山東省農(nóng)民遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)的構(gòu)建思路與功能設(shè)計(jì)

孔慶富等

摘要：介紹了山東省農(nóng)民遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)的構(gòu)建思路，主要從設(shè)計(jì)原則、系統(tǒng)架構(gòu)、功能設(shè)計(jì)、各子系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)等方面進(jìn)行了詳細(xì)介紹，最后對(duì)山東省農(nóng)民遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)的應(yīng)用前景進(jìn)行了預(yù)測(cè)。

關(guān)鍵詞：視頻直播；點(diǎn)播；視頻交互；流媒體；遠(yuǎn)程培訓(xùn)

中圖分類號(hào)：F303.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A文章編號(hào)：1001-4942（2013）07-0019-05

隨著通信技術(shù)的飛速發(fā)展，寬帶網(wǎng)絡(luò)已接入到千家萬(wàn)戶，特別是視頻編碼技術(shù)的不斷發(fā)展以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日益成熟，為我們利用農(nóng)業(yè)信息技術(shù)開(kāi)展農(nóng)村遠(yuǎn)程教育工作提供了良好的環(huán)境條件^[1]。此外，強(qiáng)大的農(nóng)業(yè)專家隊(duì)伍和相應(yīng)的知識(shí)儲(chǔ)備、農(nóng)業(yè)科技成果，為農(nóng)村遠(yuǎn)程教育的開(kāi)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

山東省委、省政府一直非常重視農(nóng)業(yè)信息化工作，1996年成立了以分管省長(zhǎng)為組長(zhǎng)的省信息化領(lǐng)導(dǎo)小組，先后制定出臺(tái)了一系列優(yōu)惠政策和措施支持農(nóng)業(yè)信息服務(wù)業(yè)的發(fā)展，通過(guò)實(shí)施“山東省萬(wàn)千農(nóng)民上網(wǎng)致富”工程，擴(kuò)大了農(nóng)業(yè)信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)在鄉(xiāng)鎮(zhèn)、涉農(nóng)企業(yè)和行政村的覆蓋面。2010年4月，山東省被確定為全國(guó)第一個(gè)“國(guó)家農(nóng)村農(nóng)業(yè)信息化示范省”試點(diǎn)省份。“十二五”伊始，科技部針對(duì)國(guó)家農(nóng)村農(nóng)業(yè)信息化示范省建設(shè)，組裝了“農(nóng)村農(nóng)業(yè)信息化關(guān)鍵技術(shù)集成與示范”項(xiàng)目，山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院承擔(dān)子項(xiàng)目“農(nóng)村農(nóng)業(yè)信息技術(shù)綜合示范”的研究工作。山東省農(nóng)科院科技信息工程技術(shù)研究中心憑借多年來(lái)在農(nóng)業(yè)信息化方面的技術(shù)積累，經(jīng)過(guò)大量的調(diào)研和分析，提出了建立山東省農(nóng)民遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)的構(gòu)想，系統(tǒng)將依托山東省農(nóng)村農(nóng)業(yè)綜合信息服務(wù)平臺(tái)，通過(guò)基層站點(diǎn)，利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和多媒體技術(shù)，以網(wǎng)絡(luò)為載體，以文本、圖片、視頻等形式，就農(nóng)民關(guān)心的新技術(shù)、新政策，提供農(nóng)業(yè)科技、政策法規(guī)等相關(guān)知識(shí)培訓(xùn)。這一培訓(xùn)形式，將克服地理區(qū)域和時(shí)間上的限制，使廣大農(nóng)戶能夠隨時(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)農(nóng)業(yè)知識(shí)^[2]，解決生產(chǎn)難題。

1設(shè)計(jì)原則

為了滿足全省農(nóng)民遠(yuǎn)程教育的需要，系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)原則是：交互性、開(kāi)放性、可擴(kuò)展性、安全性和易用性等。基于上述原則，對(duì)系統(tǒng)的總體要求是：界面友好、操作簡(jiǎn)便、穩(wěn)定可靠；具備完善的網(wǎng)絡(luò)管理功能；具備用戶管理功能；便于維護(hù)，具有較好的安全性和靈活的擴(kuò)展能力。

