1.1 建设背景
为顺应时代科技发展，智能物联网技术不断更新工业应用，监狱作为服刑人员思想，品德的教育基地，面临着从传统教育走向未来教育的升级改造压力，与时俱进是我们不断追求的创新精神。监狱为打破传统较为简单的DVD模拟教学和受邀式讲座教学方式，全面开启的智能化、电算化教学模式，以建设一个中心，两级平台为基础，依托智能网络，课件下载，影片下载，专业摄制，后期创作，电视转播，专家远程教学，远程监控获得丰富的媒体资源，搭建与国家级、省部级联网的教育云，打造一个集信息采集流程化，规范化，数据利用合理化，通用化，资源调度标准化，趋势化的现代智能云平台。
监狱作为国家的刑罚执行机关，担负着教育改造罪犯、降低重新犯罪率、维护社会稳定的重要职能。监狱是社会的窗口，反映了一个国家文明进步的程度，监狱事业作为我国现代化建设事业不可分割的组成部分，必须与整个国家的现代化建设同步、与社会文明同步。
1.2 现状
高墙之内，利用现代科技不断提升对服刑人员的思想品德，劳动技能，个人素质的教育改造，使之成为回归社会，安份守纪的一名合法公民。
目前部分省份监狱教育系统仍比较单纯和滞后，主要依靠监狱内部自行组织外援帮教授课方式，通过DVD机全监狱播放影片方式，以及通过实景刊物，黑白板通告方式宣传。知识面少和信息口比较窄，以及宣传力度不足等现象。总结有以下几点：
1. 通过外聘专家，讲师，成本高，次数少，知识吸收慢。
2. 这么多监区仍是老一代模拟电视，使用同轴信号传输，在视频质量上大打折扣。无法和家族的电视相比。
3. 部分信号来自于小卫星，或者使用模拟小前端，导致电视收看不稳定，有雪花，和模糊现象。
4. DVD光盘资源较少，容易磨损，复制资源麻烦，不利于保存。
5. 对于省局提出三课教育，受网络设施不足影响，出现执行难，考核不全等问题。
6. 受教课程节目单一，服刑人员容易产生抵触，不利思想改造。
2.1 监狱需求
系统建成后，可为服刑人员实现：
提供丰富的点播教育、娱乐资源的自办和网络支持；
打破举办专家教育讲座成本高，次数少，效果不理想的瓶颈；
解除服刑人员现场集中式教育存在安全隐患；
提供服刑人员进行差异化（分区、级别）教育；
提高服刑人员的学习积极性，丰富他们的学习内容；
改善服刑人员电子化阅读及评级考试晋级的要求；
打开服刑人员了解国内外特定重要时事新闻资讯的渠道；
提升服刑人员综合便捷信息的查询与服务；
实现遥控器或触摸屏互动答题；
同时对于管教干警：
可精准管理电视频道和观看时间；
有效区分管理受教育人员点播学习教育资源；
实时获取用户观看记录；
实现不同监管人员、不同受教育人员收看的节目不一样；
强制要求指定受教育人员在特定时段收看指定教育类节目，并能记录观看内容、时间；
监区咨询公告的动态更新和发布；
紧急通知通告的发布；
用户行为数据统计分析。
实现云端电子备课、课件编辑和管理，网上阅卷。
用户系统操作可实时日志追踪与查询；
系统运行状态可实时日志追踪和分析；
系统可支持系统双机热备、集群分布式部署；
系统内接入设备的状态、合法性监测管理；
教育资源归类管理；
根据建筑功能区域、监区、楼层、监舍等分区或者单个互动终端按日期、时间设置自动播放不同的教学内容；
规定的教育内容、学习时长、信息公开等数据的自动汇总和统计，报表生成，执行情况考核；
通过远程听课系统对教员的授课情况进行考评；
通过系统对各监狱、监区教学人员自行制作的课件进行评优和考核，优质资源分享和交流。
2.2 建设目标
