AI一体化智慧校园建设方案中学版

AI一体化智慧校园

（中学版）

建

方

案

2020年08月

目录

第一章、智慧校园的建设意义及设计思想...........................................5

一、建设意义..................................................................5

二、智慧校园设计要求..........................................................5

第二章、AI一体化智慧校园的总体规划.............................................6

一、建设思路..................................................................6

二、总体架构..................................................................7

1、AI一体化智慧校园建设功能结构图..........................................7

2、AI一体化智慧校园网络拓扑图..............................................8

3、AI一体化智慧校园建设内容部署示意图......................................9

第三章、管控中心和智慧教室系统................................................10

一、物联网管控中心..........................................................10

1、物联网信息（汇总）管理平台软件..........................................10

2、教室设备AI故障诊断系统软件.............................................13

3、教室设备智能控制软件....................................................13

4、电子督课系统软件........................................................16

5、考场智能监控管理软件....................................................22

6、显示大屏及配套设备......................................................25

7、管控中心操作台..........................................................26

8、管控中心会议工作台......................................................27

9、物联网管控中心建设效果.................................................27

二、多媒体智慧教室及网上课堂................................................28

1、多媒体智慧教室..........................................................28

2、网上（同步、点播）课堂系统..............................................31

三、网络化智慧教室..........................................................33

1、云网络智慧教室环境......................................................33

2、一室多用（一体化）教学应用软件..........................................35

四、电子班牌系统.............................................................36

五、AI（无感）考勤系统......................................................42

六、教室智能门禁管理系统....................................................47

第四章、校园网络系统..........................................................52

一、校园网建设要求................................................................52

1、信息安全建设要求.............................................................52

2、信息资源库建设要求...........................................................52

3、网络信息带宽建设要求.........................................................53

4、无线覆盖建设要求.............................................................53

二、网络中心配套方案..............................................................53

1、网络中心设备配套方案.........................................................53

2、校园官方门户及微门户软件....................................................54

3、校园用户信息管理系统软件....................................................58

4、信息安全管理软件.............................................................59

5,智慧校园微助手（校园通）....................................................59

三、校园网络系统..................................................................64

1、校园弱电网络综合布线方案....................................................64

2、校园无线终端覆盖配套方案....................................................65

第五章、校园综合应用系统...........................................................66

一、校园安防系统..................................................................66

二、校园广播系统..................................................................71

三、校园电子楼牌系统..............................................................76

四、校园—片通....................................................................78

五、校园车辆管理及学生接送系统...................................................83

六、食堂卫生安全监控管理系统（第三方）..........................................84

七、学生宿舍管理系统..............................................................85

八、校园门卫访客管理系统.........................................................90

第六章、智慧校园办公系统...........................................................94

一、各教师办公室设备配套方案.....................................................94

二、校园办公平台..................................................................95

