中央控制系統下的網絡多媒體教室設計應用

趙凡

（寶雞文理學院陜西寶雞721013）

隨著計算機技術的發展，多媒體集中控制受到重視，現代化教育發展中，現代化技術開始以多媒體教學為中心，如何實現過媒體教室的網絡和和智能化管理成為研究熱點。在文章研究分析中以某高校多媒體教室設計為研究對象，研究教室網絡智能化中央控制系統的設計與建設，為過媒體教室管理提供參考。

1 多媒體教室控制模式現狀

從多媒體集中控制模式角度進行分析，國內所采用的比較有名的控制模式基本來自國外系統，國內多媒體集中控制系統也經歷了多個發展階段。總體而言，第一階段利用單機版模式進行模擬，第二代則引入了數字化技術，隨著計算機技術的使用，現在開始利用網絡版多媒體集中控制系統。第一代集中控制系統僅僅是一種教學輔助軟件，并不能滿足多功能教學的需求。第二代控制系統采用了PC/NC+中控網絡控制模式，鞥能夠解決教室多、設備多的問題，但是采用的是開環控制模式，僅僅是一種單項傳遞，治愈命令執行情況沒有辦法確認，也無法實現多媒體設備的及時檢測。第三代集控系統則是采用了閉環控制模式，增加了信息反饋功能，也能夠有效處理故障反饋，避免教學故障，但是在網絡控制功能和智能化方面還存在不足。

2 系統設計

2.1 系統設計需求分析

系統設計中要求實現本地/遠程VGA、Vedio信號切換，投影機電源和影響點阿云設備的基本概念控制，實現鋼制講臺、投影機等設備的散熱保護，能夠遠程監控教室工作狀態，能夠根據實際需求制定課表，自動導入課表，能夠按照實際情況定時開關機。系統要求能夠實現定時管理，用戶可以根據自己的需求設置設備定時使用管理，能夠統計并分析日志，系統要求實現權限管理，能夠集中監看單面或多畫面，能夠自動或者手動巡視，能夠實施查看單個或者多個教師端。

2.2 系統設計思路

為滿足功能需求，考慮網絡化和實用性，要求系統設計中能夠滿足軟硬件需求，能夠快速查詢數據，并方便教學活動。系統設計中不搭設專線，利用現有的校園網，節省資金，方便后期多媒體教室規模的擴發，也能夠滿足多校區模式的需求。采用分布式集中化系統設計，不依賴于中心服務器，能夠在網絡出現故障時獨立使用，不受到管理教室數量的限制，不存在一個服務器多個終端的問題。采用主輔分離式設計模式，教室保障輔助系統和教學系統均采用獨立的分離式設計方式，保證管理人員溝通的及時性，最快解決出現的問題。多媒體課件保存時采用現金的記錄合適，符合國家標準CSF標準，方便課件后期編輯處理。

多媒體教室網絡中央控制系統設計中，需要遵循前瞻性原則、經濟性原則、可靠性原則、簡便性原則等。中央控制系統設計中，系統規劃、施工等都需要遵循前瞻性，保證系統設計技術指標的下進行，延長系統的使用壽命，保證系統兼容性好。系統設計中需啊喲遵循經濟型原則，充分考慮性價比和管理需求，針對需要解決的問題進行設計。系統可靠性是保證系統正常運動的基礎，因此需要對數據進行加密和處理，保證系統每周七天能夠持續16小時無故障運行。系統設計中需要從教學實際需求出發，方便教師的維護，前端設備參數也需要注意備份，操作界面要求設計簡單，避免出現誤操作。系統設計中需要遵循可擴展性，滿足當前教育教學需求，采用模塊化設計，代替同類產品。

2.3 中央控制系統的設計流程和步驟

2.3.1 整體設計目標和目的

網絡多媒體教室中央控制系統設計步驟和詳細內容：包括了數字監控系統、多媒體錄播系統、多媒體教師控制系統等，各系統和組織單元的結構和分析圖示中，以網絡多媒體為媒介，以基礎課程教學為藍本，以著眼于教學理論研究為策略更新，以堅持“以學生為為主體，以實踐為目的”的經世致用教學為理論研究出發點。該體系設計流程以多媒體工具為主要教學工具和手段，以豐富化和富有實戰練習精神的計算機語言特色和環境，見證該課程的獨特魅力。整個網絡信息平臺教學結構的搭建，圍繞機房展開，并就實訓報告冊和實訓課程的全方位開展，確保網絡實訓平臺和教學互動的完美契合。

2.3.2 系統設計圖示和方法

終端系統是多媒體教師系統腳骨，每個過媒體教師需要配備中央控制器、過媒體設備、投影機等，通過中央控制器端口；連接中央控制器，共同形成終端設備。如圖1所示。

圖1 多媒體設備中央控制器及受控設備

系統設計總控制室管理端電腦一方面通過校園網將控制指令傳送到教師中央控制模塊，再通過TCP/IP協議包轉成中央控制主機能夠識別的RS232串口指令，最后完成中央控制系統設備的控制。在網絡模塊設計中還要求能夠得到檢測數據，管理端電腦發出指令后，數據轉送內管理端，實現數據的使用。

