CN212112804U - 一种智慧教室系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及教学系统领域，公开了一种智慧教室系统，包括了教室控制台、投影幕布、控制讲台、多台激光投影仪、融合机、班牌展示器、云录播组件和行为识别组件，所述的教室控制台分别与控制讲台、融合机、班牌展示器、云录播组件、行为识别组件连接，所述的融合机连接激光投影仪，所述的投影幕布与激光投影仪的投影位置相对应，本实用新型结构简单，功能多样，使用简单，通过本实用新型，能够有效提升学生的学习能力；能够减轻老师的教学压力；提供了一种舒适的教学环境。

Description

一种智慧教室系统

技术领域

本实用新型涉及教学系统领域，特别是一种智慧教室系统。

背景技术

随着现代现代技术的发展，通过信息化手段，创建智慧教室系统成为一种趋势，智慧教室系统改变了传统教室的教学方式，符合智慧教育发展的要求，既能够减轻教师的负担，也能有效的提高教学质量。

但是现有的智慧教室系统，结构和功能仍然较为单一，无法满足教师和学生的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种智慧教室系统，以解决现有智慧教师结构和功能较为单一的问题。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果一种智慧教室系统，包括了教室控制台、投影幕布、控制讲台、多台激光投影仪、融合机、班牌展示器、云录播组件和行为识别组件，所述的教室控制台分别与控制讲台、融合机、班牌展示器、云录播组件、行为识别组件连接，所述的融合机连接激光投影仪，所述的投影幕布与激光投影仪的投影位置相对应，所述的教室控制台设置在教室内的一侧边，所述的投影幕布设置在教室内的前方墙壁上，所述的激光投影仪设置在教室内的前方，所述的班牌展示器设置教室门口的墙壁上，所述的控制讲台设置在教室前方的侧边上。

上述方案中，教室控制台用于控制用于对整个智慧教室系统的硬件设施进行管理，投影幕布用于显示激光投影仪投影的内容，融合机用于对多台激光投影仪的边缘部分进行边缘融合，云录播组件能够对老师的讲课进行实时录播，行为识别组件用于实时分析与记录学生的上课状态。

进一步，所述的控制讲台包括显示屏、集成工作站、通讯单元和AR/VR设备接口，所述的集成工作站分别与显示屏、通讯单元和AR/VR设备接口连接。

进一步，所述的显示屏包括主控制屏和副控制屏，所述的主控制屏和副控制屏均为十点式电容触摸屏。

进一步，所述的控制讲台包括升降气缸，所述的升降气缸与集成工作站连接。

上述方案中，控制讲台设有AR/VR设备接口接口可以与现有各种AR/VR设备兼容连接，显示屏分为主显示屏和副显示屏，当老师进行投影教学时，主显示屏用于显示投影幕布上的内容，副显示屏用于显示操作界面的内容，两个显示屏均是触摸式的显示屏，教师可以直接在屏幕上进行操作，控制讲台可自动升降，舒适方便，提高教师的教学体验。

进一步，所述的云录播组件包括录播导播一体机、路由器、多个拾音器、混音器、显示屏和多个跟踪摄像机，所述的录播导播一体机分别与混音器、显示屏、路由器、教室控制台和跟踪摄像机连接，所述的录播导播一体机通过路由器与云服务器连接，所述的拾音器与混音器连接，所述的跟踪摄像机设置在教室的后方。

进一步，所述的拾音器为超心型指向话筒，所述的拾音器的拾音角度为100°，所述的混音器设有十路卡侬头麦克风接口。

上述方案中，录播导播一体机通过路由器与外部的服务器进行连接，由此进行直播功能，该系统还可以对教师的教学视频进行录入保存，学生可以通过保存的教学视频再次进行复习，教师也可以回放视频，有助于提高教师的教学水平，有效提高教学质量和保护教学资源，跟踪摄像机能够实时跟随教师的位置进行录像，拾音器可以是多个。

进一步，所述的行为识别组件包括两个巡航全景一体机和行为分析服务器，所述的巡航全景一体机与行为分析服务器连接，所述的两个巡航全景一体机中，一个设置在教室前方的正中央，另一个设置在教室后方的侧边，行为分析组件通过分析学生的姿势和表情来分析学生的学习状态。

进一步，所述的班牌展示器上包括有展示屏、人脸识别摄像头和IC卡识别器，所述的班牌展示器的背面设有若干个挂钩，人脸识别摄像头和IC卡识别器组成考勤系统，方便对学生进行考勤。