三、一体化教学雨平台软件.........................................................97

四、校园教务系统..................................................................98

五、智能选课、排课系统............................................................99

六、学生形成性成绩管理软件......................................................101

七、学校资产管理软件.............................................................102

第七章、人工智能、大数据评估应用系统............................................107

一、学生成绩大数据评估分析系统软件..........................................107

二、教师网上工作状态大数据评估系统..........................................107

三、学生行为轨迹大数据评估系统..............................................107

四、学生异常行为大数据评估预警系统..........................................108

五、AI一体化英语（中、高考）复习系统软件（云端）...........................108

六、英语学科学生认知大数据评估系统..........................................108

七、AI一体化中学英语学业考试系统...........................................109

八、AI一体化中学英语辅助教材制作系统.......................................110

第八章、案例参考.............................................................111

一、浦东数字学习中心智慧校园案例...........................................111

二、国华纪念中学智慧校园案例...............................................112

三、青岛大学智慧校园案例...................................................113

四、景德镇学院智慧校园案例..................................................114

五、更多用户名单............................................................115

第九章、售后服务.............................................................115

一、产品使用说明清单........................................................115

二、产品培训的内容和方式...................................................116

三、质保服务的范围及期限...................................................116

第十章：AI一体化智慧校园系统配套及报价.....................................117

一、智慧校园系统配套及造价预估..............................................117

二、各应用系统设备配套及市场报价...........................................117

第一章、智慧校园的建设意义及设计思想

一、建设意义

随着人工智能、大数据时代的来到，教育信息化系统从为教师服务的平台升级到可以为教

师承担部分教学和管理工作的助手（例如：教室的AI管理、作业的AI评估、学生安全的大数

据预警等），成为推动学校发展，提高教学质量的重要因素。

对于一个学校来说，教学质量是学校发展的根本。一个学校的教学质量主要是由校长的管

理水平和教师的教学水平来决定的，随着人工智能、大数据技术在智慧校园中的充分应用，学

校的部分教学和管理工作完全可以由AI系统和大数据系统来完成，因此，影响教学质量的因

素也应从二个因素变为三个因素：即校长的管理水平、教师的教学水平和学校的信息化水平。

每个学校在经济允许的条件下，都应建设高水平的智慧校园。

二、智慧校园设计要求

随着大数据技术和AI技术在信息化领域的广泛应用，数字校园的建设要求也必须提升。

充分应用物联网技术、大数据技术、人工智能技术通过一体化设计构建AI一体化智慧校园已

成为当今数字校园建设的主流，具体的主要设计要求如下：

1、智慧校园三大部分组成：

①物联网部分：安装于学校的各应用系统，应采用一体化设计方案。

②教学资源的各应用系统：直接调用互联网各教学资源云，应该是开放的，师生可个性

化选择使用。学校原则上不用专门建设。

③教育管理系统：尽量对接主管部门（教育局）系统，便于统一管理（采用云端部署）。

以上三大部分是相对独立的，智慧校园的建设主要是建设物联网部分。

2、一体化设计：智慧校园的各子系统软件功能不重叠，硬件设备简单、稳定、美观，系

统造价低，操作面统一，有利于教学资源共享交互。更重要的是有利于物联网系统轨迹数据的

汇总，实现教学管理的大数据评估和教师工作的人工智能化。

3、建设物联网管控中心：实现对智慧校园设备的智能化控制、管理，实现教、学、管理

轨迹数据的汇总，可视化教学资源的存储和管理及智能化故障诊断。

4、实现网上课堂：通过录制教师课堂的教学内容和课堂实况，对接5G网络，能较好地实

现网上同步课堂和课后点播。满足校外学习和课后学习的要求。

5、充分应用人工智能、大数据评估系统：帮助教师完成部分的教学和管理工作，既减轻

了教师负担，又提高了教学和管理的水平。例：AI设备控制，AI设备故障诊断，AI教案制作，

AI作业评估，教师工作状态的大数据评估，学生行为和安全的大数据评估、预警，学生成绩的

大数据评估，学生学科认知的大数据评估等。

6、教学资源应用系统要开放：教师备课、学生学习的教学资源应该从互联网云端获取，

学校没有必要专门建设；对教学资源的应用应该是开放的，满足不同教师和学生的个性化需要,

只需建设一个教学资源应用的雨平台，能够快速登录所需的云平台，采集、编辑资源。方便师

生的教学需要。既简单、实用，又便宜、灵活。

7,教育管理系统要统一：学校是实施教育的主体，教育局是规范各学校教育的行政机构，

对于一个区域的学校教育管理系统要统一，有利于教育局对各学校科学、有效的管理。教育管

理系统应该采用互联网云端部署。

第二章、AI一体化智慧校园的总体规划

一、建设思路

(1)优先建设物联网管控中心，它不但是智慧校园的管理和控制中心，也是智慧校园信

息汇集中心，还是智慧校园的总体规划模型。

(2)其次建设各智慧教室，尽量采用一体化设计方案，又快、又好、造价又低。否则，

把不同厂家的产品进行信息对接，时间长，效果差，稳定性也差。

(3)进而建设办公管理系统、一卡通、校园广播、校园安全监控等基础性系统。

(4)在以上基础上构建建设人工智能、大数据评估系统；在一体化基础性系统基础上,

配置AI系统和大数据评估系统能极大提高学校的教学和管理水平。

二、总体架构

1、AI一体化智慧校园建设功能结构图

AI中强M

助菽材制作

I门户用门户

标准接口/协议

|»5^

谢漂S

敕学雨平台

统一用户/认证学生行为轨迹

大数据评估

教师工作状态

大数据评估

中心会议工作台

弹塔化”家件

校闹广II

校园大解呈现

校园安防

雪场陶触

快圆网

物联网

2、AI一体化智慧校园网络拓扑图

图例----网线光纤

INTERNET

1综合应用服务器::'录播服务器「:克播服务器f

防火墙

1虚拟化服务器：’:校四广播服务器）'门禁系统fl艮务器【

VLAN101核心交换机

I智能考勤服务器，1网络化考试服务器I

校园网络管理中心

A栋汇聚交换机

VLAN20

宿舍楼

汇聚交

八AN60、

换机

Q"□

一控制主机电子班牌云办公终嫡E终踹摄像机电子楼牌

。曲物联嬴II接入

门禁

【多媒体AI智慧酸至7胶园广阖

LAN20

,IAN90WVIAN100

控制主机电子班牌云办公终端

）JB玲环城得倒电于慎码接入

II121II

门禁物联网网关门禁

多媒体AI智慧救直个

CTJN钢

：VLAN30：1aHi2a

愚卬nm

控矗机电痴悔

云办公终端广播终端温像机电子接牌

接入

「on

门禁物联网网关门禁

【物联网管控币心P陵园广陶

1为,公室]

S»