系統(tǒng)應(yīng)具有統(tǒng)一的業(yè)務(wù)引擎，整合高度集成的專業(yè)化配套設(shè)備，內(nèi)容發(fā)布和管理均可遠(yuǎn)程操作、維護(hù)。整個(gè)系統(tǒng)將采用模塊化設(shè)計(jì)，能夠根據(jù)實(shí)際需要，分開(kāi)采購(gòu)、靈活擴(kuò)展、平滑升級(jí)。系統(tǒng)要符合計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多媒體技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，以網(wǎng)絡(luò)視頻直播和點(diǎn)播為基礎(chǔ)，突出網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)馁|(zhì)量和穩(wěn)定性。

既可以滿足局域網(wǎng)，也可以滿足互聯(lián)網(wǎng)；既能支持主流媒體文件格式的點(diǎn)播，也能支持主流文檔格式的點(diǎn)播；既能自成體系、獨(dú)立應(yīng)用，也能提供各種接口，輕松融入現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺(tái)、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)以及網(wǎng)站之中，具有良好的延展性和易用性^[3]。

2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)有多樣的形態(tài)和模型類型，對(duì)應(yīng)有不同的功能和特點(diǎn)^[4]。設(shè)計(jì)適合農(nóng)民的遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)，就要認(rèn)清農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的特點(diǎn)和農(nóng)民的自身情況，做到量體裁衣。本系統(tǒng)將采用客戶機(jī)/服務(wù)器模式，使客戶端具有較好的穩(wěn)定性和易操作性（見(jiàn)圖1）。

3系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

農(nóng)民遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)將包括前臺(tái)展示子系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)和后臺(tái)管理子系統(tǒng)三個(gè)功能模塊，可實(shí)現(xiàn)課件教學(xué)、視頻直播、視頻點(diǎn)播和視頻交互等功能。系統(tǒng)建成后，將依托山東省農(nóng)村農(nóng)業(yè)綜合信息服務(wù)平臺(tái)，在平臺(tái)門戶網(wǎng)站“齊魯三農(nóng)網(wǎng)”上開(kāi)辟視頻專網(wǎng)，農(nóng)民可以借助接入互聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)，通過(guò)點(diǎn)播功能，訪問(wèn)農(nóng)業(yè)多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的視頻、圖片、文字等資源。另外，系統(tǒng)還將開(kāi)設(shè)網(wǎng)絡(luò)直播、視頻交互、視頻診斷、遠(yuǎn)程授課等功能窗口，農(nóng)民可以根據(jù)需要選擇相應(yīng)的服務(wù)。系統(tǒng)的研建，將為提升服務(wù)“三農(nóng)”水平，加速社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)，搭建起一條直通基層農(nóng)民的快車道。

3.1前臺(tái)展示子系統(tǒng)

主要是將在“齊魯三農(nóng)網(wǎng)”上開(kāi)辟農(nóng)民遠(yuǎn)程教育專網(wǎng)，所設(shè)欄目主要有最新農(nóng)業(yè)政策、農(nóng)業(yè)科技動(dòng)態(tài)、農(nóng)業(yè)科技專題、專家在線、新品種介紹、成果示范、新農(nóng)村建設(shè)、企業(yè)在線等。

系統(tǒng)的核心部分是視頻應(yīng)用部分，將基于Windows Media/Helix System等先進(jìn)流媒體技術(shù)，支持高質(zhì)量視頻，支持大規(guī)模并發(fā)流的網(wǎng)絡(luò)直播、錄播上傳等應(yīng)用，主要包括音視頻信號(hào)采集、壓縮編碼轉(zhuǎn)換、視音頻存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)直播、節(jié)目點(diǎn)播等功能模塊。

