CN213149546U - 一种基于云端的多功能智慧教室 - Google Patents

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Abstract

本实用新型属于教学系统技术领域,提供了一种基于云端的多功能智慧教室,包括云端资源库、教室教学一体机、以太网交换机、分控中心、智能控制系统、教师端和学生端;所述教室教学一体机通过以太网交换机与云端资源库实现通信,所述分控中心、智能控制系统、教师端和学生端均与所述教室教学一体机通信。本实用新型通过云端资源开发,减轻实际教室改造过程的负担,具有一定经济适用性,同时在考虑传统教学需求的基础,综合考虑管理控制的便捷性,教师可通过教师端及分控中心、智能控制系统实现对整个环境的控制及把握。整个智慧教室结构清晰,方便控制与管理,能满足课堂教学及课外学习交流基本需要,又能减少本地服务器等设备的管理负担。

Description

一种基于云端的多功能智慧教室
技术领域
本实用新型属于教学系统技术领域,具体的说,是涉及一种基于云端的多功能智慧教室。
背景技术
传统教学无法支持多类型资源的创作及共享,资源利用率低下,其主要存在在设备安装上,绝大多数传统教室安装了空调、电灯、窗帘等设备,只能通过手动实现对室内环境的调节,无法实现对教室环境的监测及环境的自动调控。在设备控制上,传统教学的每个多媒体都有一个开关,线路复杂,难以实现集中的管理控制,且讲授局限于课堂,师生互动无法实现数字化。
为解决传统教学所存在的问题,智慧教室应运而生。智慧教室是面向学校客户,提供教室基础设施物联感知、物联管控、教学数据分析与教学质量评估的一体化系统,智慧教室优点在于能够将教学、人员考勤、环境监测、信息发布、视频监控分析以及远程控制等功能融为一体,实现教室教学的智能联动,然而,现有智慧教室虽然能实现对课堂的实时录制,及相关资料资源等的共享,但需建设本地服务器、计算器等设备支持,耗费大量物力财力。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种基于云端的多功能智慧教室,以解决现有智慧教室需建设本地服务器、计算器等设备支持,耗费大量物力财力的问题。
为了实现上述目的,本实用新型采取的技术方案如下:
一种基于云端的多功能智慧教室,包括云端资源库、教室教学一体机、以太网交换机、分控中心、智能控制系统、教师端和学生端;所述教室教学一体机通过以太网交换机与云端资源库实现通信,所述分控中心、智能控制系统、教师端和学生端均与所述教室教学一体机通信。
进一步的,所述云端资源库包括云教学服务器、云计算服务器和物联网云录播服务器。
进一步的,所述分控中心包括信息处理及控制单元和预警模块。
进一步的,所述预警模块包括110报警中心模块、120急救中心模块、119消防中心模块、烟雾监测报警器和学校保卫处救助中心模块。
进一步的,所述智能控制系统包括窗帘控制单元、空调控制单元、灯光控制单元、门禁、室外滚动屏幕。
进一步的,所述窗帘控制单元包括括光敏器和窗帘独立开关;所述灯光控制单元包括光敏器和灯光独立开关;所述空调控制单元包括温度传感器和空调独立开关;所述门禁包括打卡器和感应装置。
进一步的,所述教师端包括教师虚拟主机、活动摄像头、分屏电子白板;其中,所述分屏电子白板共有三块,分别位于教室前端以及教室两侧。
进一步的,所述学生端包括学生虚拟主机及内嵌于学生虚拟主机中的云课堂平台。
进一步的,所述活动摄像头共有三个,其中一个位于教室前端的分屏电子白板上方,其余两个活动摄像头位于教室后端。
进一步的,所述打卡器中包括位置传感器和人脸识别装置。
进一步的,还包括电子标签,所述电子标签设置在硬件设备上。
与现有技术相比,本实用新型具备以下有益效果:
本实用新型通过云端资源开发,减轻实际教室改造过程的负担,具有一定经济适用性,同时在考虑传统教学需求的基础,综合考虑管理控制的便捷性,教师可通过教师端及分控中心、智能控制系统实现对整个环境的控制及把握。整个智慧教室结构清晰,方便控制与管理,能满足课堂教学及课外学习交流基本需要,又能减少本地服务器等设备的管理负担。
附图说明
图1为本实用新型的原理示意图。
图2为本实用新型中教室设备布置示意图。
图3为本实用新型中教师端的操作流程图。
图4为本实用新型中门禁系统的使用流程图。
