1、智慧校园智能融合系统技术白皮书智慧校园智能融合系统技术白皮书深圳市艾迪思特信息技术有限公司2015年 前言 21世纪的前十年是互联网应用突飞猛进的十年，十年间，人们的生活方式也因此得到巨大改变。基于互联网的智能终端大规模开发应用已彻底改变了尚处在争论中的生活业态，也逐步颠覆了传统的通讯模式。网购、微博、智能系统的普及已经渗透到生活的各个角落，这一切都有赖于网络基础架构的飞速发展。特别是随着4G牌照的陆续完成发布，无线通信网络将可以提供超过100M的无线移动带宽，这就为基于高宽带的开发应用预留无限提升空间。回首过去十年，数字化校园网络同样也得到长足发展，各种先进的设备、多功能智能软件、电子白板、
2、平板移动电脑的引入给学校带来先进的创新理念和教学手段。数字IP广播系统、数字IP高清传输业务、RF射频卡、物联网等大规模成熟应用更为智慧校园的建设奠定了硬件基础。iDste融合系统以数字化校园为基础，以先进技术充分整合智慧校园必须的基础系统及设备，从硬件集成到信息化管理，从单纯的业务系统到校园多业务、多角度、全方位数字应用与传输的全面融合。iDste已经为今天的数字化校园提供了先进的、可靠的基础硬件设备及高效的业务融合系统，期待未来能更多的为中国教育信息化贡献绵薄之力！iDste产品线已经涵盖校园电教设备的智能管理、校园IP数字广播系统、校园高清数字视频传输系统、分立式空调智能控制系统、高保真
3、无线扩音系统等。这些实用系统一方面在大幅提升校园信息化应用水平和管理水平的同时，正向人们传统固有的管理习惯和思维方式发起强有力的挑战，一个创新型、高融合、数字化、易操作的应用平台必将在建设智慧校园的过程中发挥重要影响。目前，iDste凭借其深厚的行业背景和在该领域的持续研发投入，产品已在国内众多大中院校中使用并得到广泛认可，一致好评！第一章 产品及系统概述一、设计原则 我们认为，一个先进、创新、成熟的产品应该是具备性能稳定、质量可靠、贴近需求， 引领未来、使用方便、安全节能的基本特性。秉承这一基本理念，iDste系列产品从论证之初就将“易用性、可靠性、先进性、创新性、融合性”作为产品设计及研发
4、的指导原则，我们从以下几个方面重点阐述iDste的设计理念。1）易用性：产品设计在采用先进技术的同时并不排斥使用者的固有习惯，面向最终用户提供极其简便的人机交互模式，面向管理者提供简易友好的管理界面并配以先进的辅导系统，面向系统集成商提供可以轻松掌握的安装调试方法。以“方便就是最好用的”的设计理念全方位满足不同层次的使用者和管理者。2）可靠性：设计的合理性在整个产品的可靠方面占有极其重要的地位，从产品论证到产品设计力求以最成熟的方案，最优的性价比、最冗余的功能扩展作为iDste设计产品的基本思路。系统功能设计以广泛调研用户最终需求为基础，最大限度地贴近用户并充分预留可扩展空间。从源头及过程保证
5、产品个体的可靠性，首先在设计环节以最优的设计开发方案从容错性、易恢复性、易扩展性方面确保系统的可靠性，其次在生产环节严格遵循现代企业生产物控的各项流程控制，保证产品的质量和一致性。3）先进性：先进性的设计理念融入到产品定位及系统开发的各个方面。iDste系列产品在定型研发阶段积极采用非局限性的主流技术，构建产品系统时积极吸收当前流行构建模式的精华精髓，最终确保嵌入式、物联网、大数据、互联网、开放接口等在iDste产品终端及系统支撑软件上均有体现。4）创新性：创新应用模式是iDste设计系统先进性的基石，iDste以人才汇聚及广泛的用户群作为创新应用的基础保障，关注使用细节，聆听用户建议，而后以
