基于物联网的智慧教室解决方案

1系统概述

在学校，课堂教学环节是学生接受系统教育最重要的一环，做好教学互动环节，是掌握好教学环节的质量，提高教学水平的关键之一。传统的教学方式已经不适应现代化教学的需要，基于物联网技术集智慧教学、人员考勤、环境调节、视频监控及远程控制于一体的新型现代化智慧教室系统在逐步的推广运用。智慧教室作为一种新型的教育形式和现代化教学手段，给教育行业带来了新的机遇。

通过在教室内加装各类传感设备，使传感设备实时感知需要的信息，按照约定的协议，通过可能的网络（ZigBee、LoRa、蓝牙、GSM）接入方式，把物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，实现物与物、物与人的泛在链接，实现对物品的智慧化识别、跟踪、监控和管理。

2系统架构

图 1.智慧教室系统构成

3系统功能

3.1教室灯光智能控制

图 2.教室灯光智能控制系统

将教室灯关照明设备通过ZigBee协议进行连接，统一接受网关指令，实现遥控开关、定时开关、全开全关、延时关闭、场景切换等功能。接受远程控制指令实现远程控制。通过手机APP终端、PC云平台等实现远程对室内的灯光开关。

智能自动控制，与红外人体感应、光照强度联动控制；定时自动控制，根据季节灵活调整开关时间。

系统管理灵活，可通过移动端APP、PC端对整个系统进行灵活操作场景自动控制，根据不同区域调节光源数量，营造最适合的氛围。

3.2空调智能控制系统

图 3.教室空调智能控制系统

将教室空调控制系统设备组件通过ZigBee协议进行连接，统一接受网关指令，实现遥控开关、定时开关、根据温湿度自动调节温度等。通过手机APP终端、PC云平台等实现远程对室内的空调开关。

智能自动控制，与环境温湿度联动控制；

系统管理灵活，可通过移动端APP、PC端对整个系统进行灵活操作。

3.3教室环境监测系统

图 4.教室环境智能调节系统

学校、家长在关注学生学习成绩同时，对学生学习环境的关注也与日俱增，学校希望为学生营造一个良好、舒适的学习环境，家长希望可以更多的关注孩子的学习环境，而不仅仅是学习成绩。

3.4教学设备智能控制系统

图 5.电教设备智能管控系统

教学设备主要包括投影仪、教室电脑、幕布、智慧黑板等设备。上课前的特定时段红外人体感应检测到有人进入教室，则自动开启教室内的全部教学设备。放学后红

外人力感应检测到教室内没有人则联动关闭全部教学设备。

教师、管理人员也可通过手机 APP 远程开启教学设备，减少课前准备时间，将上 课时间最大化利用。

4 主要产品介绍

4 .1 集控网关

图 6.集控网关

本产品作为集控网关使用，一般4间教室使用1台，支持多种标准通信协议，采集 各智能网关监测数据并转发至远程数据中心。

接口丰富，装置自带4路DI ，2路DO ，4路AI ；

通信灵活，支持以1路以太网，4路RS485接口、GPRS/4G/Wifi/Zigbee 等多种通 信方式；

可作为MQTT 客户端，连接私有云，阿里云等，将网关的数据点通过订阅发布的 机制推送到云端，云端可通过网关对前端设备进行读写操作；

适用面广，可广泛应用于建筑智能化、能耗在线监测、设备管理等场合； 采用工业化应用标准设计并制造，具备配置灵活，安装方便，可靠性高等优 点。

4 .2 智能网关

图 7.智能网关

集中采集ZigBee 智能终端状态和转发控制令，支持对灯光、窗帘电机等各类电器 设备及感知节点的监控；具有多种智能逻辑，可视化编程组态软件，支持用户自定义 组态逻辑；内置数据库，关键数据可以实现加密传输；全无线设计，施工方便，支持

zigbee 、wifi 、以太网三种通讯方式；具有功耗低、稳定性高及抗干扰能力强的显著 特点。

内置数据库，关键数据加密传输

多种智能逻辑，可视化编程组态软件，支持用户自定义组态逻辑

选用防火材料，使用更安心

全无线设计，施工方便，支持多种无线通讯方式

4 .3 智能计量插座

图 8.智能计量插座（10A ）

该智能计量插座可实时检测用电器（负载）的电量、实时电流、实时有功功率等 用电参数信息，自带安全锁，可实现插座远程控制通断电管理。停电后保留电能累计 值，设置功率使用上限，远程控制等功能。

4 .4 智能开关面板

图 9.智能开关面板（单键、双键、三键）

该系列智能开关面板可实现远程/本地开关控制功能，远程/本地自定义功能操 作；ZigBee 无线通信，可以直接替换传统的开关面板；同时可以个性化设置背光亮 度，不同时间段不同背光亮度，使用户体验舒适。

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5 智能环境检测面板

图 10.智能环境检测面板

多参数合一，支持温度，湿度，甲醛，pm2.5，二氧化碳，光照度环境六参数检 测。采用标准86盒设计,隐藏式安装，小巧美观。

4.6智能红外遥控器

图11.红外转zigbee控制器

该转换器支持新一代IEEE802.15.4ZigBee标准协议，具有学习和记忆多台红外遥控器的功能，外接大功率红外发射管，五头发射，灵敏度高，控制准确。适用于多数电视机、空调、机顶盒、投影仪、DVD等红外遥控设备，采用标准86盒设计，隐藏式安装，体积小巧，无需重新布线。

4.7智能计量插座控制器

图11.智能计量插座控制器

用于改造普通二三插座,实现远程控制和计量功能，可与其他终端设备组网通讯，实现建筑能耗实时检测控制。其电能计量精度高，可以选择直接输出或者继电器控制输出。采用标准86盒设计，无需重新布线，隐藏式安装，小巧身形与传统开关完美融合，轻松实现插座智能升级。