一种5G智能教室系统论文和设计-吕云

全文摘要

本实用新型公开了一种5G智能教室系统，其包括5G云服务平台，5G云服务平台通过5G网络与嵌入式主控一体机连接，嵌入式主控一体机与VIVEDUCAM001型高清拍摄系统、采用TH86S100高性能智能交互大屏的投影教学设备、ETS602+DR80多媒体教室组合音响麦克风系统和VIVEDU‑JG100型内容设备管理系统通信连接；VIVEDU‑JG100设备管理系统与虚拟现实一体机通信连接。本方案借助5G云服务平台，服务主控一体机，建立成一个综合的教学管理平台，为教师和学生提供一个开放的环境平台去学习与研究。

主设计要求

1.一种5G智能教室系统，其特征在于，包括5G云服务平台，5G云服务平台通过5G网络与嵌入式主控一体机连接，所述嵌入式主控一体机与高清拍摄系统、投影教学设备、音响麦克风系统和内容设备管理系统通信连接；所述设备管理系统与虚拟现实一体机通信连接。

设计方案

2.根据权利要求1所述的5G智能教室系统，其特征在于，所述嵌入式主控一体机内设置有主控芯片组，所述主控芯片组包括5G网络通信模块、存储单元、多媒体分发处理器和压缩算法处理器，所述多媒体分发处理器与无线网络天线连接；所述5G网络通信模块与嵌入式主控一体机通过数据接口连接，所述多媒体分发处理器和压缩算法处理器与高清拍摄系统、投影教学设备和音响麦克风系统通信连接。

3.根据权利要求2所述的5G智能教室系统，其特征在于，所述5G网络通信模块为INTELFIBOCOM FG100型5G模块，所述多媒体分发处理器为HI3536型处理器，压缩算法处理器为HI5339A型处理器。

4.根据权利要求1所述的5G智能教室系统，其特征在于，还包括智能窗帘和灯光设备，所述智能窗帘和灯光设备通过物联网网关与嵌入式主控一体机通信连接。

5.根据权利要求1所述的5G智能教室系统，其特征在于，还包括学生学习终端，所述学生学习终端与嵌入式主控一体机通信连接。

6.根据权利要求1所述的5G智能教室系统，其特征在于，所述嵌入式主控一体机为Intel H110i i7-8559U型主机。

7.根据权利要求1所述的5G智能教室系统，其特征在于，所述虚拟现实一体机包括手机、平板和笔记本电脑。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及智能教室技术领域，具体涉及一种5G智能教室系统。

背景技术

教育信息化是衡量一个国家和地区教育发展水平的重要标志，实现教育现代化、创新教学模式、提高教育质量，迫切需要大力推进教育信息化在学校，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。

然而，现有技术中的智慧教室系统及其中控设备的设置繁琐，需要对使用者进行专业培训后方能上手操作，设备众多，需要专业人员进行部署且难以维护。同时随着5G等高速移动网络到来，智慧教室系统的中控设备势必要整合5G等高速网络通信能力，降低基础建设成本和运营维护成本压力。

实用新型内容

针对现有技术中的上述不足，本实用新型提供了一种智能化管理的5G智能教室系统。

为达到上述发明目的，本实用新型所采用的技术方案为：

提供一种5G智能教室系统，其包括5G云服务平台，5G云服务平台通过5G网络与嵌入式主控一体机连接，嵌入式主控一体机与高清拍摄系统、投影教学设备、音响麦克风系统和内容设备管理系统通信连接；设备管理系统与虚拟现实一体机通信连接。

进一步地，嵌入式主控一体机内设置有主控芯片组，主控芯片组包括5G网络通信模块、存储单元、多媒体分发处理器和压缩算法处理器，多媒体分发处理器与无线网络天线连接；5G网络通信模块与嵌入式主控一体机通过数据接口连接，多媒体分发处理器和压缩算法处理器与高清拍摄系统、投影教学设备和音响麦克风系统通信连接。

