随着教育信息化的发展，具有人工智能的智慧校园已经成为必然的发展趋势，学校在建设班班通多媒体教室时，应该充分考虑目前建设多媒体教室便于将来升级到智慧教室，再升级到智慧校园。为了未来升级的不重复投资，建议班班通多媒体教室的建设应该采用云多媒体教室。在云多媒体教室建成的基础上，建议添加物联网云录播系统，将云多媒体教室升级为多媒体智慧教室。
1 智慧校园的结构图及建设思路
智慧校园是在数字校园的基础上，充分应用云技术、物联网技术、资源的数字化技术、教学轨迹的大数据技术，通过一体化设计，把学校所有的信息化管理和教学系统集成一个整体，是具有人工智能的校园网云平台。
1.1 结构图
智慧校园具有人工智能的特点，数字化校园和智慧教室是智慧校园的“四肢”；云平台是智慧校园的“身躯”；智能化资源云则是智慧校园的“大脑”。
智慧校园组成
1 数字化校园网络：是以校校通、班班通、人人通为主体的校园网，包含：多媒体云教室、云网络教室、校园广播监控系统、一卡通系统、教师办公室、自学网等系统，起到联通校园作用，促进师生之间的有效交互。
2 智慧教室：智慧教室是充分利用云技术、物联网技术而构建的，可满足学校智能化教学和管理的智能型教室，包含多媒体智慧教室和云网络智慧教室。
3 云平台：包含云基础平台和各学科应用平台。云基础平台是智慧校园信息共享的平台，主要由用户管理系统、个人空间系统、信息交互共享系统及应用软件的主菜单管理系统组成。各学科应用平台：针对各学科的教学模式和教学资源，分别配备备课、上课、作业、自学、考试、成绩总评等一体化应用系统。
4 智能化资源云：智能化资源云是把各学科的数字化教学资源库和教学轨迹的大数据统一建设，并配备智能化课件制作系统和智能化试卷制作系统、学生认知知识谱分析系统等具有国际先进水平的应用系统，使学校的教学资源不仅能够共享，而且能高效应用，是具有人工智能的教学资源云。
1.2 智慧校园的建设思路
要建成智慧校园，每个部分都不可或缺，但一个学校一下子要把全部的智慧校园系统配置，并全部应用起来是有困难的，每个学校应该根据自身的需要，整体规划，分步实施。具体步骤如下：
第一步，构建基于云技术的数字校园，打造智慧校园的基础环境。
云技术是智慧校园的基础，采用云技术，可实现硬件资源和信息资源的共享。因此，应该构建基于云技术的数字校园。按照数字校园的要求，规划建设学校的多媒体云教室，云网络教室、老师办公室、自学网、校园广播、监控、校园一卡通系统等，其中多媒体云教室的建设尤为重要，需优先规划建设。
第二步，将云教室升级为智慧教室，实现智能化管理。
在数字校园建成的基础上，着重将云教室升级为智慧教室，特别要将多媒体云教室升级为多媒体智慧教室。物联网是智慧校园最实用的功能，可实现各类教室设备故障自检、远程巡课、远程监控、远程教学等先进功能。因此，在云教室的基础上，模块化添加物联网云录播系统，即可升级到智慧教室，使学校教学设备管理达到智能化的水平。
第三步，将交互平台升级为云平台，实现各类应用系统的大融合。
智慧校园一定要一体化设计，以达到信息资源共享、操作的统一。因此，需要将交互平台升级为云平台，通过云桌面，实现人机交互和各类资源的共享和管理，各应用系统，如：备课、教学、作业、自学等统一在云平台运行，真正实现各应用系统的大融合。
第四步，将传统的资源库升级为智能化资源云，实现智能化教学。
教学资源的数字化是智慧校园的最大特点，它使电脑不但能完成教学资源的管理，还能自动学习教学资源的内容，主宰教学资源的应用处理，自动建设学校教学资源库。因此，增加智能化教学资源云平台，通过各学科的数字化资源库、智能化课件制作等系统，使各学科教学的智能化水平得到提高，整个智慧校园达到专家级的管理水平。
根据智慧校园的分布实施规划，学校首先建设多媒体云教室并升级为多媒体智慧教室。建成后的多媒体智慧教室主要功能优势为：
A、系统能够自动诊断各教室的设备故障情况，支持移动终端远程诊断，避免影响正常上课。
B、学校领导能远程观看各教室的上课情况，教师也可以课后观看自己的上课情况，有利于课堂教学管理，提高教学质量。
C、教师可以远程控制各种教学设备开关运行，系统按照课表提前打开教室所有设备，实现教学设备的自动化控制。
D、管理员可以对各教室设备、校园各场所实现24小时监控管理，确保学校财产安全。
E、有利于远程教学的实施，可以同时支持许多学生远程参与课堂教学，既有利于名师资源共享，又有利于不方便上学的学生远程参与教学，课后还可点播学习。
2 多媒体智慧教室的结构图及组成
多媒体智慧教室是指采用云技术和物联网技术而构建的班班通多媒体教室。云技术就是资源共享的技术，所有云教室主机采用云终端替代PC电脑，可实现服务器资源的共享和灵活调配，大大节省计算资源。
物联网技术是最实用的技术，在班班通教室内添加物联网云录播系统，可实现对多媒体设备的智能控制及故障诊断，实现对各教室课堂的实况观摩、远程参与教学和课后点播。
总之，采用多媒体智慧教室方案，可使学校的班班通教室进入到智能化时代。
多媒体智慧教室系统结构图
2.1 主要设备介绍
1云教室主机：云教室主机将云终端、中控、功放、实物拍摄及常态化录播主机五个系统高度融合，是所有多媒体智慧教室设备的中枢：云服务器需要通过智慧教室主机提供云桌面、云教学、云录播、云管理等服务；触摸大屏、音响、平板等智慧教室外设需要连接智慧教室主机，形成多媒体智慧教室教学环境；录播摄像头、灯光窗帘无线接收器等物联网云录播系统相关硬件需要连接智慧教室主机，形成多媒体智慧教室管理环境。