其中,附图标记所对应的名称如下:1、教室教学一体机;2、以太网交换机;3、校园网络;4、防火墙;5、因特网;6、校园网络中心;7、云资源数据库;8、云教学服务器;9、云计算服务器;10、物联网云录播服务器;11、智能控制系统;12、窗帘控制单元;13、空调控制单元;14、灯光控制单元;15、门禁;16、室外滚动屏幕;17、打卡器;18、感应装置;19、分控中心;20、信息处理及控制单元;21、预警模块;22、110报警中心;23、120急救中心模块;24、119消防中心模块;25、烟雾监测报警器;26、学校保卫处救助中心模块;27、教师端;28、教师虚拟主机;29、云课堂平台;30、活动摄像头;31、分屏电子白板;32、学生端;33、学生虚拟主机;34、云课堂平台;35活动桌椅。
具体实施方式
为了使得本领域技术人员对本实用新型有更清晰的认知和了解,以下结合实施例对本实用新型进行进一步的详细说明。应当知晓的,下述所描述的具体实施例只是用于解释本实用新型,方便理解,本实用新型所提供的技术方案并不局限于下述实施例所提供的技术方案,实施例所提供的技术方案也不应当限制本实用新型的保护范围。
实施例1
如图1~2所示,本实施例提供了一种基于云端的多功能智慧教室,主要包括有:云端资源库、教室教学一体机、以太网交换机、分控中心、智能控制系统、教师端和学生端;所述教室教学一体机通过以太网交换机与云端资源库实现通信,所述分控中心、智能控制系统、教师端和学生端均与所述教室教学一体机通信。
教室教学一体机与以太网交换机连接,登录校园网络后,通过防火墙连接因特网,在获取更多资源的同时,保障用网安全,也可以在登录校园网络后,获取云端数据资源,云资源数据库用以支持教师备课、上课、课堂录频等。云资源数据库包括云教学服务器、云计算服务器、物联网云录播服务器,其中,云教学服务器选型为普通工作站,通过安装云教学系统服务端软件,为教室主机提供资源和教学应用服务;云计算服务器可以是专业服务器或者普通工作站,通过安装云桌面系统为教室主机下发虚拟桌面,共享服务器的CPU和内存资源;物联网云录播服务器选型为专业服务器,通过安装物联网云录播系统服务端软件,为教室主机提供智能管理、录播和监控服务。
智能控制系统包括窗帘控制单元、空调控制单元、灯光控制单元、门禁、室外滚动屏幕,用于集中控制教室内的窗帘、空调、灯光、门禁和室外滚动屏幕。窗帘控制单元包括括光敏器和窗帘独立开关;灯光控制单元包括光敏器和灯光独立开关;空调控制单元包括温度传感器和空调独立开关。智能控制系统内设参数值,光敏器、温度传感器实时监测室内光线及温度条件,并将结果记录传送到智能控制系统,智能控制系统的预设值与实时数据对比,当实时数据与预设值差距过大时,则自动调节空调、窗帘及灯光强度,同时,还可更改智能控制系统预设值,使得室内温度及光线达到自身理想值,同时,窗帘控制单元、空调控制单元、灯光控制单元的独立开关,可以切断与智能控制设备的线路,切断后可进行手动调节温度及适合光线。门禁系统包括打卡机、感应装置,学生校园卡内置学生基本信息以及定位单元,打卡机首先通过比对学生所持校园卡位置与读卡机所在位置,再比较学生内置照片与打卡机所识别照片,从而完成打卡,避免代替打卡。教师在智能控制系统获取学生打卡记录后,可进行学生补打卡,之后可以将学生上课情况发动到室外滚动屏幕,便于教务组、督导组的巡查。教室内桌椅均贴有电子标签,当桌椅在未解禁条件下被拿出教室,则会促发感应装置进行报警,从而保障教室财产安全。
信息处理及控制单元用于支持本地数据的处理、计算、存储等,主要对预警模块、智能控制系统的实时数据进行记录储存,在记录一天实时数据后,第二天讲自动删除以往数据记录,可设置最长保留三天数据记录。教师可在教室教学一体机上更改温度、光线等的初始值,从而控制窗帘、灯光、空调等自动调节到适宜的室内环境。
预警模块集中控制报警中心、急救中心、消防中心、烟雾监测报警器、学校保卫处报警中心。其中,110报警中心模块、120急救中心模块、119消防中心模块和学校保卫处救助中心模块的触发均设置为硬件按钮形式,放在教室前端位置,教师或者学生在遇见紧急情况可进行呼叫,烟雾监测报警器能实时监测室内烟雾情况,当室内烟雾超过一定浓度时,就进行报警。
教师端包括教师虚拟主机、活动摄像头、分屏电子白板;其中,分屏电子白板共有三块,分别位于教室前端以及教室两侧;活动摄像头共有三个,其中一个位于教室前端的分屏电子白板上方,其余两个活动摄像头位于教室后端。教师端可安装云桌面系统,并登录校园网后实现对学校网络中心中云资源数据库的相关资源的使用;同时可利用物联网云录播系统,通过在教室端控制教室内活动摄像头以及分屏电子白板,实现对课堂活动的记录以及讲解内容的记录;可登录云课堂平台备课系统,获取相关备课资源及备课模板,实现一件备课,并可将课件上传至云平台,让学生及其他教师进行共享,以及通过云课堂平台的课堂在线功能实时获取学生课堂测验学习情况;教师端可控制分屏电子白板,当教师端将分屏电子白板权限开放给学生后,学生可进行分享展示、画面录制等。
