以投影機為中心的網絡控制多媒體教室建設方案研究

王永斌　張波

摘要 從充分利用投影機的功能角度，研究以投影機為中心的多媒體教室建設方案，實現以較低的成本建設多媒體教室、減少易故障設備以提高可靠性、實現網絡集控以降低維護難度。

關鍵詞 投影機；多媒體教室；網絡控制

中圖分類號：G717 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2016）08-0028-03

近年來，隨著信息技術和現代化教育裝備的迅猛發展，信息化手段在教育教學中的應用迅速普及。作為學校集中教育形式下重要的教學場地，多媒體教室已經成為承載學校信息化教學手段的最主要載體之一。而作為實現能滿足教室大屏幕顯示性價比最高的顯示設備，投影機是目前多媒體教室建設中最常使用的設備之一。本文從改善多媒體教室性能，簡化多媒體教室設備并節省建設投入的目的出發，研究以投影機為中心的多媒體教室建設方案。

1 多媒體教室的現狀分析

常用的多媒體教室建設方案 目前，多媒體教室建設所采用的方案主要可以分成三類。

1）簡單多媒體教室。這類多媒體教室僅在教室中安裝所需的各種設備，使用時直接進行線路連接，設備采用手動開關和控制。一般設備較少，管理簡單，故障率不高，但管理效率較低，不適合成批次的多媒體教室建設使用。

2）中控多媒體教室。這類教室以多媒體中央控制器（簡稱中控）為教室中心設備，其他設備圍繞中控安裝，通過中控實現設備的開關控制，操作簡單，管理較為方便，適合于批量建設多媒體教室。

3）網絡型多媒體教室。這類教室以網絡集控設備為基礎，可以實現主控室對教室終端的監控，操作簡單，管理效率較高，建設成本較高。

此外，隨著混合教學法逐漸被國內教育從業人員接受，多媒體教室建設也體現出更多的發展方向，如與教學資源平臺和錄播系統結合等。

多媒體教室建設中存在的問題 多媒體教室是一個多系統集成的教學環境，包括計算機系統、投影系統、音響系統、展示系統、控制系統和其他設備。由于設備種類多，更新速度快，使用頻率高，在使用和管理中不斷暴露出各種問題，如管理難度大、后期維護困難等。在這其中，設備故障是造成問題的最主要原因。

1）市場上的中控設備（含網絡集控系統教室端設備）質量良莠不齊，而由于采購制度的制約，降低生產成本、壓低產品價格是市場的主流，這就造成設備質量和運行穩定性的降低，即使是業內知名企業生產的設備，在高頻率使用的情況下也極易出現故障。

2）低價位投影機性能參數虛標嚴重，無法很好地滿足教學的實際需要，且在教學使用中故障率高；高價位投影機性能能夠滿足使用要求，但使用中受制于多媒體教室建設方案，其高級功能往往被束之高閣，造成設備功能的嚴重浪費。

3）采用中控對多媒體教室設備進行控制雖然是當前最主流的方式，但在實際使用中仍存在一些問題，主要包括：由于使用頻率高，中控按鈕按鍵損壞消耗較明顯；硬件初裝和后期維護成本較高；由于受到網絡等相關條件影響，導致控制失效；等等。雖然在各種解決方案中都宣稱其系統的可靠性、穩定性、耐用性，但現實應用中這些問題仍不時出現，且在問題出現時往往表現出排查困難、解決困難的特點，在一些極端情況下甚至會涉及校園網絡的整體協調。

以上問題的存在，一方面造成設備功能的閑置浪費和功能上的重復投資，另一方面也導致多媒體教室在使用中出現故障的概率增加，影響教學活動的正常開展。2以投影機為中心的網絡控制多媒體教室

從目前教育裝備市場的情況來看，要滿足一般規模的教室內集中教學使用需求，實現100時以上大屏顯示，投影機無疑是性價比最高的解決方案。因此，投影機可以說是目前多媒體教室建設中的標配設備，投影機在整個多媒體教室中的重要性不言而喻。

主流教育投影機的功能分析 就目前主流教育投影機產品而言，雖然在具體的設計和性能參數上存在巨大的差異，但所有一線品牌產品都具備投影顯示、多輸入控制、聲音控制或轉接的功能，而由于產業的主導地位，能夠兼容由日本商務機器和信息系統行業協會（JBMIA）制定的PJLink Class 1標準協議的投影機在市場上占有絕大多數，這些投影機都可以實現通過PJLink命令對投影機進行網絡控制。

1）使用多輸入控制功能實現視頻源設備的集中輸出。以市場上非常具有代表性的愛普生EB-1040XN為例，該投影機為用戶提供連接計算機的VGA接口、連接高清設備的HDMI接口、連接視頻設備的Video接口，可以同時實現兩臺計算機、一臺高清設備、一臺普通視頻設備的視頻接入，并可通過輸入選擇功能實現不同信號源之間的切換，完成顯示畫面的控制。同時，該投影機還提供與各組視頻信號對應的立體音頻信號輸入，完全能夠滿足多媒體教室環境下的多路音視頻信號源接入和信號源選擇要求。

2）使用音頻轉接和相關控制功能實現教室音響控制。投影機作為一種可獨立的顯示設備，絕大多數產品同時安裝有喇叭，用來播放聲音。當然，在多媒體教室內其喇叭的功率和效果肯定無法滿足需要。因此，投影機在接受音頻輸入的同時，都提供有音頻輸出的能力，其輸出的音頻信號會隨著信號源的切換而相應地變化。部分投影機還提供了聲音的音量控制等功能。在實際使用中，只需要將投影機的音頻輸出接入到教室內功率放大器的輸入端，就可以實現音頻切換器的功能。