2云计算服务器：部署于网络中心或楼栋机房，是多媒体智慧教室的运算中心。通过安装云桌面系统为智慧教室主机下发虚拟桌面，各智慧教室主机共享服务器的CPU、内存等资源。云计算服务器包含专业服务器和普通工作站两种选型。
3云教学服务器：部署于网络中心，安装云教学系统服务端软件，为各智慧教室主机提供各类资源、教学应用服务。云教学服务器为普通工作站选型。
4物联网云录播服务器：部署于网络中心，安装物联网云录播系统服务端软件，为各智慧教室主机提供智能管理、录播、监控等服务。物联网云录播服务器为专业服务器选型。
2.2 系统软件介绍
1云桌面系统：部署在云计算服务器，可实现多用户共享一台服务器的CPU、内存、硬盘等资源，实现资源池按需分配；也可对各教室云桌面进行远程控制、远程监视；可统一对各教室云桌面进行多频道环境部署等。
2云教学系统：将整个课堂教学过程全部贯穿，从课前课件制作到课堂教学再到课堂反馈。融合了多种教学模式、对接多个资源库、添加多个教学功能，可满足用户网络课件制作、多媒体授课、移动授课、移动听课等多种教学需求。
3设备管理、录播、监控及远程教学系统：物联网云录播系统软件，可实现系统自动诊断各教室设备故障情况、智能控制各教学设备开关运行、远程观摩各教室上课情况以及对各教室24小时监控管理等功能，满足学校智能化管理需求。可实现课堂直播、课程录播、互动课堂等功能，既有利于名师资源的共享，又有利于学生远程参与教学，课后点播学习等。
3 多媒体智慧教室的主要功能
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系统 |
功能描述 |
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PC功能 |
云终端可独立安装各主流应用程序并流畅使用，如：Office、PS、会声会影等，使用户获得独立PC体验； |
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中控功能 |
云平台具备本地对显示器、笔记本电脑、展台、DVD等视频源切换显示功能，支持投影机、投影幕布、话咪、DVD、灯光、窗帘、功放本地开关，功放音量调节等； |
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网络化课件制作 |
教师可以在课前进行网络化课件制作：教师可从个人资料库、个人教材库、专用教材库、本地等选取资料；选择完资料后，系统会智能为每个资料匹配相应的教学模式和教学时长，如：课文讲解、协作写作等，教师可根据需要修改教学模式和教学时长；制作好的课件可保存在服务器中，也可导出到本地。教师可直接选择制作好的课件进行课堂授课； |
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智能化教学模式 |
系统提供“多媒体演示、课文讲解、推理演示和课堂反馈”四种教学模式，可满足不同学科老师的不同教学需求。 |
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教学资源库 |
系统提供个人资源库、网络化教材库、作业资源库、考试系统资源库、慕课资源库等多种类型资源库接口，可根据需求添加资源库。教师可根据需要调取各类资源，如：调取学生课后作业、考试试卷等进行课堂点评讲解，调取多媒体课件、教材等开展教学； |
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移动授课 |
教师可使用平板连接云教室主机，将平板的操作同步显示到云教室主机端，开展移动授课； |
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移动听课 |
学生可通过移动APP进入当前课堂进行移动听课：学习教师端下发的教案（包括视频、文档、图片等多媒体教案）；学生可记录随堂笔记，并录制和查看平板上听课的内容和随堂笔记等操作；下载老师共享的文件到平板本地学习查阅； |
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随堂提问 |
老师可向学生平板下发问题（选择题/问答题/抢答题），学生回答后，系统能自动统计选择题选项的分布，或是问答题的回答详情；使用平板的学生能够通向老师发起提问，提问时可添加图片等附件； |
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教学设置 |
系统支持课堂点名功能，学生可通过移动端登陆系统进行签到，教师可查看全班学生签到情况；系统支持对管理员、教师、学生信息的添加/修改/删除等操作；支持对登陆方式、平板、展台、录播等接入参数进行设置； |
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设备智能控制 |
系统支持课表联动：根据“计划课表”提前通知教师和学生上课，如课程变动则自动进行调整，形成“执行课表”，系统根据“执行课表”智能管理教室：定时打开/关闭多媒体设备、进入教室云桌面、自动打开教学系统等； |
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设备故障自动诊断 |