H目）

□□

控制]主机电子班。牌云办公终端广播终端摄像机电子楼牌

门禁物联网网关门禁

云录播室【办公室】【校园接牌】

接入

匚1

智能宿智能访客

管系统

一卡通消园车辆出

贺系统入出

WTnW

3、AI一体化智慧校园建设内容部署示意图

一体化教学雨平台AI英语考试AI教材编辑系统校园宜方口户

复习系统及微门户

（APP/小程序）

物联网管控中心基础信息管理多媒体智慧教室

网络化智慧教室

网上课堂平台访客及门禁管理

办公室

智能考勤校园安防监控

督课及课表管理校园广播中心校园一卡通校园教务系统

班牌及楼牌管理智慧考场管控校园大数据中心宿舍与资产管理形成性成绩管理

第三章、管控中心和智慧教室系统

一、物联网管控中心

1、物联网信息（汇总）管理平台软件

物联网管控中心是智慧校园建设的中央控制中心，是智慧校园的门户，其融合了物联网、

大数据和人工智能技术，将智慧教学环境、智慧校园资源、智慧校园管理和服务进行了一体化

设计。物联网管控中心覆盖并联通了所有智慧教室、传统教室、网络中心以及广播中心等。

通过构建6大智慧校园应用中心，技术上采用标准数据协议，实现了所有智慧校园子系统

数据的对接和联通，形成了智慧校园基础数据库和应用数据库，为教、学、管理大数据提供了

一体化数据支持。

一体化用户认证统一入口标准数据接口和协议

及界面风格L±J实现校园信息动态显示

数据可视化EJD

血引导未来数字化建设方向□□突显建设成果一室多用

♦软件功能及系统特点

（1）一体化用户认证，统一入口及界面风格

采用标准用户数据设计，结合校园实际应用，确保了所有系统同一个账号，能够快速的

对接学校原有的用户数据。采用6大中心入口加快捷入口的方式，涵盖了智慧校园各级各类

应用系统入口。能够快速帮助学校纳入原有建设的系统，同时支持第三方系统接入，实现各

应用平台的一体化管理，一体化展示。界面设计上采用相同的交互模式，老师管理员学习成

本低，容易操作。

202003u2518:53-AXQOA智慧校园物联网管控中心•wwmi|dkfi©©-x

物联网管控中心产品应用首界面

(2)标准数据接口和协议，实现校园信息动态显示

通过设计标准化数据接口和协议，意在解决智慧校园分阶段建设，不同厂家供货必然存

在的数据对接难的问题。通过构建物联网管控中心，将会给学校配套提供一套完整、客观的

标准数据接口和协议，为学校后期建设的招投标提供了科学的技术指标。能够有效的阻止能

力不够的厂家抢标或者前期承诺对接后面遥遥无期等现实情况给学校带来的巨大损失。

同时，基于标准化的数据接口和协议，才能够在智慧校园的大平台上实现智慧校园信息

的动态显示。让学校领导能够在智慧校园物联网管控中心就可以掌握全局。

(3)数据可视化，引导未来数字化建设方向

针对校园整体运行情况，除了实时性数据，同时提供大数据统计型数据，如智慧校园运行

能耗，当前设备故障总数，校园考勤情况等，将智慧校园更加直观的展现给管理者。方便观摩

和讨论学习，也能够为管理者做好校园管理的研究工作提供数据支撑，引导自身的智慧校园建

设方向。

(4)突显建设成果，一室多用

管控中心借助大屏直观的展示全校智慧校园信息化建设的各子系统，方便管理人员快速调

度，可以用做研讨室、会议室、观摩室、教学督导室、评教室、广播室、信息发布中心、后勤

中心等。

2、教室设备AI故障诊断系统软件

采用AI媒体识别技术，诊断教学设备的故障情况。可实现自动打开教室的教学设备，播

放定制的视频；通过摄像机和拾音器将录制的音视频进行智能识别，能准确地诊断教学设备的

运行情况，标识设备的异常情况，并及时通知相关人员检修和停用。解决教室设备问题跑断腿

的现象，可避免因为设备不稳定导致教学事故。

教室类型监测对象故障监测内容

教室设备A1故障诊断功能结构图

3、教室设备智能控制软件

(1)电源管控

采用物联网技术，通过各级智能设备收集用电数据，实现能耗监测。同时可通过手机、电

脑远程控制室内电源总闸开/关，远程一键断电、上电及用电查询等，减轻管理人员的负担,

实现校园用电管理的现代化，推动绿色校园节能建设。

物联网管控中心

室内电源管控示意图

（2）设备管控

作为一个打通了所有学习终端设备、教学辅助设备、常规设备的一体化设备智能管控平台。

其能对校园内的所有物联网设备（包括教师主机、学生电脑、大屏、门禁、电脑、投影仪、灯

光、窗帘、空调等）进行全方位可视化管控，并可远程监视室内实况。

所有设备状态采用“自主上报式”的模式而非“用时查询”的模式，动态而精准。在手机、

电脑上就可以了解全校设备运行状况，并远程控制开关。

物联网管控中心

教室设备智能控制软件设备管控图

(3)智能声控助管、助教

采用智能语音识别技术结合系统一体化设计，实现通过语音快速控制：设备、软件、底

层数据交互等。既降低了信息化设备使用的学习成本，又加速了管控效率，同时在教学场景

下还能教学辅助。

例如：没有学习过如何使用智慧校园各系统的校长等领导，可以说“今天校园有多少人

迟到了？”、“看一下操场的情况”、“我想给主教楼发布一条广播通知”。教室管理员可以说

“看一下教室运行情况"、"帮我关闭所有教室“。

只有一体化设计并高度集成的智慧校园物联网管控中心配合语音声控技术，才能如此轻

松的管控庞大而复杂的智慧校园。

智能声控应用示意图

(4)预约联动

提供学校课表联动以及手机预约联动两种联动模式，既实现了教室、会议室的智能启停,

又在常态化使用的基础上实现了按需申请使用，责任到人。

联动模式1:

