以投影机为中心的网络控制多媒体教室建设方案研究

王永斌　张波

摘要 从充分利用投影机的功能角度，研究以投影机为中心的多媒体教室建设方案，实现以较低的成本建设多媒体教室、减少易故障设备以提高可靠性、实现网络集控以降低维护难度。

关键词 投影机；多媒体教室；网络控制

中图分类号：G717 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2016）08-0028-03

近年来，随着信息技术和现代化教育装备的迅猛发展，信息化手段在教育教学中的应用迅速普及。作为学校集中教育形式下重要的教学场地，多媒体教室已经成为承载学校信息化教学手段的最主要载体之一。而作为实现能满足教室大屏幕显示性价比最高的显示设备，投影机是目前多媒体教室建设中最常使用的设备之一。本文从改善多媒体教室性能，简化多媒体教室设备并节省建设投入的目的出发，研究以投影机为中心的多媒体教室建设方案。

1 多媒体教室的现状分析

常用的多媒体教室建设方案 目前，多媒体教室建设所采用的方案主要可以分成三类。

1）简单多媒体教室。这类多媒体教室仅在教室中安装所需的各种设备，使用时直接进行线路连接，设备采用手动开关和控制。一般设备较少，管理简单，故障率不高，但管理效率较低，不适合成批次的多媒体教室建设使用。

2）中控多媒体教室。这类教室以多媒体中央控制器（简称中控）为教室中心设备，其他设备围绕中控安装，通过中控实现设备的开关控制，操作简单，管理较为方便，适合于批量建设多媒体教室。

3）网络型多媒体教室。这类教室以网络集控设备为基础，可以实现主控室对教室终端的监控，操作简单，管理效率较高，建设成本较高。

此外，随着混合教学法逐渐被国内教育从业人员接受，多媒体教室建设也体现出更多的发展方向，如与教学资源平台和录播系统结合等。

多媒体教室建设中存在的问题 多媒体教室是一个多系统集成的教学环境，包括计算机系统、投影系统、音响系统、展示系统、控制系统和其他设备。由于设备种类多，更新速度快，使用频率高，在使用和管理中不断暴露出各种问题，如管理难度大、后期维护困难等。在这其中，设备故障是造成问题的最主要原因。

1）市场上的中控设备（含网络集控系统教室端设备）质量良莠不齐，而由于采购制度的制约，降低生产成本、压低产品价格是市场的主流，这就造成设备质量和运行稳定性的降低，即使是业内知名企业生产的设备，在高频率使用的情况下也极易出现故障。

2）低价位投影机性能参数虚标严重，无法很好地满足教学的实际需要，且在教学使用中故障率高；高价位投影机性能能够满足使用要求，但使用中受制于多媒体教室建设方案，其高级功能往往被束之高阁，造成设备功能的严重浪费。

3）采用中控对多媒体教室设备进行控制虽然是当前最主流的方式，但在实际使用中仍存在一些问题，主要包括：由于使用频率高，中控按钮按键损坏消耗较明显；硬件初装和后期维护成本较高；由于受到网络等相关条件影响，导致控制失效；等等。虽然在各种解决方案中都宣称其系统的可靠性、稳定性、耐用性，但现实应用中这些问题仍不时出现，且在问题出现时往往表现出排查困难、解决困难的特点，在一些极端情况下甚至会涉及校园网络的整体协调。

以上问题的存在，一方面造成设备功能的闲置浪费和功能上的重复投资，另一方面也导致多媒体教室在使用中出现故障的概率增加，影响教学活动的正常开展。2以投影机为中心的网络控制多媒体教室

从目前教育装备市场的情况来看，要满足一般规模的教室内集中教学使用需求，实现100时以上大屏显示，投影机无疑是性价比最高的解决方案。因此，投影机可以说是目前多媒体教室建设中的标配设备，投影机在整个多媒体教室中的重要性不言而喻。

主流教育投影机的功能分析 就目前主流教育投影机产品而言，虽然在具体的设计和性能参数上存在巨大的差异，但所有一线品牌产品都具备投影显示、多输入控制、声音控制或转接的功能，而由于产业的主导地位，能够兼容由日本商务机器和信息系统行业协会（JBMIA）制定的PJLink Class 1标准协议的投影机在市场上占有绝大多数，这些投影机都可以实现通过PJLink命令对投影机进行网络控制。

1）使用多输入控制功能实现视频源设备的集中输出。以市场上非常具有代表性的爱普生EB-1040XN为例，该投影机为用户提供连接计算机的VGA接口、连接高清设备的HDMI接口、连接视频设备的Video接口，可以同时实现两台计算机、一台高清设备、一台普通视频设备的视频接入，并可通过输入选择功能实现不同信号源之间的切换，完成显示画面的控制。同时，该投影机还提供与各组视频信号对应的立体音频信号输入，完全能够满足多媒体教室环境下的多路音视频信号源接入和信号源选择要求。

2）使用音频转接和相关控制功能实现教室音响控制。投影机作为一种可独立的显示设备，绝大多数产品同时安装有喇叭，用来播放声音。当然，在多媒体教室内其喇叭的功率和效果肯定无法满足需要。因此，投影机在接受音频输入的同时，都提供有音频输出的能力，其输出的音频信号会随着信号源的切换而相应地变化。部分投影机还提供了声音的音量控制等功能。在实际使用中，只需要将投影机的音频输出接入到教室内功率放大器的输入端，就可以实现音频切换器的功能。

