一、系统概述
1.1 智能教室建设背景
在学校，课堂教学环节是学生接受系统教育最重要的环节。做好教学互动是掌握教学环节质量、提高教学水平的关键。在目前的教学过程中，传统的登录环节、问题确认环节、问题互动环节、课堂小测试环节存在许多问题。在登录过程中，使用纸质登录，效率低，签字现象，结果不方便教师统计；问互动链接和课堂测试链接，教师给出简单的选择，学生举手或口头回答，无法获得准确的统计数据，教师只能根据一般情况判断是否教学，没有准确的数据，更不用说考虑以后的数据挖掘和数据统计了。传统的教学方法不再适应现代教学的需要。基于物联网技术的新型现代智能教室系统，集智能教学、人员考勤、资产管理、环境智能调节、视频监控和远程控制于一体，正在逐步推广和应用。智能教室作为一种新的教育形式和现代教学手段，给教育行业带来了新的机遇。
1.2 智能教室的主要用途
智能教室设备可以体现物联网传感器、射频识别三个层次(应用层、网络层、感知层)(RFID)根据约定的协议，使信息传感设备实时感知所需的任何信息，并通过可能的网络(如基于WIFI无线局域网、移动通信、电信网等。)接入方式，将任何物品与互联网连接，进行信息交换和通信，实现物与物、物与人的泛在链接，智能识别、跟踪、监控和管理物品。 同时，智能教室还可以满足物联网导论、传感器原理及应用、无线传感器网络及应用的需要，RFID技术与应用、物联网工程与应用、物联网标准与中间件技术、物联网应用系统设计等课程的实践培训和教学需求，为学生或教师的物联网技术应用项目开发提供平台。
通过智能教室实验平台，学生可以掌握物联网技术基础理论、物理信息系统识别和感知、计算机网络理论和数据分析和信息处理技术、通信技术、网络技术、传感技术等信息领域，具有一定的工程应用系统开发、实践能力和科研能力。
二、智能教室实验平台方案
以物联网工程信息平台为基础，以光载无线交换机为核心，构建智能教室WiFi无线局域网，覆盖智能教室，加上教室的有线网络交换机和网络路由器，建立物联网的关键部分——网络层，集成有线网络和无线局域网，各种传感器件通过标准模块WiFi设备服务器(串口通信)RS232转WiFi无线网络)无线接入物联网工程信息平台，构成一个统一的物联网工程实验平台，涵盖物联网的三个层次。同时，其他内置WiFi各种手持设备（笔记本电脑、手机等）也可以无线访问实验平台，成为物联网实验设备的一部分；通过教学和科研实践开发的其他感知模块WiFi设备服务器连接也可以轻松访问实验平台，完成测试和验证。
2.1 光载无线交换机及其分布式天线系统
广州飞瑞敖电子科技有限公司的核心产品是光载无线交换机及其配套设备的远端射频单元WiFi远距离、广泛的光纤分布是物联网无线网络分布的主要分布方式。
光载无线交换机安装在智能教室的网络机柜中，与原有有线布线的网络交换机连接，连接到学校的计算机网络。光载无线交换机内置2台WiFi接入点(AP)(所有网络协议处理、基带数据处理、射频信号处理均集中在光载无线交换机中)WiFi射频信号分布在智能教室，完成智能教室WiFi无线覆盖、实验设备覆盖WiFi统一的终端接入WiFi无线局域网构成了整个物联网工程平台。
2.2 物联网工程实验平台服务器
为了实现物联网工程实验平台的统一管理、实验室实验设备的控制，开展功能复杂的综合设计和科研项目，智能教室的网络柜配备了服务器。
服务器安装系统软件和物联网工程实验服务器端软件，提供本地或远程访问服务，并对物联网实验进行监控和设备管理。
三、智能教室系统设计方案描述
智能教室以光载无线交换机为核心，构建综合物联网共享平台，所有设备系统均可通过标准模块WiFi设备服务器通过服务器系统软件无线接入物联网工程信息平台，统一管理前端系统设备；同时，我们提供教室智能系统的设计原理图，打开足够的端口、丰富完善的接口函数和二次开发包，为师生学习和研究提供了开放的环境平台。
下图1是智能教室的总体框图：
RFID标签(校园一卡通)统计学生考勤，识别进入教室的人员，统计合法用户考勤，报警非法用户。同时可以通过WiFi无线覆盖、远程监控、统计、存档打印等。
3.4资产管理系统
特高频资产管理系统RFID读卡器、纸质标签、金属标签和配套控制软件。
在教室前后门安装特高频读卡器，对教室内的实验仪器、设备等资产(附有RFID标签、标签上存储设备的详细信息)进出教室进行监控管理，对未经授权的用户将教室资产带出教室进行报警，方便设备管理人员统一管理教室设备。
3.5照明控制系统
照明控制系统由照明控制器、照明传感器、人体传感器、窗帘控制系统和配套控制软件组成。
首先，通过人体传感器判断教室内是否有人，无人，照明控制系统和窗帘控制系统关闭，相反，处于工作状态。
1:窗帘控制系统：通过收集安装在窗户上的光传感器数据，根据软件预设门限值，自动打开和关闭窗帘，实现教室内光强度的补偿；
2:照明控制系统：收集安装在教室内的照明传感器数据，根据软件预设值控制教室照明的自动开关，调整照明亮度，实现室内照明的智能控制和节能减排。
3.6空调控制系统
空调控制系统由中央空调电源控制器、温湿度传感器和配套控制软件组成。
当室内温度和湿度高于最高门限值时，通过温湿度传感器监测室内温度，分析数据，自动打开空调。当室内温度和湿度低于最低门限值时，自动关闭空调，实现室内温度和湿度的自动控制。
3.7门窗监控系统
门窗监控系统由窗门磁模块和配套软件组成。
窗户门磁模块用于检测门窗的开关状态，并及时将状态信息上传到服务器。同时设置敏感时间，对窗户进行自动监控和报警。
3.8通风系统
通风系统由抽风机组成，CO由传感器和配套监控软件组成。
通过CO传感器监测室内CO2浓度，根据软件的预设值进行分析CO2当浓度高于软件门限值时，通过补充室外空气，通过补充室外空气减少室内空气CO2的浓度。
3.9视频监控系统
视频监控系统由WiFi由无线摄像头和配套监控软件组成。
视频监控可以为安全系统、资产出入库、人员出入提供查询依据。
在教室前后门口安装一个WiFi无线摄像头监控人员的进出和资产的进出，在教室内安装一个WiFi无线摄像头监控教室内的实时情况，采集的图像通过远端射频单元传输到终端管理计算机，提供实时监控数据。