多媒体网络控制系统的设计与实现

摘要：北京电子科技职业学院是现代化教学的代表和改革开发的先锋，现代化教学管理系统的建设在教学活动和网络时代信息教育中发挥积极的作用。该文首先对多媒体教室网络管理系统进行了描述，设计出适应学院教学的多媒体网络控制系统。系统从教学效益最大化的角度出发，为教室内实时多媒体教学提供极大的方便。

关键词：多媒体；网络控制；管理系统；现代化教学

中图分类号：TP37 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）15-3617-03

1 概述

先进综合的现代化教学环境是建设一流教学中心的重要标志。可以拓展学生知识面，培养创新精神，提高教学效率和教学效果，在最短的时间内，培养出高素质高质量的人才。先进的现代化教学环境同时也是展示教学实力的一个侧面，代表着现代化大学的整体形象。现代化教学管理系统的建设必将在教学活动和网络时代信息教育中发挥积极的作用。北京电子科技职业学院是现代化教学的代表和改革开发的先锋，不仅在教学和科研上独树一帜，而且在创新人才培养和现代教育技术应用上同样应处于领先地位。

随着多媒体投影教室不断增加，教室的管理成为新的需求，多媒体教室网络管理系统，专门为解决多媒体教室的管理问题开发，并提供教室监视、监听、设备批处理及课表管理等功能，开创全新的教学管理模式。此方案设计具有以下特点：

1）各教室中所有设备均可在虚拟控制室中远程控制（具有本地控制的全部功能），能把计算机、中控机、投影机的工作状态用图形画面在控制室的计算机屏幕上显示出来，并可在必要时刻远程帮助教师操作多媒体设备。

2）设备开机后能进行自检，能进行远程维护，可远程监视和控制教室端电脑，可以帮助在课室上课的教师排除一般常规故障。

3）可跨网段对设备进行控制，满足多个校区联网的需求。

4）中控内置网卡，直接用中控单独联网实现远程设备监控。

5）通过教室讲台的电话机实现教室对讲和报障管理。

6）教室摄像头和硬盘录像机系统实时录制和监控各教室情况，实现教室的监控防盗。（注：学校可视今后教学需要而安装教室摄像头和硬盘录像机系统）。

7）具有声音图像报警功能，不需另外布线，也不需专门制作跳线，一旦设备出现异常，就能在主控室看到、听到报警。

2 系统设计原则

该系统将是整个学校教学管理系统今后使用、发展的关键，是校园网络建设的重要组成部分，因此我们在设计中需要突出以下方面：

1）突出可靠性和实用性

从需求和实际应用出发，开发此系统是为了集中控制，方便操作，减少学校教学运营成本。

2）合理规划、整体设计

从学校的信息化校园整体建设目标和日常教学、管理工作实际需求出发，充分考虑信息技术、计算机技术、网络技术、广播电视技术，以及目前和今后发展情况的基础上，对学校整体网络教学建设方案的系统目标、总体结构、服务功能、建设步骤等主要方面做出明确的响应。

3）把技术的先进性、功能的实用性、系统的开放性与可扩充性以及标准的国际性完好地结合起来

系统将做到在一定时间内或较长时间内保持领先并留有充分可持续发展的空间，因此系统的标准化、国际化显得非常重要。系统设计既采用先进的概念、技术和方法，又注意结构、设备、工具的相对成熟。

4）坚持高效、实用的原则

在设备选型当中，选用了易于使用和维护并且技术支持、售后服务、网络系统升级均能得到满意保证的品牌。

5）系统预留扩展和冗余性

在满足一般功能的情况下，还能够支持远程教学、宽带多媒体双向电视教学、会议电视等。各种信号传递具有可靠性和冗余性，能为学校重大事务和信息的发布与沟通提供强有力的保障。

3 系统的构成与实现

系统主要由以下几个子系统构成：1）多媒体教室网络管理系统；2）IP电话通讯系统；3）批处理系统；4）课表管理系统；5）数字监控系统。

这五个子系统紧密联系和相辅相成，形成一个全面的教学管理系统。五个子系统是一个有机的整体。图1为网络多媒体系统拓扑结构。

3.1多媒体教室网络管理系统

多媒体课件的制作、中控器的使用、多媒体投影机的使用等等使上课老师面临各种困惑。多媒体课室的增加更使电教中心的管理人员在教室间不断奔波忙碌，忙于帮助老师准备授课环境，解决老师使用中的问题，下课后还要解决中控系统的维护、学生需要上课的课件等问题。多媒体教室网络管理系统则专门解决这些多媒体教室管理方面的问题。