进一步，所述的投影幕布为弧形幕布，所述的激光投影仪含有HDBaseT接口、IPCAM网络摄像头接口和至少3个HDMI接口。

本实用新型具有以下有益效果：本实用新型结构简单，功能多样，使用简单，通过本实用新型，能够有效提升学生的学习能力；能够减轻老师的教学压力；提供了一种舒适的教学环境。

附图说明

图1为本实用新型系统的各个模块连接示意图。

图2为本实用新型控制讲台的各个模块连接示意图。

图3为本实用新型控制讲台的结构示意图。

图4为本实用新型云录播组件的各个模块连接示意图。

图5为本实用新型班牌展示器的正面结构示意图。

图6为本实用新型系统硬件设置在教室内的平面布置图。

主要部件符号说明：

1、集成工作站；2、主控制屏；3、副控制屏；4、AR/VR设备接口；5、升降气缸；6、人脸识别摄像头；7、IC卡识别器；8、展示屏,；9、投影幕布；10、控制讲台；11、激光投影仪；12、班牌展示器；13、跟踪摄像机；14、巡航全景一体机；15、教室控制台。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。

如图1-6所示，本实用新型公开了一种智慧教室系统，包括了教室控制台15、投影幕布9、控制讲台10、两台激光投影仪11、融合机、班牌展示器12、云录播组件和行为识别组件，教室控制台15分别与控制讲台10、融合机、班牌展示器12、云录播组件、行为识别组件连接，融合机连接激光投影仪11，投影幕布9与激光投影仪11的投影位置相对应，教室控制台15用于控制用于对整个智慧教室系统的硬件设施进行管理，投影幕布9用于显示激光投影仪11投影的内容，融合机用于对多台激光投影仪11的边缘部分进行边缘融合，云录播组件能够对老师的讲课进行实时录播，行为识别组件用于实时分析与记录学生的上课状态，教室控制台15设置在教室内的一侧边，投影幕布9设置在教室内的前方墙壁上，所述的激光投影仪11设置在教室内的前方，班牌展示器12设置教室门口的墙壁上，控制讲台10设置在教室前方的侧边上。

控制讲台10包括显示屏、集成工作站1、通讯单元和AR/VR设备接口4，集成工作站1分别与显示屏、通讯单元和AR/VR设备接口4连接，显示屏包括主控制屏2和副控制屏3，主控制屏2和副控制屏3均为十点式电容触摸屏，控制讲台10设有AR/VR设备接口4接口可以与现有各种AR/VR设备兼容连接，控制讲台10包括升降气缸5，升降气缸5与集成工作站1连接，控制讲台10的长宽高尺寸为850×670×1030-1230mm，该通讯单元为无线路由。

云录播组件包括录播导播一体机、路由器、多个拾音器、混音器、显示屏和两个跟踪摄像机13，录播导播一体机分别与混音器、显示屏、路由器、教室控制台15和跟踪摄像机13连接，录播导播一体机通过路由器与云服务器连接，拾音器与混音器连接，拾音器为超心型指向话筒，拾音器的拾音角度为100°，混音器设有十路卡侬头麦克风接口，跟踪摄像机13设置在教室的后方。

行为识别组件包括两个巡航全景一体机14和行为分析服务器，巡航全景一体机14与行为分析服务器连接，行为分析组件通过分析学生的姿势和表情来分析学生的学习状态，两个巡航全景一体机14中，一个设置在教室前方的正中央，另一个设置在教室后方的侧边,班牌展示器12上包括有展示屏8、人脸识别摄像头6和IC卡识别器7，班牌展示器12的背面设有若干个挂钩，人脸识别摄像头6和IC卡识别器7组成考勤系统，方便对学生进行考勤，挂钩用于方便将班牌展示器12挂在教室的墙上，展示屏8上分为若干板块，包括：时间天气、新闻通知、课程安排、课程查询和动态滚动的信息。

在教室外另外设置控制室，将录播导播一体机和行为分析服务器设置在控制室中，云录播组件的显示屏也设置在控制室内，显示屏用于实时观看录播的视频状况。

投影幕布9为弧形幕布，激光投影仪11含有HDBaseT接口、IPCAM网络摄像头接口和至少3个HDMI接口。

控制讲台的集成工作站中包括了Intel第八代酷睿i7-8700六核的处理器；32GDDR42400MHz及以上的内存；256GB+1TB及以上的主硬盘；GTX 10606G的显卡。