6、真正专业的素质将此融入到产品设计中，确保真正实现产品创新，并能真正为用户使用认同。5）融合性：新技术手段及网络的提速为融合应用提供了广阔的应用前景，融合的方式及性能已是产品创新的重要评价之一，当今的校园越来越需要单一稳定的融合产品来取代以往多设备、多系统、多线路的组成状态。iDste坚持融合理念，以专业及技术保证这一理念的实施及发展。融合就是创新应用的实践方式。二、设计标准1)网络设计和网络设备符合以下标准： IEEE802.3 10Base-T网络标准；IEEE802.3 100Base-TX快速以太网标准2)通讯协议标准 网络层和传输层TCP/IP协议并兼容IPX协议，支持PPP和SLIP
7、协议。3)布线和电气安装标准 系统及终端设计中遵循以下标准： 中国电气设计规范 工业电气设计规范 GB/T50311-2000建筑与建筑群综合布线工程设计规范 ANSI EIA/TIA607民用建筑通讯接地标准 GB/T50314-2000智能建筑设计标准 ANSI EIA/TIA-568A商务建筑布线标准 GB50254-50259-96电气装置安装工程施工及验收设计规范 GA/T75-94中华人民共和国公共安全行业标准 GYJ125-86厅堂扩声系统声学特性指标标准 GB6510-8630MHz-1GHz音频和视频信号电缆分配系统 GBJ有线电视广播系统技术规范 GY106-92民用建筑电
8、缆电视系统工程技术规范民用建筑电气设计标准4)其他行业标准 GB13837-2003: 声音及电视广播接收机及有关设备无线电干扰特性限值和测量方法 GB8898-2001:音频、视频及类似电子设备安全要求 RFC1889:A Transport Protocol For Real-Time Applications YD/T965-1998 电信终端设备的安全要求及实验方法 YD/T993-1998电信终端设备防雷技术要求及实验方法 GB50526-2010公共广播系统工程技术规范 GB50116-98火灾自动报警系统设计规范（摘录）5)自有产品标准 iDste融合智能终端设计规范 V2.0
9、iDste融合平台支撑软件数据接口设计规范 V1.0 iDste无线物联模块设计规范V2.0 iDste支撑软件数据库接口规范V1.5三、iDste智能融合系统解决方案 1、校园多媒体设备智能集控系统A）基础型校园多媒体集控终端及服务器系统 iDste校园集控系统分为基础型和增强型两种类型，基础型由融合服务器(iDste BS-100)和iDste嵌入式智能终端(中控)及所连4路电源控制器通过TCP/IP网络组合而成，可实现校园多媒体电教设备（投影机、电动屏幕、电脑、外接电源）的智能定时控制或基于网络的人工随时干预。（注：设备的具体参数在下面章节中详细介绍）基本型智能集控系统实现方式如下： 基
10、本型智能集控系统实现方式示意图B）增强型校园多媒体集控终端及服务器系统iDste增强型校园智能集控系统除具备基础型智能控制系统的功能外，还引入先进的无线物联协议，在室内智能终端(中控)配套的控制面板内部集成无线物联接收发一体模块，可通过该集成有物联协议的控制键盘与外联无线模块进行通信。如无线空调物联模块、无线电源网关、实时高保真无线扩声系统等。该无线系统的引入，大大增强了教室设备控制的融合手段，将现代教室的控制提高到一个可扩展、易安装、高智能的应用水平。（详细产品参数在后面章节会有介绍）增强型智能集控系统实现方式如下：b.1)、无线物联示意图： b.2)、增强型智能集控系统示意图：2、校园智能