系统可通过“定时自检”、“开机自检、手动自检”三种方式，对各教学设备运行状态进行检测，对包括投影机、摄像头、话咪、音响、功放、灯光、窗帘在内的多种教学设备运行状态进行检测，对有故障的设备进行标示，向管理员反馈。 |
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常态监控 |
管理员可通过PC端对全校多媒体教室进行监控；系统自动对监控画面进行全天24小时录制，并支持对指定教室、指定时间段的监控画面进行回放； |
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在线巡课 |
校领导可登陆系统，进入某间教室，远程实时查看教师讲课、学生听课、电脑操作三路画面，保证声画同步，对教师讲课进行客观评价； |
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常态化录播 |
教师可选择将课程全程录制，可录制教师讲课、学生听课、电脑桌面三路画面；教师/学生可在课后进行“浏览点播”或下载观看课程视频。 |
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系统支持远程授课、远程听课、互动课堂等，具备声画互通、角色互换、远程提问、申请讲课等互动功能。 |
4 多媒体智慧教室的优势
（1）系统集成度高，稳定性强
首先，多媒体云教室用云终端取代PC电脑，实现了服务器资源的共享，提升了资源利用率；不仅如此，还创造性地将云终端、中控、功放、实物拍摄、常态录播五个系统高度融合，使得云教室主机系统集成度更高、结构更加简单、故障率降低、稳定性大大提升。
（2）物联网云录播系统，使班班通教室变为智慧教室
将物联网云录播系统加入班班通教室，系统可在课前自动检测每间教室设备的运行状态，避免出现教学事故；根据课程表智能化上断电、开关机；上课过程中，老师可将自己的课程录制下来，学校领导可在线观摩某间教室上课情况。不仅如此，学校还可使用此系统开展远程教学：在外出差的老师可远程登录此系统进行远程授课；生病在家的学生可远程登录进入课堂远程听课；两个地方的教室之间可开展互动课堂，优秀地区老师可为偏远地区学生远程授课，学生可向老师远程提问。
总之，通过在班班通教室中加入物联网云录播系统，使得班班通教室由传统单一的教学场所升级为集智能化管理、教学、课程观摩等于一体的智能场所，是具有人工智能特点的场所。
（3）云教学系统,重新定义了课堂教学
系统可为老师制作一份立体化的优秀课件，老师的课件可在云端存取；老师的课堂不再单调，可开展不同形式的多媒体教学、移动教学；老师可以从各种资源库，如：题库、作业库、考试库中提取资源，开展随堂测验等。云教学系统不再是一个工具，它承担了一部分老师的工作，已经成为老师教学的好帮手。
5 多媒体智慧教室的系统配置(以一套40间教室为例)
多媒体智慧教室系统配置方案分为三部分：网络中心、新建多媒体智慧教室配置、云教室升级为智慧教室配置。
Ø 若新建完整多媒体智慧教室则选择前两部分配置。
Ø 若云教室升级为智慧教室则选择第一部分和第三部分配置（备注：若云教室升级为智慧教室则第一部分网络中心只需配备物联网云录播服务器即可）。
5.1 网络中心
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序号 |
系统名称 |
主要参数/功能 |
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1 |
多媒体云教室云计算工作站 |
Intel I7可实现系统“模块化备援”，充分保障使用稳定性，每台工作站可为8间多媒体云课堂教室提供云计算服务，一台用做备援服务器； |
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2 |
物联网云录播服务器 |
支持同时100路信号输入输出，或150路信号直播;一台服务器可带50间教室。 |
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3 |
云网络管理交换机（万兆光口） |
万兆上行光纤模块接口SFP+24口千兆二层智能可网管以太网交换机，提供24个10/100/1000Base-T自适应以太网端口、4个10GE SFP+光口 |
5.2 新建智慧教室配置
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序号 |
系统名称 |
主要参数/功能 |
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1 |
多媒体云教室虚拟操作桌面软件 |
基于自主开发的虚拟化协议，兼容ARM架构、Zero-Client架构等多种云终端的虚拟桌面的部署，实现了多用户共享一台主机电脑的CPU、内存等资源，使每个用户都可以获得独立的WINDOWS桌面体验；支持WinXP、Win7、Linux等多种桌面操作系统，兼容所有不需要特殊硬件支持的Windows应用，支持失效备援，当云计算网络中某一台工作站因故障不能提供服务时，其它工作站能主动援救，确保系统安全高效的运行。 |
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2 |
多媒体云教室教学软件 |