教室控制台设有存储模块、运行中心、屏幕、Wifi模块和蓝牙模块，其中存储容量32G及以上；运行中心八核及以上的；屏幕的尺寸在10.8英寸及以上，分辨率为2560*1600，屏幕类型为IPS

激光投影仪的分辨率：1920*1200；对比度≥300000：1；投射比为0.79：1；且支持镜头位移，位移范围为垂直方向V：100％-120％，水平方向H：90％-110％；镜头位移调节旋钮采用隐藏式设计；画面调节点支持2*2，3*3，5*5，9*9，17*17；画面调节中心点可以选择是否可调；画面中心点和活动调节点具有连线指示；镜头采用居中设计；内置纯硬件融合，融合带宽度支持10％-50％；支持Blending投影模式和DICOM医学专用投影模式；可以锁定部分投影机菜单，做个别投影机单独调节；画面调节点以及融合带设定可以被存储以及载入，且至少3个存储载入项；支持遥控器控制权限关闭功能；投影仪具备电源按钮开关；投影仪具备3D VESA接口；投影仪含USB接口且支持5V，0.8A电源输出。

融合机具有以下特性：可以进行画面分割及画面补偿；解码各种3D信号源；转换主动式3D Frame sequential 1080p@120Hz；讯号做被动式3D显示；支持HDMI 1.4a标准3D格式，包含1080p/24Hz frame packed，Side by Side，Top-Bottom，Frame sequential及Lineinterleaved；支持3840x1080 Full HD Side by side 3D格式及SONY 1080i/60Hz framepacked 3D格式。

投影幕布具有以下特性：边框材质：包天鹅绒级黑色背胶绒布；尺寸：高度不小于2.4m，弦长不小于6.5m，根据实际场地情况定制增益：2.0；幕面颜色：白色；对比度：50000：1；均匀度：≥98％；解像力：125线/mm；图像还原性：≥97％；屏幕材质：采用进口树脂基材，无热胀冷缩现象；适应明亮环境：高达500LUX室内，具有WT-B light平衡吸收环境光处理技术多层光学结构，具有底层防漏光处理，表面吸光及抗划伤能力；视角：≥160度。

录播导播一体机具有以下特性；视频编码：标准H.264；音频编码：AAC；录像格式：MP4；录像质量：支持1080P、720P、704x576可选，帧率30fps，25fps可选。录像码流可设置；支持最高三路资源和一路导播同时录像；录像控制：支持一键启动、停止课堂录制；支持远端互动信号录制；导播模式：手动/自动模式；支持网络中控导播。

跟踪摄像机具有以下特性：图像传感器1/2.8英寸Exmor CMOS，214万像素，焦距f＝4.7-94.0mm，光圈F1.6–F3.5，光学变焦20倍，数字变焦12倍，视场角59.5°-2.9°，聚焦系统：自动，手动，一键触发，PTZ触发，曝光控制：自动，手动，快门优先，光圈优先，快门速度1/1-1/10000秒，信噪比≥50dB。

全景摄像机具有以下特性：传感器1/2.8"Exmor CMOS，有效像素214万像素，焦距3.73mm，视角水平92°，垂直50°

跟踪摄像机设有云台，云台参数具有以下特性：水平范围-170°-+170°，垂直范围-30°-+90°，水平转动速度0.1°-120°/秒，垂直转动速度0.1°-90°/秒，预置点数目256个，视频接口HD-SDI(2路)，网络接口100M自适应以太网接口(RJ45)，视频格式高清：1080p/60，1080p/50，1080p/30，1080p/25，1080i/60，1080i/50，720p/60，720p/50，控制接口RS-485，RS-232，控制协议VISCA/Pelco-D。

混音器：供电方式：AC220V/50Hz，麦克风幻像48V独立供电，独立音量调节、独立供电开关，独具录播音频RCA输出口，两路OUTPUT音频输出，输入阻抗：8K-20KΩ；输出阻抗：200Ω，自动降噪功能，不发言通道电平自动衰减，有效降噪，话筒输入失真：≤0.1％(额定输出)，频率响应：50Hz～18KHz，噪声电压：≤0.2mV，输入灵敏度：-38dB--50dB，消耗功率：30W，独具DSP回路比较算法，迅速有效消除回声，回声消除尾音长度：256ms，回声消除：〉65dB；线路降噪：18dB，具有啸叫消除功能模块，信噪比：〉90dB，增益提升：最大可达12dB，全自动零操作，尺寸：430mm*260mm*65mm。