3）使用PJLink網絡控制方式實現投影機網絡集控。由日本商務機器和信息系統行業協會（JBMIA）制定的PJLink Class 1標準協議，可以實現通過PJLink命令對投影機進行網絡控制，包括投影機的開關、信號源的切換、投影機狀態參數反饋等功能，均可通過PJLink網絡控制命令實現。在使用中，用戶僅需要為每臺投影機配置一個能夠訪問的IP地址，就可以通過該地址用瀏覽器或專用客戶端訪問投影機控制頁面并對投影機進行相應的控制。

以投影機為中心的多媒體教室建設方案設計 使用多輸入接口完成多媒體設備的連接，使用信號源切換功能實現音視頻信號源的切換管理，使用音頻輸入和選擇輸出實現音頻源與視頻源的切換和同步，通過PJLink網絡控制命令實現投影機的遠程控制和查看。可以說，通過充分發揮一臺愛普生EB一1040XN投影機的自身功能，已經可以實現多媒體中央控制器甚至是網絡集控性中央控制器的全部要求。

在以投影機為中心的多媒體教室建設方案中，與目前常見方案最大的不同，就是不再需要使用多媒體中央控制器實現教室控制，因此在施工中不再需要考慮圍繞中控進行教室的建設，則一個多媒體教室的設備主要包括：1）電源控制器；2）投影機；3）計算機、播放器、展臺等多媒體教學設備；4）聲音拾取、功率放大、音響等放音設備。

在線路布置上，所有輸入源設備的音視頻輸出全部連接到教室內的投影機，音響等需要的輸入信號從投影機的輸出端獲取。所使用線纜及連接件等與傳統的多媒體教室建設并無區別。

而在控制上，這種多媒體教室在接通電源后可以通過靈活的方式進行教室內設備的控制：1）通過教室計算機上編寫好的投影機控制程序，可以實現RS-232或PJLink命令控制；2）在集控室通過編寫好的集中管理網頁程序，點擊連接對應的教室進行控制；3）在集控室使用CrsetronRoomView等專用軟件進行控制。

在極端情況下（計算機故障、網絡故障等），教室內也僅需要使用投影機對應的遙控器就可以完成教室主要設備的控制。

以投影機為中心建設多媒體教室的優點 以投影機為中心的多媒體教室，在教室內的設備減少了多媒體中央控制器，在網絡集控環境下具有以下優點。

1）多媒體教室建設成本降低，設備品質可以進行提升。采用這種方式建設的多媒體教室，不需要額外采購視頻、音頻分配器或矩陣來進行信號源設備的連接，也不需要采購中控來進行設備開關和切換控制，自然節約了建設經費。在使用該方案建設的教室，只要為投影機提供可用的網絡連接和IP地址，就可以在遠端使用瀏覽器訪問并控制教室內的投影機和相關設備，可以在網絡集控系統上節省相當可觀的費用。

在經費一定的情況下，可以考慮適當提高投影機的技術參數和計算機的配置等關鍵設備性能，使教室的整體品質得到一定的提升。

2）有效提高設備功能利用率，控制更穩定。主流投影機產品在設計和生產中已經充分考慮了多路信號的輸入輸出及產品控制，在其接線面板上一般都會包括不少于兩組VGA輸入、一組VGA輸出、視頻輸入輸出、音頻輸入輸出、RS232控制口、狀態監控口，大多數標準化的產品還會配備用于網絡檢測盒調試的網絡接口。在采用多媒體體中控的教室中，投影機的數據輸入往往只采用了其中的一組VGA接口，而將其他的功能在中控上實現，這既是對投影機功能的浪費，部分功能更是存在重復實現的情況。而采用以投影機為中心的多媒體教室建設方案，投影機的接口得到充分利用。PJLink兼容投影機的網絡控制功能也可以得到有效利用，為用戶提供一種快捷、穩定、可靠的遠程控制功能。

3）顯著降低多媒體教室故障率，維護更簡單。在多媒體教室日常使用故障中，大部分是由于中控長時間使用后按鍵損壞、內部部件損壞、輸入輸出損壞等原因所造成。而投影機作為相對更加正規廠商的產品，可靠性更高。且在使用中并不會對投影機進行直接的接觸操作，采用吊裝方式的情況下連接線路也很少會被觸碰，這些都顯著降低了因硬件損壞或連接問題造成的故障。因此在實際使用中，這種方式建設的多媒體教室故障更少，維護起來也更加容易。

3 結語

綜上所述，隨著教育裝備技術水平的迅猛發展，以投影機為代表的多媒體設備所具備的功能日漸增強，過去一些必須借助其他工具才能實現的功能，已經逐漸成為這些設備的內化功能。在這樣的前提下，充分發揮這些設備的功能，用較低的成本實現原本需要不菲的開銷才能完成的諸如教室中控、網絡集控等功能已經成為可能。

本文所提出的“以投影機為中心的多媒體教室”正是在這樣的環境下能夠更好發揮設備本身功能，避免多媒體教室建設中在功能上重復投資和設備上使系統復雜化。雖然由于目前投影機網絡控制協議和軟件功能的原因，這種方式在網絡集控時對電源控制和與物聯網的協調還存在一定的缺陷，但不失為大多數應用環境下的一種有效建設方案。