支持多种终端接入的多媒体教学系统，可满足多媒体教学要求。通用授课平台支持多种类型超文本播放，并可四分屏形式显示视频和文档等不同类型教材；移动授课，移动听课；思维轴完美呈现推理过程，满足理科教学；提供“电子画笔”、“电子白板”等多种电子通用工具。 |
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3 |
设备管理、录播、监控远程教学系统 |
可实现智慧教室内教学设备的智能化开关机、设备自动诊断、教室设备、校园24小时监控、在线巡课、课后点播等功能，支持跨校直播、校内广播教学，同时支持远程授课、课后资源点播、直播广播资源点播，远程实时监控，并查看历史监控记录等功能； |
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4 |
多媒体云教室教学主机 |
内置云终端瘦客户机（本地无需配置台式机，超低功耗），采用8核ARM架构，支持8核心2GHz高速运行，支持500W像素摄像头，支持Android/winXP/Win7操作系统； |
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5 |
显示系统 |
配备冷光源短焦投影机一台、电子白板一个 |
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6 |
老师平板 |
8.0寸电容触摸屏 |
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7 |
路由器 |
无线传输率：450Mbps |
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8 |
音箱 |
60W+60W，阻抗8欧姆，自带音箱支架 |
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12 |
USB无线话筒 |
电容式单指向性；灵敏度：-44(dB)；频响范围：40-16K(Hz) |
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9 |
摄像头 |
传感器类型:高性能200万像素1/2.8英寸CMOS；传感器有效像素:1920×1080 |
5.3 云教室升级为智慧教室配置
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序号 |
系统名称 |
主要参数/功能 |
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1 |
设备管理、录播监控及远程教学系统 |
可实现智慧教室内教学设备的智能化开关机、设备自动诊断、教室设备、校园24小时监控、在线巡课、课后点播等功能，支持跨校直播、校内广播教学，同时支持远程授课、课后资源点播、直播广播资源点播，远程实时监控，并查看历史监控记录等功能； |
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2 |
录播主机 |
8个ARM Cortex-A7内核，主频高达2.0GHz 集成PowerVR SGX544GPU 工作频率700MDDR3 1GB EMMC FLASH 4GB；最高分辨率1920*1080；最大支持HDMI1080P全高清输出 |
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3 |
摄像头 |
传感器类型:高性能200万像素1/2.8英寸CMOS；传感器有效像素:1920×1080 |
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4 |
窗帘无线接收器 |
接收云教室主机无线控制信号，实现云课堂主机对电动窗帘的无线控制； |
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5 |
灯光无线接收器 |
接收云教室主机无线控制信号，实现云课堂主机对教室灯光的无线控制； |
附录：网络中心的云计算工作站也可改为机架式服务器或刀片服务器，可选配：
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序号 |
系统名称 |
主要参数/功能 |
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1 |
多媒体云教室云计算服务器 |
2颗Intel Xeon E5-2620 V4/主频：2.1GHz，1+1冗余500W电源/2U机架式/可实现远程管理功能（支持IPMI智能平台管理接口）； |
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2 |
多媒体云教室云计算服务器（刀片式） |
Intel Xeon processor E3-1231 v3 主频 3.4GHz CPU（每节点）/支持SATA DOM电源连接器/2U机箱/导轨/1+1冗余800W电源/2U机架式/最大支持6个微型工作站节点热插拔，可实现远程管理功能（支持IPMI智能平台管理接口）/可实现系统“模块化备源”,充分保障使用稳定性。共6节点，其中一个节点可作为备援服务器。 |