11、融合IP广播系统校园数字可寻址IP广播系统因其自由的分区模式、抗干扰性强、施工简单等特性现已广泛被业界所采用。iDste融合IP广播系统除提供业界通用基本的广播终端外，更将传统的IP广播节点(终端)功能集成于智能终端(中控)之中，这一创新应用在很好地迎合校园数字广播需求的同时，更将校园教室设备的智能管理控制和校园日常数字广播进一步融合，一套设备一套系统即可实现校园智能集控及校园数字广播的高效智能融合，在提高管理效率及水平的同时也为环境保护和节能减排做出应有贡献！（注：该系统所涉及的终端亦可以升级为增强型智能终端，详细产品参数在后面章节会有介绍） 功能实现示意图：3、基于数字化校园的智能高清音视
12、频播出系统三网融合早已不是什么新鲜的话题，我们国家由于现有体制限制在公众领域并没有实现真正三网融合，现今的数字化校园全部具备三网或多网融合的基础条件及带宽保障。iDste加大在融合方面的研发与创新，在推出集成数字广播的融合终端之后，相继又推出了集成全数字高清视频的智能转直播系统，该系统摒弃传统布线方式依然使用现有TCP/IP网络实时传输音频及高清视频节目。当然该智能终端依然提供教室多媒体的智能集控功能，真正以高度集成的设计及手段完成校园多业务系统、多设备、多链路的智能融合，为校园的智慧化、低碳化、简约化做好基础条件。该智能终端应用已为校园的智慧化提供了良好的解决思路，基于该终端的大数据、云计算
13、、接口开放、单点登录、物联等应用已呼之欲出。（注：该系统所涉及的终端亦可以升级为增强型智能终端，详细产品参数在后面章节会有介绍） 校园智能高清音视频播出系统拓扑图4、基于校园的高清图文信息发布系统互联网的大规模应用于普及，使人们获取信息资源的方式产生了巨大的改变，视觉传达已成为最有效最直接的表达方式，当然现代校园也不应例外。iDste在原有智能多业务平台基础上增加信息发布功能，室内信息发布依赖于安装于每个教室的高清音视频智能播放终端得以实现，安装于楼道或其他地方则依赖于iDste专门面向非教室而开发的高清音视频播放终端。通过系统部署与软件的高度融合，将非常容易的构建面向校园的文化展示、个性教学
14、、通知信息、智能播出等全自动智能业务。通过角色授权，用户授权可方便进行信息的发布与设定智能播出的时间。（详细产品参数在后面章节会有介绍） 校园高清图文信息发布系统拓扑图 5、智能空调管理系统 随着经济的发展和物质条件的提升，学校已成为空调使用最为集中的公共区域之一，如何将分布于各个教室及其他办公区域分体空调进行有效的管理，这是构建低碳型绿色校园的首要目标之一。iDste以高度创新的手段，利用已分布于教室的智能终端通过无线物联的方式，将教室分体空调进行智能管理与控制，管理者只需按预先设定的时间输入任务模式，分布于各个班级的空调即可以按预先设定的模式开机和关机(先开关机后通断电，保证空调规范使用)
15、。在节约电能的同时并不影响终端按任何预设的任务执行设定的动作。（详细产品参数在后面章节会有介绍） 智能空调管理系统拓扑图 第二章 iDste校园智能集控平台详细介绍 本方案所涉及的iDste系列产品：(iDste NC-01A、NC-01AM、iDste AU-323、iDste KC-606、iDste BS-100)一、方案简述当今信息技术突飞猛进，基于嵌入式系统的各种应用在各个行业大显身手，教室中控从第一代的单片机方式向嵌入式智能终端飞速发展。随着信息化教学的大力普及，各种现代化的电教设备以前所未有的规模走进教室。以前一个学校可能只有几个现代多媒体教室，而如今校园已变成每个教室都是多媒体
16、教室，投影机、电脑、视频展示台、中控（网络中控加交换机）、功放、音箱、数码广播终端、专用音箱、投影屏幕(电子白板)等都已成了多媒体教室的标准配置。校园多媒体的大规模使用在提高教学效率和效果的同时亦带来大量的管理难题与挑战，学校电教人员编制少、任务重几乎是所有学校的普遍现象。如何以一种科学的手段和方法尽量使多媒体教室设备及功能集成化、维护简单化、管理现代化已是学校电教管理者和领导都在思考和关心的重要议题。iDste秉承专业的行业经验，适时推出基于嵌入式CPU的智能中控终端。该终端在内部结构设计上就以融合、高效、实用为理念基础，通过新技术手段的应用成功将数字功放、交换机、电源控制系统有效整合。多媒