学生端包括学生虚拟主机及内嵌于学生虚拟主机中的云课堂平台。学生端支持学生以账号方式登录,连接学校网络中心云资源数据库;获取相关学习资源(包括教师授权课件、资料以及课堂的录制等);学生可在课上登录云课堂平台获取相关资料、完成相关任务,以及参与课堂中的小测验、抢答等互动。
室内设置活动桌椅,用于支持学生进行个人及小组学习。
如图2所示,教室设备布置如下:分屏电子白板分别位于黑板前端及教室两侧,黑板前端的分屏电子白板用于支持教师课上的讲解,投影、屏幕录制等,教室两侧共块分屏电子白板用于支持学生的分享展示,由教师端统一控制。教室教学一体机位于教室左侧,黑板前端,方便教师的控制。门禁位于教室门口旁边,方便学生打卡、签到,并及时向室外滚动屏幕传送签到信息。活动摄像头分别位于教室前端顶部,以及教室后方顶部,前方活动摄像头用于拍摄学生,后方摄像头用于拍摄教师讲解内容及教师课堂活动。
实施例2
如图3所示,本实施例提供了基于云端的多功能智慧教室教师端的操作流程,包括:
步骤S31、教师端开机联网登录云课堂平台自动获取教师虚拟主机;
步骤S32、在线发布任务、测试;
步骤S33、回收并统计学生端数据;
步骤S34、分析并显示结果;
步骤S35、教师端决定是否投影到屏幕;
步骤S36、若决定投影到屏幕,则在分屏电子白板显示。
实施例3
如图4所示,本实施例提供了基于云端的的多功能智慧教室的门禁系统的使用流程,包括:
步骤S41、学生插入校园卡;
步骤S42、打卡器感应校园卡位置,并与本机进行对比;
步骤S43、位置是否一致;
步骤S44、若一致,打卡器读取校园卡学生照片信息,并进行人脸识别;
步骤S45、识别是否一致;
步骤S46、若一致,完成打卡,并将打卡信息发送至智能控制系统;
步骤S47、是否发送至室外滚动屏幕;
步骤S48、若发送至室外滚动屏幕,室外滚动屏幕显示打卡情况。
以上所述即为本实用新型的优选实施方案。应当说明的是,本领域技术人员,在不脱离本实用新型的设计原理及技术方案的前提下,还可以作出若干的改进,而这些改进也应当视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于云端的多功能智慧教室,其特征在于:包括云端资源库、教室教学一体机、以太网交换机、分控中心、智能控制系统、教师端和学生端;所述教室教学一体机通过以太网交换机与云端资源库实现通信,所述分控中心、智能控制系统、教师端和学生端均与所述教室教学一体机通信。
2.根据权利要求1所述的基于云端的多功能智慧教室,其特征在于:所述云端资源库包括云教学服务器、云计算服务器和物联网云录播服务器。
3.根据权利要求2所述的基于云端的多功能智慧教室,其特征在于:所述分控中心包括信息处理及控制单元和预警模块。
4.根据权利要求3所述的基于云端的多功能智慧教室,其特征在于:所述预警模块包括110报警中心模块、120急救中心模块、119消防中心模块、烟雾监测报警器和学校保卫处救助中心模块。
5.根据权利要求4所述的基于云端的多功能智慧教室,其特征在于:所述智能控制系统包括窗帘控制单元、空调控制单元、灯光控制单元、门禁、室外滚动屏幕。
6.根据权利要求5所述的基于云端的多功能智慧教室,其特征在于:所述窗帘控制单元包括括光敏器和窗帘独立开关;
所述灯光控制单元包括光敏器和灯光独立开关;
所述空调控制单元包括温度传感器和空调独立开关;
所述门禁包括打卡器和感应装置。
7.根据权利要求6所述的基于云端的多功能智慧教室,其特征在于:所述教师端包括教师虚拟主机、活动摄像头、分屏电子白板;其中,所述分屏电子白板共有三块,分别位于教室前端以及教室两侧。
8.根据权利要求7所述的基于云端的多功能智慧教室,其特征在于:所述学生端包括学生虚拟主机及内嵌于学生虚拟主机中的云课堂平台;所述活动摄像头共有三个,其中一个位于教室前端的分屏电子白板上方,其余两个活动摄像头位于教室后端。
9.根据权利要求8所述的基于云端的多功能智慧教室,其特征在于:所述打卡器中包括位置传感器和人脸识别装置。
10.根据权利要求9所述的基于云端的多功能智慧教室,其特征在于:还包括电子标签,所述电子标签设置在硬件设备上。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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