3）使用PJLink网络控制方式实现投影机网络集控。由日本商务机器和信息系统行业协会（JBMIA）制定的PJLink Class 1标准协议，可以实现通过PJLink命令对投影机进行网络控制，包括投影机的开关、信号源的切换、投影机状态参数反馈等功能，均可通过PJLink网络控制命令实现。在使用中，用户仅需要为每台投影机配置一个能够访问的IP地址，就可以通过该地址用浏览器或专用客户端访问投影机控制页面并对投影机进行相应的控制。

以投影机为中心的多媒体教室建设方案设计 使用多输入接口完成多媒体设备的连接，使用信号源切换功能实现音视频信号源的切换管理，使用音频输入和选择输出实现音频源与视频源的切换和同步，通过PJLink网络控制命令实现投影机的远程控制和查看。可以说，通过充分发挥一台爱普生EB一1040XN投影机的自身功能，已经可以实现多媒体中央控制器甚至是网络集控性中央控制器的全部要求。

在以投影机为中心的多媒体教室建设方案中，与目前常见方案最大的不同，就是不再需要使用多媒体中央控制器实现教室控制，因此在施工中不再需要考虑围绕中控进行教室的建设，则一个多媒体教室的设备主要包括：1）电源控制器；2）投影机；3）计算机、播放器、展台等多媒体教学设备；4）声音拾取、功率放大、音响等放音设备。

在线路布置上，所有输入源设备的音视频输出全部连接到教室内的投影机，音响等需要的输入信号从投影机的输出端获取。所使用线缆及连接件等与传统的多媒体教室建设并无区别。

而在控制上，这种多媒体教室在接通电源后可以通过灵活的方式进行教室内设备的控制：1）通过教室计算机上编写好的投影机控制程序，可以实现RS-232或PJLink命令控制；2）在集控室通过编写好的集中管理网页程序，点击连接对应的教室进行控制；3）在集控室使用CrsetronRoomView等专用软件进行控制。

在极端情况下（计算机故障、网络故障等），教室内也仅需要使用投影机对应的遥控器就可以完成教室主要设备的控制。

以投影机为中心建设多媒体教室的优点 以投影机为中心的多媒体教室，在教室内的设备减少了多媒体中央控制器，在网络集控环境下具有以下优点。

1）多媒体教室建设成本降低，设备品质可以进行提升。采用这种方式建设的多媒体教室，不需要额外采购视频、音频分配器或矩阵来进行信号源设备的连接，也不需要采购中控来进行设备开关和切换控制，自然节约了建设经费。在使用该方案建设的教室，只要为投影机提供可用的网络连接和IP地址，就可以在远端使用浏览器访问并控制教室内的投影机和相关设备，可以在网络集控系统上节省相当可观的费用。

在经费一定的情况下，可以考虑适当提高投影机的技术参数和计算机的配置等关键设备性能，使教室的整体品质得到一定的提升。

2）有效提高设备功能利用率，控制更稳定。主流投影机产品在设计和生产中已经充分考虑了多路信号的输入输出及产品控制，在其接线面板上一般都会包括不少于两组VGA输入、一组VGA输出、视频输入输出、音频输入输出、RS232控制口、状态监控口，大多数标准化的产品还会配备用于网络检测盒调试的网络接口。在采用多媒体体中控的教室中，投影机的数据输入往往只采用了其中的一组VGA接口，而将其他的功能在中控上实现，这既是对投影机功能的浪费，部分功能更是存在重复实现的情况。而采用以投影机为中心的多媒体教室建设方案，投影机的接口得到充分利用。PJLink兼容投影机的网络控制功能也可以得到有效利用，为用户提供一种快捷、稳定、可靠的远程控制功能。

3）显著降低多媒体教室故障率，维护更简单。在多媒体教室日常使用故障中，大部分是由于中控长时间使用后按键损坏、内部部件损坏、输入输出损坏等原因所造成。而投影机作为相对更加正规厂商的产品，可靠性更高。且在使用中并不会对投影机进行直接的接触操作，采用吊装方式的情况下连接线路也很少会被触碰，这些都显著降低了因硬件损坏或连接问题造成的故障。因此在实际使用中，这种方式建设的多媒体教室故障更少，维护起来也更加容易。

3 结语

综上所述，随着教育装备技术水平的迅猛发展，以投影机为代表的多媒体设备所具备的功能日渐增强，过去一些必须借助其他工具才能实现的功能，已经逐渐成为这些设备的内化功能。在这样的前提下，充分发挥这些设备的功能，用较低的成本实现原本需要不菲的开销才能完成的诸如教室中控、网络集控等功能已经成为可能。

本文所提出的“以投影机为中心的多媒体教室”正是在这样的环境下能够更好发挥设备本身功能，避免多媒体教室建设中在功能上重复投资和设备上使系统复杂化。虽然由于目前投影机网络控制协议和软件功能的原因，这种方式在网络集控时对电源控制和与物联网的协调还存在一定的缺陷，但不失为大多数应用环境下的一种有效建设方案。