3.1.1網(wǎng)絡(luò)直播系統(tǒng)（見(jiàn)圖2）系統(tǒng)建成后，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)壓縮，編碼支持多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，以適應(yīng)不同帶寬，而且直播的同時(shí)可以錄制，并存儲(chǔ)到多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)中，供點(diǎn)播系統(tǒng)使用；為了適應(yīng)農(nóng)村復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，網(wǎng)絡(luò)直播系統(tǒng)還可以依據(jù)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)情況，智能協(xié)商網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議，支持直播流轉(zhuǎn)發(fā)，并針對(duì)不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境自動(dòng)進(jìn)行最低限度緩沖^[5]，以保證最終用戶音視頻的連貫與穩(wěn)定，極大地提高網(wǎng)絡(luò)利用率。

在直播內(nèi)容上，將充分利用山東省農(nóng)科院農(nóng)業(yè)專家團(tuán)隊(duì)強(qiáng)大的知識(shí)優(yōu)勢(shì)，定時(shí)邀請(qǐng)專家在演播室現(xiàn)場(chǎng)授課，授課內(nèi)容提前以節(jié)目預(yù)告的形式發(fā)布，農(nóng)戶可根據(jù)需要通過(guò)專家在線欄目進(jìn)行選擇收看。

3.1.2視頻交互系統(tǒng)用戶桌面將可以同時(shí)顯示八路視頻，并可以根據(jù)自己的需要隨時(shí)對(duì)所顯示的界面進(jìn)行切換；可根據(jù)用戶授權(quán)進(jìn)行分組，并擁有不同的權(quán)限。在進(jìn)行交流時(shí)，專家界面設(shè)有提問(wèn)狀態(tài)顯示框，農(nóng)戶遇到問(wèn)題可以提問(wèn)，在專家允許后可以發(fā)言，與專家進(jìn)行交流。專家講課的同時(shí)，還可實(shí)現(xiàn)一對(duì)一、一對(duì)多的音視頻和文件共享、課件展示、屏幕共享、電子白板、遠(yuǎn)程協(xié)助等功能，在最大程度上滿足農(nóng)戶的需要。在整個(gè)交互過(guò)程中可自動(dòng)處理用戶的加入和退出，為用戶靈活地參加視頻交互提供方便。交互系統(tǒng)同樣可以將音視頻信息通過(guò)系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄，供資料存檔和以后點(diǎn)播使用。系統(tǒng)將可以通過(guò)基層站點(diǎn)的客戶端，開(kāi)展遠(yuǎn)程視頻診斷。能夠以高清晰度顯示內(nèi)容，幫助專家異地診斷動(dòng)植物的病蟲(chóng)害等，及時(shí)地解決農(nóng)戶遇到的技術(shù)難題，指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

3.1.3節(jié)目點(diǎn)播系統(tǒng)（見(jiàn)圖3）點(diǎn)播系統(tǒng)的核心由視頻點(diǎn)播服務(wù)器和點(diǎn)播軟件組成，基本功能應(yīng)包括節(jié)目點(diǎn)播、節(jié)目廣播、實(shí)時(shí)監(jiān)控、節(jié)目管理以及系統(tǒng)工具等。

系統(tǒng)建成后可同時(shí)支持500個(gè)并發(fā)流用戶對(duì)音視頻節(jié)目的點(diǎn)播需求。可支持多種主流媒體文件點(diǎn)播，采用靜態(tài)頁(yè)面緩存、內(nèi)存鏡像緩存、數(shù)據(jù)庫(kù)連接緩存，支持動(dòng)態(tài)訪問(wèn)與靜態(tài)訪問(wèn)兩種模式；支持用戶分組，可對(duì)用戶組進(jìn)行節(jié)目的點(diǎn)播權(quán)限設(shè)置；系統(tǒng)將提供詳細(xì)的用戶點(diǎn)播記錄，可以記錄用戶的點(diǎn)播起始時(shí)間、流量、時(shí)長(zhǎng)等；能提供視頻下載、視頻推薦、公告發(fā)布、點(diǎn)播排行榜和關(guān)鍵字搜索等功能；遠(yuǎn)程用戶可在獲得授權(quán)后上傳節(jié)目；客戶端將采用瀏覽器形式，支持彈出播放器和IE嵌入式兩種點(diǎn)播方式，農(nóng)戶可按需要進(jìn)行農(nóng)業(yè)節(jié)目的點(diǎn)播。

