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            智慧教室物聯網管理系統
            發布日期:2017-05-06   點擊次數:6649
            系統簡介
              智慧教室物聯網管理系統(SeaIOT-SmartEdu),是“物聯網+教育”的一種應用體現,它采用B/S架構,部署于云計算平臺之上,以物聯網大數據信息平臺為支撐,囊括了web應用層開發、中間件開發、云計算、數據挖掘、MQTT物聯網通訊協議、移動互聯網、嵌入式開發等關鍵技術,擁有不同的用戶權限級別,為不同權限的用戶提供不同程度的數字化、開放式的實訓室資源,實訓室的門禁、燈光、窗簾、空調、投影等基本設施以及實驗設備、實驗過程、教學資源等均可接入智慧管理系統,方便管理者對實訓室資源的統一集中管理,優化了教師與學生的“教與學”,讓傳統的課室變得更加智慧。
            • 核心功能
            • 軟件系統
            • 典型實驗
            • 成功案例
            1 智能電箱控制系統
              智能電箱控制系統,是為了合理安排實驗室資源而研發的對實驗設備的供電回路、電子產品的遙控方式進行集中管理的一種自動化控制設備。它是一個教室的控制中心,由物聯網網關、線路控制器、智能遙控主機、門禁控制器以及物聯網網關管理軟件組成,可實現12路大功率(AC220V)交流設備的驅動,控制實訓設備的供電回路;


            1.1 燈光窗簾控制系統
              燈光控制系統由燈光無線遙控器、窗簾無線遙控器、人體傳感器、光照傳感器、智能無線遙控主機和配套的物聯網網關管理軟件組成。
              系統通過人體感應傳感器判斷室內對應位置是否有人,此位置無人,則燈光控制系統處于關閉狀態;反之,處于工作狀態。

            1.2 風扇控制系統
              風扇控制系統由風扇調速無線遙控器、溫濕度傳感器、智能無線遙控主機和配套的物聯網網關管理軟件組成。
              系統通過溫濕度傳感器檢測室內溫度,經分析處理,根據軟件預設值,自動開啟、關閉、調節風扇檔位,實現室內溫度的自動調節。

            1.3 空調控制系統
              空調控制系統由無線紅外遙控器、溫濕度傳感器、智能無線遙控主機和配套的物聯網網關管理軟件組成。
              系統通過溫濕度傳感器檢測室內溫度,經分析處理,根據軟件預設值,自動開啟、關閉空調,切換空調模式,調節空調風速,實現室內溫度的自動控制。

            1.4 門禁控制系統
              門禁控制系統由門禁控制器、讀卡器、出門開關、電磁門鎖,結合配套的物聯網網關管理軟件組成。
             
            1.5 實驗設備供電回路控制系統
              系統可實現12路大功率(AC220V)交流設備的驅動,可控制實驗室最大12路的供電回路的通斷,以節省教室用電能耗。

            1.6 墻面一鍵開關
              每間教室墻面預留一個一鍵開關按鈕,按下后,可立即關閉所有照明燈、風扇、窗簾、空調、供電回路的供電系統。

            2 電子課牌信息發布系統
              每間教室門口墻壁安裝1塊電子顯示屏,通過智慧教室管理平臺設置電子課牌的顯示內容和當前教室的使用情況。
            當教室處于空閑時,輪流切換顯示教室的課程信息(名稱、負責人、課程表)、和主要功能。當教室/實訓室在上課前十分鐘,由管理平臺自動導入當前課程信息、課程內容,任課教師、可開設的實訓項目等。Web管理平臺可切換播放與課程內容有關的PPT、教學視頻、微課程,也可發布臨時性的通知。支持手機移動端APP控制播放顯示相關信息。


            3 云桌面集中管理,精簡運維
              教室電腦采用云桌面解決方案,使用云終端代替傳統的PC機,簡化了教室PC的管理。云終端具有能耗更低,發熱更少,壽命更長的特點。
              所有桌面在云服務器數據中心運行,只需一個瀏覽器就能管理所有桌面,再也不用因為藍屏死機而跑現場,進教室。

            云服務器                                      云終端代替PC

            云桌面后臺管理界面                               資源使用統計

            4 教學信息智慧管理系統
              主要功能包括多級用戶管理、教務管理、教學管理、設備管理、資產管理、辦公管理等。

            4.1 多級用戶管理
              具備用戶權限管理,包括五個級別,分別是超級管理員(校級)、管理員(院系)、任課教師、班主任、學生。不同權限的用戶所能訪問的智慧管理系統的內容也不同。超級管理員具有固定的編號和登錄密碼,管理員、任課教師、班主任、學生的登錄編號與密碼的依次由上一級管理員創建。

            4.2 教務管理
              主要用于管理專業設置、課程設置、班級設置、實驗室設置、教師信息錄入等,列表顯示學校院系下所有專業信息、課程規劃、班級規模、實驗室配備、教學師資力量等信息,可由院系管理員權限用戶進行增刪改查等操作。