多媒体教室网络管理系统主要由多媒体课室系统、远程网络控制系统、视音频和RGB传输系统、课件自动生成系统、视频和屏幕广播系统、自检和批处理系统、课表管理系统、闭路电视播出控制系统、讲台智能卡系统和教室安防报警系统等组成。其中多媒体课室系统前面以有介绍。图2为整个系统的原理结构图。

3.2 IP电话通讯系统

主要功能：

1）实现各个多媒体教室和电教设备集中控制室之间的语音通讯，并可以做到可视通讯；

2）可选用USB接口或10/100B RJ-45接口，真正做到即插即用；

3）拨号设定方式多样性，包含手动拨号、快速拨号、缩位拨号等方式；

4）多媒体教室通过IP电话呼叫电教设备集中控制室，总控软件会自动弹出监控界面；

IP电话系统是网络控制型多媒体教室方案的一个重要部分，主要解决各个多媒体教室和电教设备集中控制室之间的语音通讯问题。其主要应用价值就在于教室设备出现问题时，使用人员可以即时与电教设备集中控制室人员电话通讯以请求协助。IP电话系统应当做到即插即用，在网络中控关闭的情况下也可以正常工作，具有充分的灵活性和畅通性。

3.3 批处理系统

批处理系统是多媒体教室智能管理系统的重要补充。通过该模块可以实现对多媒体教室的组群控制，采用网络多线程处理实现快速批控制。

批处理主要实现以下几点功能：1）对所选教室设备进行批处理；2）设定常用的批处理指令；3）对所选定教室进行统一控制。如选定若干个教室，然后执行“系统开”即可打开选定教室的中控及设备，执行“系统关”即可关闭选定教室的中控及设备，从而免去一个个打开和关闭的繁琐。

3.4课表管理系统

课表管理系统可以根据学校所排的课表对教室进行自动控制。比如：若有一间教室有课，管理系统可在上课前5分钟自动打开该教室的中控和其他设备，使教室设备处于预备状态；若该教室下一节没有课，管理系统可以自动关闭中控和投影机。

当课表内容录入系统后，在总控软件中的自检批处理中可以启动所选的教室按课表排课自动开启关闭教室中控系统及其他设备。课表中的每节课的起止时间则在总控软件的配置文件中修改。

3.5数字监控系统

多媒体教学数字监控系统是整个多媒体课室的系统控制集成，具有多媒体中央控制系统的教室是网络监控系统的组成单元。系统主要由多媒体投影教室、网络控制单元、总控软件等组成。图4控制的原理图。

对多媒体教室的控制由网络中控来完成，网络中控待机状态下处于微功耗，可以长时间使用，通过网络中控可实现对多媒体教室脱离电脑进行24小时控制。网络中控的网络模块主要由8086CPU和集成的10M/100M自适应的网卡组成，相当于一个小型化的电脑。有了该设备对整个多媒体教室系统的控制就可以不受电脑的影响。我们已安装的所有系统都是采用该方式。由于中控有CPU和网卡，所以需要给中控IP地址（可采用内部IP），若网络端口不够则需增加集线器来完成。该方式可跨网络和跨网段运行，从而实现真正意义上的远程监控。

通过校园网络则可以实现教室本地控制的所有功能。主要功能有：

1）远程控制中控开/关、投影开/关、电脑开/关、讲台电子锁开/关、设备切换等并用直观图形画面反馈显示状态；

2）远程控制屏幕升/降、DVD录像机操作、教室音量调节等中控能实现的所有功能。

4 结束语

该系统从教学效益最大化的角度出发，突破了常规校园网只能实现数据信息的传输而无法实现实时传输多套音视频信息的技术瓶颈，为教室内实时多媒体教学提供极大的方便。系统综合集成传输包括教室、办公室、会议室等的语音、图像信号，对电脑设备、影音设备、演播设备、监控设备、环境设备进行集中及远程控制。并且融合安防报警、数字监控和智能卡技术，采用先进的视频处理技术和网络控制技术，利用通用的校园网络把多媒体课室组成成一个整体，集中维护、监控和管理。

参考文献：

[1] 王洪革.浅议综合校园网系统建设[J].电脑知识与技术，2012（36）.

[2] 董向东.第三代交互式集控多媒体教学系统的设计与实现[J].中国教育信息化，2010（2）.

[3] 方焱.多媒体教室中央集控系统的设计与实现[D].江南大学，2008.

[4] 苗杰.基于电视一卡通交费购电系统的设计研究[J].信息安全与技术，2012（10）.