进一步地，5G网络通信模块为INTEL FIBOCOM FG100型5G模块，多媒体分发处理器为HI3536型处理器，压缩算法处理器为HI5339A型处理器。

进一步地，还包括智能窗帘和灯光设备，智能窗帘和灯光设备通过ZIGBEE3物联网网关与嵌入式主控一体机通信连接。

进一步地，还包括学生学习终端，学生学习终端与嵌入式主控一体机通信连接。

进一步地，嵌入式主控一体机为Intel H110i i7-8559U型主机。

进一步地，虚拟现实一体机包括手机、平板和笔记本电脑。

本实用新型的有益效果为：本方案借助5G云服务平台，服务主控一体机，建立成一个综合的教学管理平台，为教师和学生提供一个开放的环境平台去学习与研究。教师通过嵌入式主控一体机，将信息上传至5G云服务平台，能够实现针对多路高清拍摄系统、内容设备管理系统、投影教学设备无线接入，实现多路高清课程拍摄，虚拟现实一体机实现内容更新管理，授课管理，虚拟现实直播课程等多种场景使用。

ZIGBEE3物联网网关可以根据内嵌入式主控一体机输入的控制命令选择控制窗帘，灯光等设备；主控芯片组能够各个模块运行暨稳定工作，压缩算法处理器能够实现高到200Mbps的视频流格式压缩，支持多种标准流媒体格式；多媒体分发处理器目的是支持高并发流媒体分发，最多支持到200路超高清视频同步分发处理功能；存储单元负责视频流和其他内容缓存，存储单元的读写速度不低于300MB\/s，5G网络通信模块负责整体环境的超高速无线网络，超高速无线网络天线支持WIFI6标准，能够实现最高4800Mbps的中短距无线网络通信。

附图说明

图1为5G智能教室系统的原理图。

图2为主控芯片组的原理图。

具体实施方式

下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的发明创造均在保护之列。

如图1所示，5G智能教室系统包括5G云服务平台，5G云服务平台通过5G网络与嵌入式主控一体机连接，嵌入式主控一体机与高清拍摄系统、投影教学设备、音响麦克风系统和内容设备管理系统通信连接；内容设备管理系统与虚拟现实一体机通信连接。

嵌入式主控一体机采用Intel H110i i7-8559U型主机，高清拍摄系统采用VIVEDUCAM001型高清拍摄系统，音响麦克风系统采用ETS602+DR80型多媒体教室组合，内容设备管理系统采用VIVEDU-JG100型内容设备管理系统，投影教学设备采用京东方TH86S100高性能智能交互大屏。

本方案借助5G云服务平台，服务嵌入式主控一体机，建立成一个综合的教学管理平台，为教师和学生提供一个开放的环境平台去学习与研究。教师通过嵌入式主控一体机，能够实现针对多路高清拍摄系统、内容设备管理系统、投影教学设备无线接入，信息上传至5G云服务平台，实现多路高清课程拍摄，虚拟现实一体机实现内容更新管理，授课管理，虚拟现实直播课程等多种场景使用。内容设备管理系统能够实现虚拟现实一体机与5G云服务平台上的数据同步和设备状态信息管理等一系列功能。

如图2所示，嵌入式主控一体机内设置有主控芯片组，主控芯片组包括5G网络通信模块、存储单元、多媒体分发处理器和压缩算法处理器，多媒体分发处理器与无线网络天线连接；5G网络通信模块与嵌入式主控一体机通过数据接口连接，多媒体分发处理器和压缩算法处理器与高清拍摄系统、投影教学设备和音响麦克风系统通信连接。

5G网络通信模块为INTEL FIBOCOM FG100通信模块，多媒体分发处理器采用海思HI3536处理器，压缩算法处理器海思HI5339A处理器，存储单元采用Intel 760P NVME闪存存储器。

主控芯片组能够使各个模块运行暨稳定工作，压缩算法处理器能够实现高到200Mbps的视频流格式压缩，支持多种标准流媒体格式；多媒体分发处理器目的是支持高并发流媒体分发，最多支持到200路超高清视频同步分发处理功能功能；存储单元负责视频流和其他内容缓存，存储单元的读写速度不低于300MB\/s，5G网络通信模块负责整体环境的超高速无线网络，超高速LY2458型无线网络天线支持WIFI6标准，能够实现最高4800Mbps的中短距无线网络通信。

本方案中5G智能教室系统还包括智能窗帘和灯光设备，智能窗帘和灯光设备通过ZIGBEE3型物联网网关与嵌入式主控一体机通信连接。学生学习终端，学生学习终端与嵌入式主控一体机通信连接。ZIGBEE3物联网网关可以根据内嵌入式主控一体机输入的控制命令选择控制窗帘，灯光等设备。ZIGBEE3物联网网关采用以太网RJ45ZIGBEE3物联网网关。

设计图

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