根据课表信息提前自动开关教室设备，包括：中控上电、灯光、窗帘、空调等设备，实现

系统自动化、场景化运转。

联动模式2：

可以通过手机预约教室、会议室、多功能室等，管理员审核后，门禁、设备会在预约时间

前5分钟自动开启，并可与门禁、电子班牌系统数据互通，实现无钥匙，根据权限畅行校园。

4、电子督课系统软件

该系统融合在线巡课、远程督导，支持对教室进行远程教学巡视、查看课堂教学情况，支

持移动巡课；同时可设定教学质量评价维度，实现在线/离线督导评课，并自动汇总形成数据

记录及统计图表。通过搭建私有云，实现课堂的实时上传及分享，教育局或学校领导通过网络

就可以在线对全校的教研活动集中督导，大大缩短教研活动的时间，提高教研活动的效率，提

升学校教学质量。

智慧校园电子督课

⑥在线巡课

@自动分屏监视

③录像回放

@远程督导

©移动巡课

♦应用场景示意图

网络巡课

■教学管理人员可通过大屏或者移动端查看各教室的教学视频。

■实现对课堂教学质量全程的监控，同时减少巡课老IJ市现场来回巡课工作量

和对授课老师与学生上课的干扰。

在线线督课

■学校可根据实际评教情况定制督课标准，适应不同学科的教学、评教需求。

■通过远程教学督导评课掌握教师课堂教学的基本情况，正确发挥学校对教学

改革，教学研究的寸勖军作用，减少督课人员必须到现场督课的弊端。

网络教学观摩

■教研中心可组织相关老师观看某堂课教学直播或录像视频。

■通过网络教学观摩，老t币可以在线学习本校或者其它学校老师的精品课程,

提高线上教学水平，促进线上教警验交流。

♦产品拓扑图

电子督课基于多媒体智慧教室、云网络智慧教室等已安装摄像机、录播系统的教室使用。

教室的直播课堂信息通过学校网络存储到机房服务器，学校的管理中心通过网络获取直播课堂

信息，然后进行在线巡课、网络教学观摩、远程督导。教育局通过云端服务器获取各学校的直

播课堂信息。拓扑图如下：

♦产品主要功能特点

(1)在线巡课

①可同时预览多个教室的上课画面，并以多种窗口模式展现上课画面(包括1、4、9、

16、25窗口)，系统针对课堂视频流做过压缩优化处理，方便用户多窗口查看；

②全屏预览监控画面时，专门做了浮动窗口处理，方便用户在全屏下快速切换监控画

面；

③支持对监控画面进行拍照保存、声音开启和关闭、全屏显示等操作。

电子督课在线巡课应用界面

（2）设置巡视计划，自动分屏监视

用户设定监视计划后，系统按照设定的计划时间轮流显示每一组摄像头的监控画面（最多

4组，每组最多同时显示9路），省去人工手动切换摄像机的繁琐过程。

按需制定监视计划,

自动分组分屏循环监视

4组36路监视画面轮流显示。

电子督课自动分屏监视应用示意图

（3）教室录像回放

①可选择多个教室的摄像头同时观看，或指定录像回放日期观看，并以多种播放窗口展

现（包括1、4、9窗口），方便用户同时回放多路录像。

②可自主调节播放设置，包括倍速播放（慢速0.5X、正常IX、快速2X、4X、8X）、拖

动播放、暂停、回放30秒、图像抓拍、视频下载等操作，使软件与常见的视频播放器功能一