多媒體教室網絡中央控制系統設計中主要包括校園網絡、單個多媒體教室設備、主控室設備部分，外部視頻設備由多媒體教室設備控制實現，同時安裝教室控制器和網絡中央控制系統。在控制面板上，控制器的工鞥呢非常強大，能夠集中控制多種設備的操作，操作者可以方便切換設備控制和信號，操作簡單。

圖2 控制面板示意圖

2.4 設計應用解析

本地控制系統實現多媒體的使用問題，但是遠程管理問題還需要通過網絡控制實現。在系統設計中，中央控制器要求具有很高的遠程管理功能，能夠通過控制終端管理平臺實現遠程控制，也能夠解放管理人員操作，降低工作難度。中央控制系統中采用最為先進的網絡技術，結合TCP/IP協議實現網絡控制。網管平臺發送網絡控制指令，封裝成為標準協議包，通過校園網將這些信息發送到中央控制器。系統設計中由于以校園網為平臺進行設計，因此與位置無關，控制制定達到節點后，中央控制器能夠直接執行，實現遠程控制。整個控制系統結構見表1。

表1 系統結構表

2.5 子系統的設計

電子講臺門徑系統采用射頻感應IC，持卡人只能夠通過卡片進入，信息通過射頻讀卡器進行設計，將信息傳送到門禁控制系統。主機能夠自動識別身份，如果持卡人沒有權限，電子講臺門鎖沒有任何動作。為方面教師施工人員與管理人員的溝通，提出基于校園網的IP對講策略。在總控制室設置對講系統服務器，安裝服務軟件，安裝一臺網絡對話機。網絡中央控制系統的音頻模塊能夠實現與多媒體的溝通，在課堂上，認可一個多媒體教室均能夠與中央控制室直接連接，在使用時出現問題后能夠及時與中央控制室溝通，不需要設置通話功能。

數字監控系統能夠實施查看多媒體教師情景，并實現對教師端的遠程監控，及時查看教學活動。考慮到當前教學手段技術的先進和教學資源的豐富，擬采用全數字監控設計辦法。系統設計中前端信號采集系統設備采用視頻編碼器，實現信息采集、傳輸和管理。工作站內置圖像壓縮卡可以高效傳輸圖像。利用該系統讀取硬盤歷史資料，采用壓縮技術，網絡傳輸寬帶10 k～1 M。總控制站能夠實施監控，顯示16路監控前端任意此埃及工作站，可以控制前端云臺和鏡頭，實現分層次管理，并對用戶權限進行分級。在每個教師設置監控點，在多媒體教室監控點能夠直接連接服務器，服務器能夠轉換數字信號，將信息傳輸給中央控制室。系統同報警設備連接，接到報警信號，能夠直接彈出報警區域的圖像。整個監控系統利用TCP/IP實現信息交換，系統主干實現1000N互聯網，保證系統信息交換。如圖3所示。

圖3 多媒體課堂控制流程圖

多媒體錄播教學系統設計中增加主播系統和錄制系統，在中央控制遠程錄制上未得到實時數據，設置了視頻采集器，并且采集到的信號能夠直接在采集器上反應出來。在中央控制遠程錄制機上安裝課件，捕捉音視頻信息，壓縮后，生成流媒體文件，實現教學活動與課件的同步錄制。

課堂直播系統設計中通過IP網絡直播課堂內容，包括計算機屏幕、屏幕內容等，接收端通過瀏覽器就能夠接收到信息。直播系統設計中給教師進行授課，WISE e-TC教師端捕捉屏幕內容，另一臺計算機運行Composer軟件實施此埃及教師視頻音頻信號。

3 系統測試

對系統進行測試，控制中心遠程監控系統能夠清洗顯示多媒體教師使用情況，網絡控制器能夠查看過媒體設備應用情況。多媒體視頻此埃及模塊在中央控制系統設置模塊，能夠將模擬信號轉換為數字信號，實現可視化管理，管理端能夠查看教師實時視頻。教師在錄制精品課時操作簡單，通過課件索引管理功能就能夠生成索引。多媒體教學資源能夠實現課件在線點播，網絡數字監控管理中，通過校園網絡能夠直接查看教師的情形，通過集中監控系統軟件能夠切管各個教師的場景。總控制和各教學多媒體教師IP對講設置測試顯示，控制中心接收信號后能夠直接與遠端教師對話，方便與管理人員溝通。多媒體講臺IC卡能夠設置智能鑰匙，教師上課時通過IC卡可以打開多媒體教師電子鎖，測試結果顯示IC卡只有正確使用才能夠通過開鎖，在IC卡設置中，記錄了教師類型信息，能夠生成教師開鎖時間權限。系統測試結果顯示，對于網絡速度要求不高，系統能夠監測提供實時視頻，為監控提供視頻資源，系統的設計的功能基本滿足了需求，如圖4所示。

圖4 多媒體課堂測試系統圖

4 結束語

文中利用中央控制系統設計網絡多媒體教師控制系統，形成一個具有遠程控制的系統，解決多媒體教室多電教人員少的矛盾。文章建立在嵌入式架構平臺基礎上，結合中央集中控制系統功能需求進行設計，系統設計涵蓋了數字監控系統、多媒體教室控制系統、錄播系統，系統測試線系統達到了預期的效果。在后期系統改進中，還需啊喲對舊的多媒體教室進行改在，將其納入到中央控制系統中，同時需要強化安全措施，提高系統安全性。