            4.3 教學管理

              針對某個院系,詳細設置整個學期的理論課程、實訓課程的具體排課規劃,包括教室安排、教師分配、教輔配備、實訓室申請與審核、實訓室門禁刷卡記錄、教學資源上傳碎片化管理、臨時性通知公告等。


            4.4 實驗管理
              1)教師可通過PC端或移動APP,申請所需實驗室。
              2)預約審核:教務處或實驗中心根據教師提交的申請情況和實驗室安排情況,綜合考慮是否批準該項申請。該功能可提高實驗室使用率,統籌安排實驗課程避免發生課程沖突
              3)實驗室安排查詢:教師在PC端或移動設備上,通過查詢功能提前獲取實驗室安排信息,便于對自己的實驗課程進行合理規劃,有效避免課程沖突。
              4)實驗室過程管理:學生/教師進行實驗,使用數據采集器實時采集數據。有效掌握整個實驗過程。
              5)實驗結果管理:對學生進行的教學實驗成果進行評價并生成相應報告。


            4.5 資產管理
              1)設備基本信息管理:對實驗室內設備信息進行備案,實現實驗設備基本信息新增、刪除、修改、查詢功能,基本信息包括設備代碼、名稱、來源、所屬部門、所屬實驗室、狀態、供應商等信息。
              2)設備采購申報管理:實驗管理中心根據教師提交的實驗課程安排,對缺失的實驗器材提出設備采購申報,經相關部門審核。
              3)設備租借還管理:提供設備的租用登記、歸還管理、是否損壞的查驗管理功能。
              4)設備保修管理:設備在使用期間出現問題或故障后,需要修理的,實驗員提交報修管理,由教研員負責人審核通過后報維修。
              5)設備報廢管理:確定因實驗設備陳舊、技術落后、嚴重損壞、存在嚴重事故隱患等原因不能再使用的實驗設備,可申請報廢。
              6)庫存管理:維護實驗室設備、配件的日常管理和數量統計。


            1 智能電箱感知層管理平臺
              電箱網關使用Android操作系統,運行感知層設備管理軟件,與智能遙控主機配合,將教室內的紅外類設備(空調、投影儀)、315類設備(墻面照明開關、風扇調速開關)、433類設備(電動窗簾)、ZigBee類設備(溫濕度、光照傳感器)集中管理起來,進行采集控制。系統內嵌Sqlite輕量級數據庫、通過MQTT通信協議與手機端APP進行信息交互,可設置云服務平臺的地址,使用開放的webservice接口將采樣的傳感器數據、設備狀態存入物聯網信息化大數據平臺中,實現傳感器數據采集、設備遠程控制。




            2 物聯網信息化大數據平臺
              物聯網信息化大數據平臺采用B/S架構,服務器可以采用穩定的商用公有云部署,也可采用本地化部署。通常構建本地私有云系統,系統運行在校園網內,當校園網不能訪問公網時,也能正常開展教學活動。
            大數據平臺與算法部署在服務器集群中,由Hadoop平臺、HDFS文件系統、MAP/REDUCE數據處理機制、HIVE等實現大數據的查詢分析。
            3 智慧教室Web管理軟件
              軟件部署在校園中心機房的物聯網信息化大數據平臺,使用tomcat web服務器,JAVA語言,Spring框架開發,內嵌MQTT協議進行通信,兼容IE10及以上、谷歌、火狐等主流瀏覽器,適配主流手機、平板多種設備的分辨率進行顯示,具有多用戶管理、教務管理、教學管理、設備管理、資產管理、辦公管理等功能。




            4 智慧教室Android移動端監控平臺
              使用手機端APP登錄到系統,隨時隨地,只要能上網就可以實時查看教室內電箱的監測數據,遠程控制繼電器設備,遠程打開門禁,遙控教室內的燈光/風扇/窗簾/空調,并具有人臉識別功能,可增加新用戶人臉圖像,可進行人臉圖像匹配驗證,驗證成功打開門禁。


            序號

            實驗列表

            序號

            實驗名稱

            1

            Tomcat服務器構建

            1

            搭建Java web開發環境

            2

            MQTT協議詳解

            2

            Eclipse的基本使用

            3

            MQTT代理服務器構建與配置

            3

            DIV + CSS布局實驗

            4

            基于MQTT協議的通信測試實驗

            4

            HTML5新增內容應用

            5

            Mysql數據庫的構建與配置

            5

            CSS3新特性應用

            6

            數據庫基本操作實驗

            6

            JavaScript倒計時特效

            7

            基于Android的串口編程

            7

            JavaScript事件分析實驗

            8

            基于Android的網絡通信編程

            8

            利用Ajax讀取xml文件

            9

            MQTT Client程序開發

            9

            Ajax異步驗證用戶名實驗

            10

            JSON數據格式學習

            10

            網頁登錄(Servlet版)

            11

            Web Service程序開發

            11

            網頁登錄(Spring版)

            12

            Web Sockets程序開發

            12

            框架數據庫增刪改查

            13

            HTML5頁面編程

            13

            Spring框架MQTT消息發送

            14

             

            14

             

             

            … …

            本系統已在蘇州工業技術學校、遼源工商學校使用。




            四肖中特选一肖

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