在學(xué)校,課堂教學(xué)環(huán)節(jié)是學(xué)生接受系統(tǒng)教育最重要的一環(huán),做好教學(xué)互動環(huán)節(jié),是掌握好教學(xué)環(huán)節(jié)的質(zhì)量,提高教學(xué)水平的關(guān)鍵,F(xiàn)行的教學(xué)過程中,傳統(tǒng)的簽到環(huán)節(jié)、疑問確認環(huán)節(jié)、提問互動環(huán)節(jié)、課堂小測試環(huán)節(jié)存在諸多問題。簽到過程中,使用紙張簽到,效率低且存在代簽現(xiàn)象,結(jié)果不便于教師統(tǒng)計;提問互動環(huán)節(jié)和課堂小測試的環(huán)節(jié)中,教師給出簡單選擇后,學(xué)生舉手或者口頭回答,不能獲得準確的統(tǒng)計數(shù)據(jù),教師只能根據(jù)大體情況來判斷是否進行教學(xué),沒有準確的數(shù)據(jù),更不能考慮后期的數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)統(tǒng)計工作。傳統(tǒng)的教學(xué)方式已經(jīng)不適應(yīng)現(xiàn)代化教學(xué)的需要,基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)集智慧教學(xué)、人員考勤、資產(chǎn)管理、環(huán)境智慧調(diào)節(jié)、視頻監(jiān)控及遠程控制于一體的新型現(xiàn)代化智慧教室系統(tǒng)在逐步的推廣運用。智慧教室作為一種新型的教育形式和現(xiàn)代化教學(xué)手段,給教育行業(yè)帶來了新的機遇。
用途
智慧教室設(shè)備能夠體現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的三個層次(應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層、感知層),運用傳感器、射頻識別(RFID)等技術(shù),使信息傳感設(shè)備實時感知任何需要的信息,按照約定的協(xié)議,通過可能的網(wǎng)絡(luò)(如基于WIFI的無線局域網(wǎng)、移動通信、電信網(wǎng)等)接入方式,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接,進行信息交換和通信,實現(xiàn)物與物、物與人的泛在鏈接,實現(xiàn)對物品的智慧化識別、跟蹤、監(jiān)控和管理。 同時,智慧教室還能滿足學(xué)校物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)開設(shè)的物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論、傳感器原理及應(yīng)用、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用、RFID技術(shù)及應(yīng)用、物聯(lián)網(wǎng)工程及應(yīng)用、物聯(lián)網(wǎng)標準與中間件技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計等課程的實踐實訓(xùn)教學(xué)需要,并為學(xué)生或教師的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用項目開發(fā)提供平臺。
使學(xué)生通過智慧教室實驗平臺,能掌握物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)理論、物理信息系統(tǒng)標識與感知、計算機網(wǎng)絡(luò)理論與技術(shù)和數(shù)據(jù)分析與信息處理技術(shù)等知識,具備通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感技術(shù)等信息領(lǐng)域?qū)拸V專業(yè)知識,具備一定的工程應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)、實踐能力和科學(xué)研究能力。
建設(shè)
智慧教室建設(shè)可以用光載無線交換機構(gòu)建WiFi無線局域網(wǎng),覆蓋智慧教室,加上教室的有線網(wǎng)絡(luò)交換機、網(wǎng)絡(luò)路由器,從而建立融合有線網(wǎng)絡(luò)、無線局域網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵部分--網(wǎng)絡(luò)層,各種傳感器件通過標準模塊WiFi設(shè)備服務(wù)器(串口通信RS232轉(zhuǎn)WiFi無線網(wǎng)絡(luò))無線接入物聯(lián)網(wǎng)工程信息平臺,構(gòu)成全面涵蓋物聯(lián)網(wǎng)三個層次的一個統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)工程實驗平臺。同時,其它內(nèi)置WiFi模塊的各種手持設(shè)備(筆記本電腦、手機等)也能無線接入該實驗平臺,成為物聯(lián)網(wǎng)實驗設(shè)備的一部分;師生教學(xué)、科研實踐開發(fā)的其它感知模塊,通過與標準的WiFi設(shè)備服務(wù)器連接,也能輕易接入該實驗平臺,完成測試、驗證。
