多媒体教室网络管理系统的设计与实现

梁祥波　刘晓亚

摘 要： 为提高多媒体教室中设备通信的有效利用，通过利用计算机固定的IP地址，基于Delphi 8.0软件，设计并实现了多媒体教室中的设备通信的控制和管理功能。结果表明，该方法能高效提高多媒体教室设备管理，为高校中多媒体教室网络管理提供借鉴。

关键词： 网络管理系统； 网络服务器； 多媒体集中控制器

中图分类号： TP 393.07 文献标志码： A 文章编号： 1671-2153（2015）03-0061-04

0 引 言

随着信息化时代的到来，计算机多媒体教学已成为现代化教学手段，在各类学校和不同层次的社会教育教学中得到了大力的推广和使用。尤其在高等院校中多媒体教室数、网络多媒体教室数已成为衡量学校基本办学条件的一个重要指标。在2014年高等职业院校人才培养状态数据采集与管理平台中，已将原来的多媒体教室座位数修改为教室数、网络多媒体教室数。这一导向，各高职院校势必会根据新形势的需要和校园网的建立，大力发展网络多媒体教学，多媒体教室的数将会不断增加，然而如何对计算机多媒体教室高效的管理是高校多媒体管理部门所必须面对的问题。以前，计算机多媒体教室全依靠人工的管理，工作量大，人员少给管理人员带来了巨大的压力。基于上述问题的考虑，本文设计了多媒体教室网络管理系统。

1 多媒体教室网络管理系统

自2004年信阳职业技术学院建校以来，多媒体教室发展到如今的73个，校园网建好以后，每个多媒体教室都具有上网导教的功能，结合学院的情况，为了有效的利用和维护好多媒体教学资源，设计了多媒体教室网络管理系统，它是以局域网和校园网为依托，通过IP控制模块和多媒体集中控制系统，运用计算机远程控制技术，利用网络服务器及对多媒体教室及教学设备进行统一的使用、控制、管理和维护的系统，有效的对多媒体教室进行管理。系统模型如图1所示。

1.1 电源管理

该系统通过对多媒体教室网络管理计算机远程控制功能，对所有计算机多媒体教室的电源系统进行统一的管理控制。该系统具备以下功能：

① 新增、添加、删除、修改教室相关信息；

② 更新教室课程表信息；

③ 电源开启功能（自动/手动）；

④ 计算机远程协助功能。

1.2 网络服务器管理

网络服务器应具备控制、调度多媒体教室计算机和教学设备的网络功能。包括控制管理教学计算机、管理配置网络参数、性能检测管理、安全管理等，对多媒体教室的教学设备进行控制和管理，便于多媒体教室管理人员及时的发现问题、解决问题，保障学院教师正常教学活动。

（1） 服务器远程配置与管理如图2所示。

（2） 服务器相关数据的更新、删除、添加，包括计算机的IP地址分配、计算机名的修改、多媒体教室课程分配信息、教室设备运行情况及监控视频信息，如图3所示。

（3） 服务器数据的存储和浏览。

1.3 监控报警系统管理

利用红外线传感报警，方便廉价的保证了多媒体教室相关设备的安全。

2 网络管理系统设计

多媒体教室网络管理系统的设计是基于校园网络利用控制主机的调度，通过IP控制模块、集中控制器（XY2300？鄄N多媒体集中控制器），管理、调度、控制、监测多媒体教学设备，采集被控制设备传感器数据，并上传网络服务器，完成多媒体管理员职责、减轻人工管理的复杂度及人员不足的工作需要，这一基本原理完成对多媒体教学设备的管理和控制效果。

（1） 所有教学楼的每个多媒体教室都需要安装XY2300？鄄N集中控制器。它集投影机、展示台、荧幕、台式计算机、笔记本电脑的控制于一身，高性能VGA切换分配（台式计算机、笔记本电脑、数码展示台等3路进，2路分配输出），音视频切换（2路AV输入，1路AV输出），功能简捷明了。单键操作，荧幕自动上升，延时切断电源，面板上还集成有网络接口、USB接口、电源接口、投影机RS232控制、可设置独立的IP地址。

（2） IP控制模块是所有多媒体教室中的集中控制器与校园网连接的核心，当多媒体集中器与IP控制模块联通后，它便具有网络化多媒体集中控制器的功能。在这里可以利用集中控制器XY2300？鄄N可以设置独立IP地址的功能，为每个多媒体教室集中控制器分配一个内部IP地址，并将控制主机的IP也写入集中控制器中，实现网络设备一对多、多对一的通信。

（3） 将多媒体教室网络管理系统，基于C/S模式把服务器端管理软件和客服端使用软件分别装到主控制机及教师机上，这便实现了主控制机对校园网内各个多媒体教室设备的通信，便于监视、控制、管理和维护的多媒体教室的教学设备。

多媒体教室网络管理系统实体连接如图4所示。

3 系统软硬设计要求

信阳职业技术学院自新校区建立以后，建立了文理楼、计算机实训中心、建工实训中心、艺术楼、医学组团、护理楼，并根据专业发展情况配备了73个多媒体教室。为了有效、合理的管理这些教学设备，构建一个基于校园网模式，以远程控制计算机、网络服务器、网络集中控制器为核心的多媒体教室网络管理系统。在硬件方面必须具备：