17、体教室里只需安装iDste智能控制终端就可以方便实现联网集控、本地扩音、本地电源智能控制等实用功能。从而从设备操作数量上及产品稳定性方面为一线教室操作提供非常简易及可靠的手段。这种融合并非简单地将设备组合而是从设计及功能上做深度融合。学校的应用环境相当复杂，设备分布于各个楼层的不同种类的教室之中，要高效实现网络集控就必须做到终端的绝对可靠，否则这个网络中控信息终端就失去存在的意义。iDste凭借优秀的开发团队和在嵌入式系统的多年经验，目前已推出了具备高可靠性、高可用性、高智能化的新一代智能教室控制终端，现在已成功应用于全国上百所校园，高度稳定的产品在为现代课堂提供高效应用的同时，通过智能集控系
18、统也为电教管理者提供全天候的智能控制与高效管理，这些具有专利性质的技术无不体现了iDste的融合技术水平和低碳环保的理念！二、iDste融合智能中控(终端)的构成 iDste融合智能中控(终端)是以工业级32位嵌入式CPU组成核心控制心脏，板载4口10/100M交换机、4路音效处理芯片、32视频VGA交叉矩阵(3进2异步输出)、60W*2高效数字功率放大器、功率及能耗检测电路等，通过控制端口外接4路220V智能强电控制器。底层采用iDste定制的linux操作系统，软件运转高效而稳定。机箱采用工业标准1U设计，很方便的安装于教室讲台之中。 附:功能组成图1 附:功能组成图2三、设备高度集成的好
19、处： 1、更高的稳定性和可靠性 所有产品均采用嵌入式构架，Linux操作系统，不受病毒的侵害；定制的个性操作系统在高效的保证现有功能的同时，通过第三方授权及开发可非常方便与第三方设备接口与控制。 纯硬件设备，全贴片工艺，模块化设计，稳定可靠。6层PCB高速电路板设计保证系统的绝对可靠与安全。 2、更高的集成度 以“高效应用”为基础，集成数字功放、交换机、强电管理、功率能耗检测等实用型的功能。该功能还对声音的调整及控制更简单更高效。独有的VGA交叉矩阵设计更准确地帮助用户调整VGA信号，有效的提高课堂的教学效率和效果。 3、网络化优势 支持跨网段、支持多网合一、支持远程Internet接入、远程
20、集中控制和管理。根据预先设计好的任务流程全自动智能控制教室设备的启用和禁用(开机和关机)。智能管理投影机电源和终端的外接电源。 4、简单易用，扩展灵活 操作简单易用，无需培训，功能扩展根据用户不同的需求进行灵活定制。系统扩展无需线路改造，即插即用。智能系统只要通过接口协议可非常方便的扩展第三方IC卡、门禁等设备。中端具备丰富的日志及事件登记查询功能，可本地存储及网络存储。四、增强型智能融合中控(终端)的技术特色由于iDste NC-01AM嵌入式融合中控(终端)系列产品主板采用工业级高速32位嵌入式CPU,内置128MB的大容量Flash 存储器，Linux操作系统内核，具备极为广泛的网络及软
21、件应用扩展性。鉴于此，增强型智能融合终端通过专业设计及研发，目前已具备超强的无线物联控制协议，通过集成于操作面板的无线接收系统，可非常方便的与iDste无线空调控制模块、无线麦克风、无线电源模块通信。无线麦克风只要走近安装与教室的智能融合中控设备即可与该中控连接，并能通过该中控的数字功放将声音放大至音箱系统。嵌入式网络智能融合中控具有超低功耗和较长的生命周期，能提供友好的多媒体人机界面，随着网络化、信息化的要求和因特网技术的成熟可随时根据客户需求定制相应的软件功能。增强型智能集控系统示意图五、配置文件介绍iDste融合智能中控系统提供非常简便的安装配置文件，任何一台中控都可通过内置的IP地址在
