与交替，还需要将很多精力投入到喷绘的宣传海报、灯箱广告，POP招贴画，易拉宝等等，其手段被动而滞后。

随着科技的进步，展厅中进行沟通表达的重要组织工具也随着电子技术的发展历经了从低到高的发展阶段。

尤其是各种智能电子便携设备的出现，让信息呈现方式更加方便、快速、灵活。

交互技术的发展，让传统的展览展示面临巨大的变革与冲击，很多新型科技形式与成果纷纷纳入这个领域，比如触控型展示屏幕，通过人的手势和触摸与计算机进行交互，从意识上改变人们对人机对话形式的原始概念，为人性化的人机对话进程创造了友好条件，改变人与数字、信息之间的交流方式，贯通虚拟与现实，模糊物理和虚拟世界之间的边线。

在现代的多媒体展厅中，一切都为了视觉交互服务，人机交互程序具有很高的新奇性和观赏性，可以很好的活跃现场气氛，提升展览展示蕴涵的科技含量，增加展览现场的人气。

3.3.1.2系统特色

空间延伸

各种大屏成为现在大场景环境不可缺少的一部分，是环境空间和想象力的延伸，与现场环境构成了和谐统一的整体。

信息互联

智慧的展示是一个互联的信息场，在这个场下，人、手机、环境、大屏全部串联在一起，互相感知，互相交互。

人可以通过手机或肢体，随着自己的心去探索这个世界；现场环境也可以向人去主动娓娓诉说自己的故事；

全流程信息应用体系

智慧的展示还是一个全流程的信息应用体系，在这个体系中，信息会源源不断的从采集，到分析，再到呈现和交互，生生不息。

3.3.1.3系统组网方式

3.3.1.4系统结构

互动展示系统解决方案是为多媒体互动展览展示而打造的变革之作。

系统组件都是基于网络化的系统构成，采用动感神奇的触控技术、效果引擎、推送、跨屏等新型人机交互手段，将展厅的各种屏幕及手持设备进行融合贯通，随心所欲的控制，让各个终端的视频、图片、文档、PPT等不同的内容飞舞到大屏上以震撼的效果展现出来，并轻松的与第三方异构系统做对接，完整的实现跨平台、跨终端的内容推送和多屏之间的信息共享。

在技术实现的过程中，互动展示系统充分考虑用户的使用需求与使用习惯、系统的安全稳定性以及操作的便捷易学性等影响系统整体优劣的因素，采用如下图所示的系统架构，以中央智能控制引擎服务ICE为核心，涵盖设备级存储及指令转发等功能模块。

建立在PC和移动便携设备上的控制端实现各种应用方式的部署，通过ICE核心控制服务在大屏展现端以预设的方式呈现。

以下图示是核心ICE、控制端和展示端的元素组合与构成。

3.3.1.5巨屏显示系统

3.3.1.5.1LED弧形屏设计

1、最大限度发挥LED显示屏功效

弧形屏其极佳的显示效果、极具震撼的视觉冲击相比于其他传统媒体拥有更好的视觉体验和效益。

弧形模组可以完好地将相互连接的两块LED平面屏完美衔接，扩大受众覆盖面，提高视野范围。

2、提高控制室内墙装饰整体美观度

LED弧形屏更好地与室内建筑本身融于一体，提高LED显示屏的整体美观度，吸引眼球。

安装在室内的弧形LED显示屏，在不影响室内建筑物整体美观的情况下，可通过转角区域平整的弧形过渡，实现与室内建筑物墙体完美融合。

3、大尺寸转角屏更易提高受众关注度

弧形屏通过专利技术将两块或多块LED平面屏连接起来，形成大面积弧形显示屏，更具“一眼效益”，夺人眼球，受众关注度优于常规LED平面屏。

3.3.1.5.2LED屏P2.5优势

采用低电压扫描驱动，具有如下优点：

1.耗电省

2.使用寿命长

3.亮度高

4.视角大

5.可视距离远

可根据环境光线的变化可调节显示屏亮度（600-8000nit），确保人眼最佳观看舒适度和显示效果的同时节能环保；

屏幕内置拼接控制器，可将同源信号实现屏幕的自拼接。

选用的显示单元具有丰