随着监狱体制改革、布局调整和监狱信息化建设的不断深入推进，使监狱工作面临着难得的发展机遇，同时也面临着许多困难和挑战。主要表现为监狱押犯不断增多，押犯构成日益复杂，重大刑事犯、暴力犯、涉毒犯、判刑二次以上的罪犯持续上升，有狱内外劳动罪犯，安全稳定工作难度加大。因此，当前监狱安全稳定工作仍然存在诸多困难和问题，安全稳定形势不容乐观，提升对服刑人员的整体的思想矫正，教育改造，行动约束等信息化教育任务刻不容缓。本项目依据省监狱局以人为本，合理利用的方针 ，整合省局和下属监狱教育资源，提升我省信息化教育软硬件设施，培养和储备更多专业云教育原始数据，利用好原始数据对后期监狱管理局的发展任重道远推迟。拟实现以下建设目标：
l 支持高清视频(1080P)点播功能，支持MPEG-1/2/4、H.264、蓝光等媒体格式。
l 视频点播支持拖放、暂停和继续播放等。
l 强制控制终端观看特定的影片和直播电视。
l 支持不同类型不同区域的服刑人员权限管理，不同的用户，可以观看到不同的节目。
l 支持播放时间记录功能，在观看某部影片退出后，系统会自动记录该影片播放时间，当用户再次观看时，可以选择接着之前的时间播放或者重头播放。
l 支持电视直播和时移功能，支持电视电子节目单，电视节目，想看就看。
l 支持图文和纯文字方式的新闻介绍，法律法规、电子书的观看。
l 支持滚动字幕信息发布。
l 支持活动视频、会议视频、自办节目的直播。支持视频录像，并可导入系统进行再播放。
l 模块化功能设计，可根据客户要求进行功能和UI界面的定制服务。
l 系统具有高扩展性，支持集群。系统具有高可靠性，系统稳定性高（7*24小时）。
2.3监狱数字电视教育系统设计原则
监狱数字电视教育系统设计原则
l 先进性
监狱数字电视教育系统采用创新的先进专利技术，基于复旦大学宽带网络和多媒体技术实验室和美国硅谷的创新技术，具有技术的优越性和先进性，适应未来市场发展；
l 稳定性
监狱数字电视教育系统服务器端具有高可靠性，采用集群和云计算技术，系统稳定性高。终端高清机顶盒故障率低，安全可靠；
l 可扩展性
监狱数字电视教育系统基于行业标准，具有高可扩展性。一方面系统能够在未来用户增加的情况下，通过增加硬件资源和简单软件配置即可实现扩展；另一方面可以方便的通过系统升级增加新的功能；
l 易用性
公司基于服务用户的理念，针对酒店等提供商行业与计算机行业的差异性，系统尽可能将复杂的操作进行封装，实现操作的简便；
l 高性价比
公司在提供商需求和系统功能之间寻求最佳平衡点，不主张一味追求各种扩展功能而造成巨大的投资，而在满足提供商当前及未来发展需要的基础上，在保证良好的质量的基础上，尽可能为监狱方减少投资成本，提高服务质量。
3 功能特性
3.1 系统拓扑
监狱数字电视教育系统主要包括电视直播系统，视频点播系统以及教育资源信息管理服务系统。电视直播系统以及视频点播系统都是通过内部局域网络来传输，保证了服务带宽。如下图所示：
智慧监所电教系统系统拓扑图
3.2 功能介绍
电视直播
电视直播即数字电视等传统电视频道服务，监狱数字电视教育通过对电视的数字化和网络化，直播电视在IP网络上通过组播的形式进行传输。独有的技术使得直播电视能快速切换，给用户带来快速的高清的用户体验。
监狱数字电视教育系统可支持到1080P全高清效果，系统通过编码器或数字接收机的方式将信号接收并处理，并通过IP组播的方式传送出去。相比传统的机顶盒解码，再用调频器调频、混频的方式，监狱数字电视教育直播电视功能有以下优点：
1) 信号可不作任何的压缩和转码，最大程度上保留画面清晰度。
2) 不需要重复布线：所有直播信号通过网络发送，不需要再重复铺设同轴电缆(Cable线)。
3) 直播节目可在磁盘阵列做录制，并提供时移功能，实现直播电视也可以暂停、快进、快退。并可按节目单选择喜爱的节目直接进行观看。
4) 更加节省硬件的成本和维护：在不受限的情况下一台数字接收机可处理6-8套直播节目，而传统方式需要6-8个机顶盒 6-8个调频器 1个混频器。
5) 直播信号可提供给其他网络系统重复使用。