拾音器：频率响应：40-18000HZ；灵敏度：-36dB(18Mv/Pa)；指向性：超心型指向，拾音角度：100°，最大声压级：132DB；阻抗：200Ω；工作电压：48V；信噪比：≥85dB，吊杆：全铝材料，万向调节头，长度：(30cm伸60cm)或(60cm伸120m)，管厚：2mm，与麦夹匹套连接螺杆

巡航全景一体机；跟踪摄像机、镜头参数：图像传感器：1/2.8英寸高品质CMOS传感器；有效像素：207万；视频信号：SDI接口视频格式：1080P60/50/30/25/59.94/29.97、1080I60/50/59.94和720P60/50/30/25/59.94/29.97，镜头光学变倍：20倍光学变焦：f＝4.7～94mm；视角：2.9°(窄角)～55.4°(广角)；光圈系数：F1.6～F3.5；数字变倍：X10；全景摄像机参数：图像传感器：1/2.8英寸高品质CMOS传感器；有效像素：207万。

行为分析服务主机：主要要功能：行为、表情、专注度分析；系统：Ubuntu16.0；CPU：Intel XEON E5-2630 V4*2；GPU：Leadtek公版Geforce GTX 1070；硬盘：120GB SSD；内存：8GB DDR4*8；网口：10M/100M/1000M自适应LAN口*2；工作电压：AC220V-DC18V适配器供电。

班牌展示器：尺寸：21.5寸，分辨率：1920*1080，对比度：1000：1，双声道立体电子音效，嵌入式八核1.5G，内存：2G，存储：8G，支持扩展存储，嵌入式架构，ARM方案，电容触摸屏，触摸响应时间≤5毫秒，5千万次以上双点触摸，双声道立体电子音效，触摸驱动程序，支持后台编辑功能。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种智慧教室系统，其特征在于，包括了教室控制台、投影幕布、控制讲台、多台激光投影仪、融合机、班牌展示器、云录播组件和行为识别组件，所述的教室控制台分别与控制讲台、融合机、班牌展示器、云录播组件、行为识别组件连接，所述的融合机连接激光投影仪，所述的投影幕布与激光投影仪的投影位置相对应，所述的教室控制台设置在教室内的一侧边，所述的投影幕布设置在教室内的前方墙壁上，所述的激光投影仪设置在教室内的前方，所述的班牌展示器设置教室门口的墙壁上，所述的控制讲台设置在教室前方的侧边上。

2.如权利要求1所述的智慧教室系统，其特征在于：所述的控制讲台包括显示屏、集成工作站、通讯单元和AR/VR设备接口，所述的集成工作站分别与显示屏、通讯单元和AR/VR设备接口连接。

3.如权利要求2所述的智慧教室系统，其特征在于：所述的显示屏包括主控制屏和副控制屏，所述的主控制屏和副控制屏均为十点式电容触摸屏。

4.如权利要求3所述的智慧教室系统，其特征在于：所述的控制讲台包括升降气缸，所述的升降气缸与集成工作站连接。

5.如权利要求1所述的智慧教室系统，其特征在于：所述的云录播组件包括录播导播一体机、路由器、多个拾音器、混音器、显示屏和多个跟踪摄像机，所述的录播导播一体机分别与混音器、显示屏、路由器、教室控制台和跟踪摄像机连接，所述的录播导播一体机通过路由器与云服务器连接，所述的拾音器与混音器连接，所述的跟踪摄像机设置在教室的后方。

6.如权利要求5所述的智慧教室系统，其特征在于：所述的拾音器为超心型指向话筒，所述的拾音器的拾音角度为100°，所述的混音器设有十路卡侬头麦克风接口。

7.如权利要求1所述的智慧教室系统，其特征在于：所述的行为识别组件包括两个巡航全景一体机和行为分析服务器，所述的巡航全景一体机与行为分析服务器连接，所述的两个巡航全景一体机中，一个设置在教室前方的正中央，另一个设置在教室后方的侧边。

8.如权利要求1所述的智慧教室系统，其特征在于：所述的班牌展示器上包括有展示屏、人脸识别摄像头和IC卡识别器，所述的班牌展示器的背面设有若干个挂钩。

9.如权利要求1所述的智慧教室系统，其特征在于：所述的投影幕布为弧形幕布，所述的激光投影仪含有HDBaseT接口、IPCAM网络摄像头接口和至少3个HDMI接口。

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