22、浏览器上访问和修改设置。内容包含设备的名称、初始音量(本地音频和麦克风音量)、音色调整、设备的物理地址、投影机通信码等。终端的完整配置为以后网络集控管理亦提供了良好的基础条件。 附：配置文件示意图六、智能集控系统软硬件构成1、软件介绍iDste智能集控系统将分布于校园各个教室的融合终端通过TCP/IP与融合平台集控服务器连接起来。融合终端接收服务器的各种预设的策略，该预设策略可以设置任务为主线，在规定时间执行特定任务，从而控制与智能终端相连的受电设备。融合智能终端的控制软件功能亦非常出色，人性化操作、功能升级扩展性可随心所欲定制。 软件界面通过软件界面可实现如下主要功能：远程监控、管理智能中控
23、及设定智能中控的操作动作制定智能中控的执行策略（包含开关机、通断电、是否身份认证等动作）可视化的了解设备的使用状况远程配置智能中控的各项参数2、业务功能 （1）远程控制功能： 电源的受控-以数字设置模式(以秒为单位）设置投影仪、电动屏幕、电脑、展台、中控的供电时间。 设备的受控-本地与远程的设备联动控制，远程一键开机、关机、禁用多媒体设备（如投影仪、电动屏幕、电脑、展台、中控） （2）远程设备状态检测： 后台可以观察融合终端、投影仪的灯泡是否打开(电路上已具备投影机功率检测电路)、 开机、关机，外接设备的供电情况。 （3）远程管理功能： 投影机码的远程修改，导入导出，融合智能中控的IP地址的远
24、程修改， 设备的分组分点进行按日程进行受控联动，实现无人值守的时候，多媒体教室设备的 自动开启、禁用，达到管理的目的。远程音量、音色调节：在远程管理软件上，可根据每个教室不同的音量、音色需求进行远程修改。 增强型智能中控具有权限管理模式，不同角色登陆进行远程管理空调设备、LED条屏设备等多媒体设备。 增强型iDste融合智能终端可通过iDste无线空调模块可真正实现分体空调的远程控制，功能包含教室空调的开关、通断电及能耗统计。远程关闭计算机，在现场教学中，无人状态下教室计算机打开，造成资源浪费、设备加速老化。为此在关闭智能控制终端的时候，可通过iDste计算机伺服程序，远程一键进行计算机软关机
25、。3、硬件配置表： iDste融合智能终端硬件配置描述：CPU：32位RSIC嵌入式CPU操作系统：LINUX操作系统内存：64MVGA信号处理：3进2出同步/异步交叉矩阵(前面板一路)VIDEO信号：1进1出（前面板输入后面板输出）AUDIO信号：4进1出，可设置混音模式。(前面板一路)交换机： 4口10M/100M交换机话筒接口：前面板2路输入电子磁控锁一路：12V电源输出，一路I/O信号输出外设通信控制方式 ：一路RS232控制，一路红外控制，一路USB扩展软件配置及升级：支持远程网络升级、配置。支持WEB方式配置强电控制：外接4路可编程强电控制模块功放模块：数字功放模块（60W+60W
26、功放模块，可选配：80W+80W数字功放）增强扩展性：集成无线物联协议和模块，可以直接支持无线空调控制模块及麦克风4、部分主要硬件的特点（1）分体式智能数字化电源管理 4路电源管理全部均为数字化智能化设置供电时间（时间精确单位为秒）。采用了强弱电分离的手段，更好的保证设备使用的稳定性。同时可根据用户需求进行人性化的智能定制。 投影仪电源：在开投影仪时，中控主机会给电源控制盒供电指令，并检测投影仪灯泡是否点亮，开始检测投影仪灯泡使用时间；在关投影仪时，用户可根据不同品牌的投影仪，用数字设定供电时间以提供灯泡散热时间，更好的保护投影仪。在投影机灯泡点亮时后台根据主板上的功率检测电路可实时观察投影机