本系统的电视直播页面如下图所示。电视分类可以通过后台配置管理系统来增加/删除/编辑，不同类型的电视频道可以添加到对应的频道分类之中。直播电视支持通过遥控器的数字键切换频道，提供家庭电视同样的功能，符合客人的正常使用习惯。
监狱看守所电教系统电视直播页面
视频点播
主要为服刑人员提供视频教学和以及适当的娱乐，包括教育影片、外面世界、人物传记、狱内宣传等分类，其分类可以通过系统后台管理来配置增加/删除/编辑，不同内容的视频可以放置到对应的分类中，最后发布到系统在前台EPG展示。如下图所示：
监狱看守所电教系统点播页面
视频录像
系统支持对电视频道节目，会议视频，以及自办节目的内容的定时自动视频录像，并通过对已录制视频的导入，在系统中进行视频点播观看，大大的丰富了监狱教育内容来源，同时在时间上也更为灵活，使得在电视节目播放期间不能观看的服刑人员，可以在其他空余时间类观看这些内容。
视频录制设置
电教系统视频录制
全面教育
全面教育模块，实现监狱对服刑人员再教育的目的，提供视频 图文的教学内容，包括基础教育、思想教育、心理教育、法制宣传教育和劳动技能等多种类型教育，方便服刑人员随时学习。所有视频和图文内容可以通过系统后台管理系统来进行上传，增加/删除/编辑，以及发布。发布后在终端页面上的具体页面效果如下：
看守所电视教育系统全面教育
监狱新闻
监狱数字电视教育系统为监狱提供了监狱新闻功能，可以通过视频或图文的方式，发布新闻，给服刑人员观看。结合终端管理，不同的终端类似可以看到不同的视频图文信息内容。在视频图文发布方面，视频图文的增加/删除/编辑都可以通过后台配置管理系统来进行控制和管理。发布后，这些视频图文内容将在前台EPG页面上进行展示。
监狱新闻预览
监狱新闻详情
滚动文字
管理员通过后台配置管理系统，可以向终端发送滚动文字（跑马灯）信息，信息内容可以编辑，发布时间可以设置。可以根据终端分组发送，也可以单个终端发送，操作简单便捷。例如，开会之前，使用滚动文字，提示服刑人员，“监狱第一监区召开深入学习实践学习发展观动员大会”。如下图所示：
滚动字幕
终端观看内容权限管理
根据监狱方的业务需求，对于不同类型的服刑人员，打开电视时，可以看到不同的内容，内容可以包括直播电视、视频，图文等。比如有些电视频道和影片是给部分服刑人员观看的，要求其他服刑人员不能观看，终端管理即可达到这样的功能。不同的终端，开机后，观看到不同的内容。方便监狱方管理，管理页面如下图所示：
监狱数字电视教育系统终端管理
选择“设定权限”，即可设置监区的电视观看内容，进入如下界面：打钩的信息，监区可以看到，操作非常简单、便捷。
监狱数字电视教育系统终端管理
如按上图设置权限，则用户在开机进入视频点播页面时，只能看到纪录片分类，其他分类是不可见的。
设置单个分类信息的用户画面
拥有所有权限的用户，开机后的画面包括所有的分类信息，如下所示：
设置所有分类信息的用户画面
管理员权限管理
系统高级管理员，可以设置其他用户的权限：在用户管理页面选择设置权限，
用户列表
进入权限设置页面：设置用户可以管理的监区
用户权限设置
设置完成后提交信息。
监区管理员登陆系统，只能控制拥有权限的监区的终端，可以进行强制插播操作和发布滚动文字。超级管理员可以控制所有监区。如下图所示：各监区管理员只能控制所对应监区的终端。
监狱数字电视教育系统终端权限管理
强制插播再教育和播放日志
强制插播再教育功能，即管理员通过后台的管理平台，可以强制控制终端播放特定的教育影片和直播频道，保障对服刑人员的再教育。强制插播过程中，终端不接收遥控器的控制（即遥控器失灵），所以可以强制观看教育影片。
比如设置在晚上7点开始看新闻联播，则直播电视插播如下所示：
强制插播设置页面
系统对终端提供分组功能，使用强制插播功能时，可以按组操作，也可以操作单个终端，方便快捷。可以查看插播状态，后台终端管理界面如下：
监狱数字电视教育系统后台终端状态