系統(tǒng)
智慧教室基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),那就可以搭建成一個物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景,既可以用于學(xué)生進行創(chuàng)新實驗研究,也方便教師開展科學(xué)研究?梢酝ㄟ^智慧教室里面的人員考勤系統(tǒng)來判斷教室內(nèi)是否有人員,如果教室內(nèi)無人,則教室內(nèi)所有系統(tǒng)處于關(guān)閉狀態(tài);反之,則處于工作狀態(tài)。
智慧教室主要包括以下九個系統(tǒng):
1、教學(xué)系統(tǒng)
教學(xué)系統(tǒng)由內(nèi)置電子白板功能的觸控投影機一體機、功放、音箱、無線麥克、拾音器、問答器和配套控制軟件構(gòu)成。使用內(nèi)置電子白板功能的觸控投影機代替?zhèn)鹘y(tǒng)的黑板教學(xué),實現(xiàn)無塵教學(xué),保護師生的健康,可在投影畫面上可以操作電腦,在每個桌位上配置問答器,實現(xiàn)師生交互式課堂教學(xué)。
2、LED顯示系統(tǒng)
廣角LED顯示系統(tǒng)由LED面板拼接而成,安裝在教室黑板頂部,用于顯示正在上課的課程名稱、專業(yè)班級、任課教師、到課率、和教室內(nèi)各傳感器采集的環(huán)境數(shù)據(jù)(室內(nèi)溫濕度、光照度、二氧化碳濃度等)。
3、人員考勤系統(tǒng)
人員考勤系統(tǒng)由RFID考勤機、考勤卡和配套控制軟件構(gòu)成。在教室前后門各安裝一個RFID考勤機,采用RFID標簽(校園一卡通)對學(xué)生進行考勤統(tǒng)計,對進入教室的人員進行身份識別,對合法用戶進行考勤統(tǒng)計,對非法用戶進行告警。同時可通過WiFi無線覆蓋,在遠程對考勤情況的監(jiān)控,統(tǒng)計以及存檔打印等。
4、資產(chǎn)管理系統(tǒng)
資產(chǎn)管理系統(tǒng)由特高頻RFID讀卡器、紙質(zhì)標簽、抗金屬標簽和配套控制軟件構(gòu)成。
在教室前后門各安裝一個特高頻讀卡器,對教室內(nèi)的實驗儀器、設(shè)備等資產(chǎn)(貼有RFID標簽,標簽上存儲有設(shè)備的詳細信息)進行出入教室的監(jiān)控與管理,對未授權(quán)用戶把教室內(nèi)資產(chǎn)帶出教室進行告警,方便設(shè)備管理人員對教室設(shè)備的統(tǒng)一管理。
5、燈光控制系統(tǒng)
燈光控制系統(tǒng)由燈光控制器、光照傳感器、人體傳感器、窗簾控制系統(tǒng)和配套控制軟件構(gòu)成。首先通過人體傳感器來判斷教室內(nèi)對應(yīng)位置是否有人,此位置無人,則燈光控制系統(tǒng)及窗簾控制系統(tǒng)處于關(guān)閉狀態(tài);反之,處于工作狀態(tài)。
6、空調(diào)控制系統(tǒng)
空調(diào)控制系統(tǒng)由中央空調(diào)電源控制器、溫濕度傳感器和配套控制軟件構(gòu)成。通過溫濕度傳感器監(jiān)測室內(nèi)溫度,通過分析數(shù)據(jù),根據(jù)軟件預(yù)設(shè)值,當(dāng)室內(nèi)溫濕度高于最高門限值時自動開啟空調(diào)。當(dāng)室內(nèi)溫濕度低于最底門限值時自動關(guān)閉空調(diào),實現(xiàn)室內(nèi)溫濕度的自動控制。
7、門窗監(jiān)視系統(tǒng)
門窗監(jiān)視系統(tǒng)由窗戶門磁模塊及配套軟件組成。窗戶門磁模塊用于檢測門和窗戶的開關(guān)狀態(tài),并將狀態(tài)信息及時上傳至服務(wù)器。同時設(shè)置敏感時段,實施對窗戶的自動監(jiān)視和報警。
8、通風(fēng)換氣系統(tǒng)
通風(fēng)換氣系統(tǒng)由抽風(fēng)機、CO2傳感器和配套監(jiān)控軟件構(gòu)成。通過CO2傳感器監(jiān)測室內(nèi)的CO2濃度,通過分析數(shù)據(jù),根據(jù)軟件預(yù)設(shè)值,當(dāng)室內(nèi)CO2濃度高于軟件門限值時自動開啟抽風(fēng)機來進行換氣,通過補充室外空氣來降低室內(nèi)CO2的濃度。
9、視頻監(jiān)控系統(tǒng)
視頻監(jiān)控系統(tǒng)由WiFi無線攝像頭和配套監(jiān)控軟件構(gòu)成。視頻監(jiān)控可為安防系統(tǒng)、資產(chǎn)出入庫、人員出入情況提供查詢依據(jù)。在教室前后門口各安裝一個WiFi無線攝像頭監(jiān)控人員出入和資產(chǎn)的出入庫情況,在教室內(nèi)安裝一個WiFi無線攝像頭監(jiān)控教室內(nèi)部實時情況,所采集的影像經(jīng)由遠端射頻單元傳送至終端管理電腦,提供實時的監(jiān)控數(shù)據(jù)。