27、的使用状态。 屏幕电源：在按下投影机开机的同时，屏幕会自动供电下降，关闭投影机时屏幕会自动供电升起。供电时间可自行设置。 可扩展电源：此路电源可以根据用户需求扩展设置，控制灯光等。 平台设备电源：当开启中控设备的时候，此路电源打开，自动供电给周边设备（如电脑、展示台、无线麦克风）（2）一体化模压键盘 安装简单方便，无需破坏讲台。 锥形设计，具有防水功能 键盘傻瓜式操作，使用者无需培训即可操作中控设备（3）内置60w+60w数字功放 嵌入式融合智能终端iDsteNC-01A并不是单一的简单切换信号，内置大功率数字功放的目的是为了提高设备的易操作性，老师在上课过程中不会考虑声音的通道切换问题，音源
28、的切换都遵循智能自动切换的原则，维护和管理也简单方便。这项创新的功能大大提高了课堂的上课效率。 静态待机功能，可自动检测音频信号开/关数字功放电源,稳定、节能、环保。 数字功放具有发热小，高效的特点，实际输出功率达到98%以上。传统扩音部署与iDste融合智能中控的比较（4）内置4口交换机 独到的4口交换机，不仅节约用户网络资源，也为用户的网络扩展升级提供更加方便的需求。可以接入教室的IP摄像头，外接笔记本电脑。 特别适合讲台内只有一个网络端口的网络扩展。 利用校园网，实现远程控制和其他扩展业务（例如后面章节要介绍的融合数字广播 系统、融合全数字高清系统）。（5）电子磁控锁及IC卡接入 配合多
29、媒体讲台中自带的磁控锁，主机具有一路12V DC和1路I/O控制接口输出，可直接接入IC卡控制可连接门磁开关、实现电子磁控锁联动控制。与学校的排课系统相连可实现全自动的开关机操作以及启用、禁用等操作。（6）板载业务的可扩展性 通过升级核心软件，基于IP网络实现远程数字广播（包含自动打铃、背景音乐播放、领导讲话、播送通知和转播电视台节目和远程呼叫），全数字的高清传输、直转播业务等都将在一个平台内高效实现，真正实现数字广播、多媒体平台管理、高清传输业务等多业务合一系统。七、iDste构成信息化校园智能集控系统所需核心设备1、部署iDste智能集控系统其主要设备以一个相对全面的学校为例，要想部署iD
30、ste智能集控系统其主要设备如下：（前提学校已装备投影机、电动屏幕、电脑等其他设备）名称型号数量备注融合系统集控服务器iDste BS-1001融合智能中控终端(已包含电源控制盒)iDste NC-01AiDste NC-01AMN台以教室数量而定高保真高清音箱iDste AU-323N对以教室数量而定高保真无线扩音麦克风iDste KC-606N只一师一麦安装实例：2、通过部署安装成功可实现如下主要功能：（1）教室设备高度集成简单化(不用外配音频功率放大器及交换设备)（2）布线安装简单，采用规范安装方式，杜绝用电安全事故（3）控制面板安装美观、坚固耐用，符合老师操作习惯（4）通过TCP/IP
31、网络可以实现对教室设备的策略管理、监控、启用、禁用等功能（5）系统服务器集成SQL数据库，详细记录终端的使用日志、事件以及统计功能（6）设备高融合及智能可有效降低单个教室的使用能耗，为节能减排做贡献3、其他教辅设备介绍iDste力求以自身微薄之力改变现有课堂教学设备的现状，从不好高骛远也不固步自封，从整体至细节逐步实现产品的精品化、专业化。iDste高清教学音箱力求在外观及音质上改变中国现有课堂没有专业音箱的局面。现在的课堂教学音箱大多存在凑合、质低、种类不一的情况，就生理学角度而言声音对人的生理影响至关重要。iDste AU-323音箱从喇叭单元到分频器以致外观设计，无不精雕细琢，处处体现专业风范。iDste KC-606无线数字麦克风更凝聚iDste研发团队多年心血，我们力求从功能和细节上给广大课堂一线教师和学生提供更好的体验。（1）iDste AU-323 多媒体高清音箱介绍：1、室内壁挂安装