可以查看插播以及其他内容播放的日志信息：
监狱数字电视教育系统后台终端日志
法律法规和电子书
该模块支持纯文字方式的内容介绍，包括法律法规、电子图书等等。监狱方可以组织服刑人员统一学习，不需要每个人都发教材，统一学习步骤和进度，管理方便。
数字电视教育系统法律法规
文学长廊，可以导入一些电子书，比如四大名著、国外名著等等。供服刑人员随时欣赏，提高文学修养。
电子书展示如下图：
监狱数字电视教育系统文学长廊
电教系统清单
- 流媒体服务器（点、直播）
E5-2620 2.0GHz/内存64G/硬盘1T*3/H710/DVD/750W单电/静态导轨
- 管理电脑
I5 4G 500G DVD 19.5寸显示器
- 流媒体智能平台软件2.0
流媒体点直播服务器核心软件：
包含点播服务、直播服务、看守所信息、中英双语、后台对应基础业务
业务服务器管理软件：
管理员管理、影片目录管理、影片管理、磁盘存储影片信息、看守所信息管理、直播频道管理、主控服务器管理，另含一套EPG页面
功能模块：
①滚动字幕模块：在电视屏幕显示广告、通知等滚动字幕信息，管理员通过后台配置管理系统，可以向终端发送滚动文字（跑马灯）信息，信息内容可以编辑，发布时间可以设置。可以根据终端分组发送，也可以单个终端发送；
②开机页面定制，首页面模块数量及布局完全按照看守所方要求自由设计，首页可放多张看守所图片或是宣传视频；
③三级管理功能-房间管理：针对看守所不同的管理员的不同角色提供不同的权限，不同狱区的管理员可以且只可以管理本狱区的终端电视用户。
④终端观看内容权限管理：系统可设置多套页面，根据服刑人员的类型可以分类或分区域的管理终端，使得不同的终端可以观看不同的信息内容。各个监区干警可以跟进犯人表现任意控制所在监区终端直播频道数量。
⑤点播统计查询功能：管理员可以查看终端的播放日志，方便监控终端状态。
⑥电视频道录制功能：系统支持对电视频道节目，会议视频，以及自办节目的内容的定时自动视频录像，并通过对已录制视频的导入，在系统中成为可供点播的视频随时观看
⑦视频定时强制插播：看守所管理人员可以强制控制服刑人员的电视终端播放特定的教育视频。可定时强制插播1个或多个节目。既可以视频定时强制插播：在规定的时间（可做到提前设定时间点，系统到点自动执行强制插播，也可设定每天固定时间点进行强制插播某一电视频道节目，如每天晚上7:00-7:30分，所有终端强制看新闻联播，遥控器在该时段失灵，不能控制电视频道），控制终端观看特定的教育影片和直播频道，由后台系统统一管理。
- 标清直播编码器
支持1/4/8路直播编码，先进的视频预处理算法音频编码支持MPEG1 Audio Layer 2
支持MPEG1 Layer 2(HE_AAC(v2) 和LC-AAC可选)音频编码；HE_AAC(v2) 和LC-AAC音频编码需硬件支持
支持HDMI数字视频输入
支持PAL、NTSC标清视频格式
支持高清720P，1080P视频格式
支持IP输出TS，支持UDP协议，支持单播及多播
支持网络管理(NMS/SNMP) 3211HD
- 高清IP机顶盒
处理器：ARM Cortex-A9，1.6GHz双核；
内存：1GB，DDR3；
闪存：4GB NAND Flash；
操作系统：Android 4.2；
视频接口：HDMI,CVBS复合视频；音频接口：左右立体声，SPDIF数字光纤；
其他接口：3*USB2.0数据接口，MMC/SD二合一读卡器；
视频播放：AVI,TS,TP,TRP,VOB,MKV,MP4,MOV,ISO,WMV,ASF,FLV,RM/RMVB,DAT,MPG, MPEG,SWF
内含多媒体播放器软件及专利软件使用许可（主要含杜比音效Dolby Digital AC-3，数字影院系统DTS等专利正版使用License
