一、背景需求

“音视频智慧教育系统”是基于校园网、互联网或有线电视网传输的音视频教学管理系统，前端由数字化摄录、采集、编辑、播出系统组成，通过将校园网、有线电视网、互联网联通，通过音视频管理终端或者APP客户端、WEB客户端呈现在电视机、教学一体机、电脑以及手机PAD等移动客户端上。可实现教学直播、录播、点播实现在各办公室或教室内的终端计算机上可以直接收看各教室内教学过程的现场直播，各教育频道的实时节目，内部视频服务器上已录制保存的节目，和校园电视台播放设备播放的音像资料，亦可在各教室的电视上收看相关节目，必要时还可实现对互联网上直播相关节目。以期达到视频教学资源高效传输，为教师学习提供较完善的信息网络系统。另外设计方案拟建立学校优秀、骨干教师课程库，完成学校优质课程资源的录制，以及国家级精品课程和省级精品课程录制。实现课堂教学直播，分校区直播。通过网络把教学或实验室的活动和课程向全校实况转播或直播。教务处进行教学评估、评比，通过网络管理监控更方便、准确、客观。

北京丰台区建华学校，现需要建设一套校园直播系统，具体需求如下：

1、校内直播，满足48个教学班级直播及老师电脑（或手机端）直播，共计80个校内直播点。另外满足后续扩展班级无缝兼容。

2、校外直播，满足校内学生、校外家长同时观看。学校有活动需要家长参加，能满足校外千人直播。

3、直播途径，校内教学采用教学一体机观看，老师可以扫二维码手机观看，也可通过自己办公电脑观看，不需要其他设备。校外家长通过扫二维码手机自动观看直播。

4、音画同步，在直播过程中，不能存在播着播着画面与声音不同步。

5、校园节目，能满足校园红领巾广播站直播，老师讲PPT直播，即老师电脑展示PPT内容，同步话筒输入音频讲解直播，校园内移动直播。

6、无线网络，该校已投入使用，不便再布设网线电源线等，WiFi健全，除主控服务器设备外，要求终端WiFi观看。

二、方案设计

1.系统架构

整个系统由内容采集端、音视频控制管理智慧教育系统、终端解码端组成。系统采用集中式部署方式，管理服务器等设备可放置在学校中心机房，服务器把校园电视台演播室、有线电视、自办节目等各信号源直接输入教育网络电视系统进行发布和管理，终端解码接收后直接播放。

2.节目源

音视频控制管理智慧教育系统的节目源可以是校园电视台虚拟演播室直播、录播节目，教学录播、直播系统节目，以及电视节目（卫星信号、有线电视）等。这里我们配置1台4路高清编码器，来保证校园红领巾广播站节目录制播出，主要是配该处摄像机使用，即通过摄像机实时直播；另外一路作为建华校园频道播出老师电脑内容；剩余两路作为备用频道，有其他节目输入，即插即用。1台融合编码器，设备可配置无线网、手机卡无线传输信号，充电便携，在操场其他移动场所，可实时直播采集。

3.服务器设备

一台直播流媒体系统服务器，系统平台中的虚拟演播室信号、会议室、卫星信号及有线信号等节目源通过高清编码器（四路、融合）进行编码压缩成合适网络信号直播流，将网络信号直播流通过网络推送到流媒体服务器上，由后台管理系统实现运营管理功能。另外配置一台外网编码服务器，需要校外直播时，该台设备将节目上传云端，供家长、校外用户观看。

4.终端设备

因为该校WiFi已经覆盖，教室及老师办公室不需要任何其他终端设备，教学一体机则可直接通过网页访问的形式实现点播、直播。老师电脑和手机也能直接通过网页或者二维码的方式访问观看。

另外我们已服务器的外网部署，只需开启外网直播，校外师生及家长可通过手机、电脑进行校外观看直播、在线教育学习等特色功能。

三、系统特点

1.信息发布

网络电视台是集文字、图片、视频、电视节目直播于一体的综合性网络网络电视台建站系统，专业广播电视系统日常用到的图文新闻发表、文字图片发布、新闻视频点播、多路电视节目直播、直播录制等功能在网络网络电视台中都能得到体现。而且软件平台还具备用户评论功能，管理员可以设置对用户评论进行审核，用户可对图片、文字、视频进行评论，加强了领导、教师、学生、家长及网民间的交流。

2.直播功能

通过直播采集编码，普通的电视信号输出为实时流，同时对其直播缓存的内容进行切片、索引，再经由直播时移模块对流进行打包、分发，最终同步输出到各种终端（STB、PC、Mobile，最终用户看到的直播内容，也可以随意时移回放。

学校通过校园电视台演播室等采集节目源，经过采集服务器编码成合适的直播流推送到流媒体服务器上，流媒体系统为用户提供高级别高清画质的视频直播。

3.点播功能

基于校园网络的点播用户通过计算机、网络电视、手机及平板电脑等终端，通过网络发出，到达并由流媒体服务器的网卡接收，传送给流媒体服务器。经过请求验证后，流媒体服务器把节目库中可访问的节目名准备好，使用户可以浏览到所喜爱的节目单。用户选择节目后，服务器从节目库中取出节目内容，并传送到客户端播放。

4.虚拟编辑

虚拟编辑可以后期对电影、电视剧点播资源（或者电视录播资源）进行加工，设定片段的开始和结束时间虚拟点。用户可以根据自已选择跳过片头（或者广告），直接观看主要内容。同时打点后的信息生成一个HTTP链接，该片断链接可以灵活嵌入到WORD、PPT等各类文档中，教学中只要单击该链接就可以播放资源。

5.分班教学

在校园内多个教室同时上课，即满足N个终端的同时视频播放请求。

6.视频课件制作

备课时教师可根据课堂需要将文件上传至服务器，上课时只要输入自己的密码，即可方便的调用，或者插入优盘直接在终端上使用。

7.在线教学

本系统可将教师上课实况直播给所有师生，网络远距离同步学习观摩，实现远程听课。授课活动过程可实时录制成视频档案，并可事后编辑作为教学点播教材。

8.教学资源管理

学校管理员将需要上传的视频资源先转码预处理，然后上传到系统的服务器上。并且可以将上传的视频资源，进行编目和分类发布。

四、系统拓扑图

五、实现功能

1、校内直播

满足师生在班观看直播。如：教学视频观看、校长讲话、雨雪天气无法出操，学生可在教室内观看升旗仪式等。

2、校外直播

满足校内学生、校外家长同时观看。学校有活动需要家长参加，能满足校外千人直播。

3、直播途径

校内教学采用教学一体机观看，老师可以扫二维码手机观看，也可通过自己办公电脑观看，不需要其他设备。校外家长通过扫二维码手机自动观看直播。

4、音画同步

在直播过程中，不存在播着播着画面与声音不同步。

5、校园节目

能满足校园红领巾广播站直播，老师讲PPT直播，即老师电脑展示PPT内容，同步话筒输入音频讲解直播，校园内移动直播。

6、无线网络

无其他终端设备，对教室改动不大，教学一体机网址访问即可观看。