點(diǎn)播欄目主要包括品種介紹、種植技術(shù)、養(yǎng)殖技術(shù)、動(dòng)植物保護(hù)、農(nóng)產(chǎn)品加工、農(nóng)業(yè)信息咨詢等內(nèi)容，并可根據(jù)需要隨時(shí)增加新欄目，真正為農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和農(nóng)民發(fā)家致富提供及時(shí)可靠的實(shí)用技術(shù)。

3.2農(nóng)業(yè)多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)

隨著農(nóng)業(yè)的信息化程度不斷提高，農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)也逐步數(shù)字化^[6]。單純的文字和圖片已經(jīng)不能滿足農(nóng)民的需求，因此，我們將利用山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院的專家和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，通過(guò)搜集、制作、整合各種農(nóng)業(yè)科技視頻資源，依據(jù)研究確立的不同多媒體信息處理規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過(guò)錄入整理，最終建成山東省農(nóng)業(yè)多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)。要對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行詳細(xì)分類，內(nèi)容將涵蓋農(nóng)林牧漁等多個(gè)領(lǐng)域。

采用先進(jìn)的數(shù)據(jù)庫(kù)優(yōu)化技術(shù)，努力提高多媒體數(shù)據(jù)的訪問(wèn)速度^[7]，及時(shí)將農(nóng)業(yè)信息、農(nóng)業(yè)技術(shù)傳播到基層服務(wù)站、涉農(nóng)組織、農(nóng)業(yè)協(xié)會(huì)、科技示范園區(qū)以及農(nóng)戶手里，然后通過(guò)有效地利用形成智慧，最終服務(wù)于“三農(nóng)”^[8]。數(shù)據(jù)庫(kù)將有專人維護(hù)，定時(shí)更新，保證視頻資料的及時(shí)性和有效性，并為視頻的點(diǎn)播服務(wù)提供充足的素材。流程見(jiàn)圖4。

3.3后臺(tái)管理子系統(tǒng)

完成的后臺(tái)管理子系統(tǒng)主要包括新聞審核及發(fā)布，圖片、視頻等資料上傳，自動(dòng)更新，資料采集，用戶審核管理，數(shù)據(jù)庫(kù)管理，下載管理，信息編輯修改等功能（見(jiàn)圖5）。系統(tǒng)將采用成熟的網(wǎng)站后臺(tái)管理軟件實(shí)現(xiàn)，具有簡(jiǎn)單易用、功能強(qiáng)大、擴(kuò)展性好、安全性高、穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。

為保證發(fā)布信息的準(zhǔn)確性和權(quán)威性，對(duì)發(fā)布的工作流程和權(quán)限將進(jìn)行嚴(yán)格控制；支持多格式視音頻節(jié)目以及流媒體文件的發(fā)布和自動(dòng)排版；提供強(qiáng)大的檢索和統(tǒng)計(jì)功能；可以完成視音頻信息的采集、整理、分類、審核、發(fā)布等功能；具有視音頻信息、欄目、頻道的添加、修改、刪除等功能，也可輕松實(shí)現(xiàn)整體結(jié)構(gòu)的設(shè)置與修改^[9]；支持多用戶管理與操作；管理農(nóng)業(yè)多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)；查看、修改、刪除會(huì)員及其資料，鎖定解鎖功能，管理信息反饋，并可給會(huì)員發(fā)信。

4結(jié)束語(yǔ)

山東省農(nóng)民遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)建成投入運(yùn)行后，將幫助農(nóng)戶搭建起生動(dòng)、鮮活的在線網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)，幫助農(nóng)戶輕松聽(tīng)取專家異地授課，不管是在家中還是田間地頭都能與專家進(jìn)行“面對(duì)面”地對(duì)話交流，以及在線視頻診斷和節(jié)目點(diǎn)播等，農(nóng)民足不出戶就能學(xué)習(xí)農(nóng)業(yè)科技知識(shí)，解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中遇到的實(shí)際問(wèn)題，給農(nóng)民從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活學(xué)習(xí)帶來(lái)極大的便利，這必將對(duì)農(nóng)民科技素質(zhì)和收入水平的提高以及推動(dòng)社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)起到更大的促進(jìn)作用。

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