（1） 在管理中心必须要有视频监控服务器、数据库服务器、DHCP服务器三个服务器，其中视频监控服务器通过集中控制器的RS232接口连接到每个多媒体教室的监控摄像机，对各个多媒体教室的监控信号进行编码存储，并为管理人员提供实时的监控影像资料。数据库服务器是基于SQL Server和Access数据库技术，建立每个多媒体教室课程表数据库和对媒体教室教学设备状态情况数据库。DHCP服务器通过DHCP服务对网络中的多媒体教室计算机通过自动分配IP的服务，实现管理的智能化和自动化。

（2） 远程控制主机也是本文中提到的主控制计算机，是多媒体网络管理办公室管理人员的办公计算机。要达到“足不出户”的管理效果，必须配备多媒体教室网络管理软件和远程控制软件，并能通过校园网连接到每个多媒体教室的集中控制器、教学计算机、网络服务器，实现多媒体教室的远程控制管理。

（3） 系统控制信号、指令传输完全可以利用校园网的已有设备，不需要在进行额外的布线，直接在教室内配备两根网线：一根连接教学计算机用于教师教学和网络接入；另一根是连接集中控制器用于对教学设备进行控制管理。每个多媒体教室还需安装集投影机、展示台、荧幕、台式计算机、笔记本电脑控制于一身的XY2300？鄄N多媒体集中控制器。

4 网络管理系统的实现

在多媒体教室中的设备有电源、计算机、显示器、投影机、荧幕、话筒、功放、音响、网络集中控制器、监控摄像头等。为了更加方便快捷的完成对媒体教室的有效管理，前期研究主要实现了指定多媒体教室计算机的IP地址，完成通信控制模块的功能。

整个系统是基于Delphi 8.0完成的，由于多媒体教室分布较广，必须实现主控计算机与教室客服端能够进行通信对话，完成TCP或UDP协议交换才能完成远程控制功能。基于我院的实验条件，本文使用了WinSock控件编程：在服务器端上创建一个流式套接字，指定地址族AF_INET，并定义其参数类型，即：SOCKET=socket（AF_INET，int type，int prorocol）。

套接字建立以后，立即完成套接字的IP地址信息和端口信息的填充，并使用bind（）函数类完成套接字与本机端口的绑定。具体代码如下：

SOCKET_sock；

Sockaddr_insock；

Sock=socket（AF_INET，SOCK_STREAM，0）；

Sockin.sin_fmily=AF_INET；

Sockin.sin_addr，s_addr=0；

Sockin.sin_port=rthtons（UserPort）；

Bind（sock，（LPSOCKADDR） & Sockin， sizeof（sockin））；

……

绑定完成后，利用listen（）函数声明进入连接模式，用参数T标识准备接受连接的套接字句柄，并运行函数accept（），即：int accept（int T，struct sockaddr*addr，int*addrlen）；随时接受响应多媒体教师机客服端发送的请求指令。

在教师机的客服端也必须利用上述的方法完成套接字的编程，运行connect（）函数生成一个空闲的端连接，并向服务器发送连接请求，具体实现函数如下：

int connect（SOCKET T，const struct sockaddr PAR*name，int namelen）；

当双方连接建立以后，教师机的客服端就可以调用send（）、recv（）函数，即

int send（SOCKET T，cons[char*buf，int len，int flags]）；

声明数据的指针、数据的长度、缓冲区及其长度，准备发送和接收的数组包。当建立的连接完成后，控制端立即将接收连接的socket加入全局对象数组，然后启动接收线程，发送控制TCP/IP协议包。

多媒体教室设备开机TCP/IP控制包如下：

#pragma pack（push，1）//单字节对齐

Typedef struct_kj_k

{

Uint8_t kj_type；//数组包类型

Uint8_t kj_code；

Uint16_t kj_jsj_cksun；//校验和

Uint32_t kj_jsj_ip；//多媒体教室计算机IP地址

Uint8_tkj_jsj_MAC；//多媒体教室计算机MAC地址

Uint8_t kj_jsj_on；//唤醒多媒体教室计算机

Uint8_t kj_ty_on；//开启投影仪

Uint8_t kj_data；//补充数据

}

kj_k；

多媒体教室设备关机TCP/IP控制包类似，只需将开机命令on，改为off。当服务器收到关机数据包后，还要调用运行closesocket函数，运行后在关闭套接字，断客服端与服务器的连接。

5 结束语

当前正是职业教育加强内涵建设的关键时期，各个高校随着教学手段的变化，计算机多媒体教学也是大势所趋。多媒体教室必将急剧增加，然而，如何有效的管理好这些教学设备也是保障正常教学的关键，是不可忽视的问题。虽然我们前期研究实现的功能较简单，但是相信后续的努力会让我们的网络多媒体教室网络管理系统更加完善。

参考文献：

[1] 孙乐益. 基于ZigBcc无线监控系统设计实现研究[J]. 信息系统工程，2011（9）：41-42.

[2] 张黎. 基于directshow的武警部队校园视频监控系统设计与实现[D]. 电子科技大学，2012.

[3] 郑勇杰. 实训管理信息化系统设计与开发[D]. 电子科技大学，2012.

[4] 吴伟. 网络多媒体教室纯软件模型的研究与实现[D]. 南京理工大学，2013.

（责任编辑：徐兴华）