致，减轻用户学习成本。

③系统采用符合GB/T9813.3-2017.GB4943.1-2011>CQC3135-2011等技术规范的录

播服务器（录播服务器最大支持16个硬盘位）存储监控录像，7*24h不间断运行、节能环

保、故障率较低。监控录像的保存时间230天（应根据选购的磁盘容量大小、摄像头路数、

摄像头码流计算监控录像的保留天数），当监控录像存储满时，系统会自动覆盖最早一天的监

控录像用于新的存储。

录像回放

＞多窗口录像回放

■录像保存时间230天

＞自动循环录像

电子督课教室录像回放应用示意图

（4）远程督导

①可督课教室列表显示：系统根据课表安排，定时刷新显示学校所有教室当前的上课、

下课状态，可切换可督课/全部教室，系统并将可督课教室标记为“可督课”，方便用户查看督

课教室。

②在线/离线督课：系统提供在线督课、离线督课两种方式（离线督课指督课人员借助录

播系统录制的课堂视频进行督课，录播系统根据教室课程表自动录制课堂视频。），让用户不在

受时间的限制，任何时间都可以远程督课。系统还提供本地抓拍功能，方便用户保留课堂精彩

瞬间。

③个性化督课标准：系统开放督课定制接口，用户可以按照需求定制替课标准或使用已

有督课评价标准，并支持查看、新增、删除等操作，方便用户的个性化使用。

④查看督课详情：系统存储所有课程的督课评价结果，方便用户后期查看已评价的课堂

内容（包括评价分数和录像）、教师的平均授课水平和同一评价体系下不同班级/课堂的教学实

施情况。

⑤摄像头云台调整：系统对教室的云台摄像机专门作过页面适配，让用户在督课的同时

就可以调整教室摄像机云台焦距、上下左右等控制方向，方便多角度查看。

可督课

教室排列

远程督导标准

■可督课教室列表显示■直看督课详情

■在线/离线督课・摄像头云台调整

云台

■个性化督课标准

电子督课远程督导应用示意图

(5)移动巡课

支持通过手机、平板(包括Android.iOS)或便捷式笔记本进行校园巡视，提高

维护人员的积极性，提升学校管理人员巡课满意度。

笔记本电脑手机(IOS)手机(Android)平板

电子督课移动巡视应用示意图

5、考场智能监控管理软件

智慧考场物联网管控满足“中高考”和“校园网考”考场的智能化管控和监视，形成:

考生人脸认证、考室及门禁联动开关、自动故障巡检并告警、无感巡考监视、电子班牌及广播

联动，以标准化考场相关要求为依据，实现考场的智能监控与管理。

考生人脸认证无感巡考监视

智慧考场

考室及门禁联动开关电子班牌联动

管控》＞故障巡检并告警考试广播联动

产品同时搭载高精度金属探测仪、高覆盖无线信号电屏蔽仪及网络时钟等，实现考生入场

前携带物品检测、考中无线电防作弊。所有功能提供开放数据接口，支持各类考试系统调用，

适用多种考试类型，如学校日常月度考试、期中/期末考试，同时也适用于全国大型考试，如

中考、高考等。

产品应用功能结构图如下:

考务管理端

智能门禁

搭载设备

电子班牌£-

校园广播显

^51

高识别率身份认证设备考场信息配