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【摘要】提出一種基于校園網(wǎng)絡(luò)的多媒體教室遠程中央控制系統(tǒng)的設(shè)計方法，從系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)出發(fā)，根據(jù)工作原理，進行硬件環(huán)境設(shè)計和軟件設(shè)計。該系統(tǒng)能夠?qū)Ω鞔蟾咝５亩嗝襟w教學(xué)設(shè)備進行實時監(jiān)控、管理和維護，有效地解決多媒體教學(xué)設(shè)備操作復(fù)雜、管理困難等問題。

【關(guān)鍵詞】遠程控制系統(tǒng);集中控制;多媒體設(shè)備

一、引言

隨著高校信息化建設(shè)的不斷推進，現(xiàn)代化的教學(xué)設(shè)備得到了廣泛應(yīng)用，多媒體教室占用的比例越來越大，在提高課堂效率和優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容的同時，也給多媒體設(shè)備的管理、使用和維護帶來了很大的工作量。為了使復(fù)雜瑣碎的設(shè)備操作與管理過程簡單化，并且在不增加專業(yè)技術(shù)人員的前提下使大量多媒體教學(xué)設(shè)備得到及時有效的控制、管理和維護，需要開發(fā)一種基于校園網(wǎng)絡(luò)的多媒體教室遠程中央控制系統(tǒng)。

二、系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

多媒體教室遠程中央控制系統(tǒng)選用多媒體計算機作為遠程中央控制主機，以客戶/服務(wù)器（C/S）模型為基礎(chǔ)，應(yīng)用基于TCP協(xié)議的Winsock組件設(shè)計遠程控制軟件，利用現(xiàn)有的校園局域網(wǎng)作為控制信息的傳輸通道，以TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信模塊為橋梁將多媒體教室中的集中控制器連接到校園網(wǎng)，通過集中控制器控制各種多媒體設(shè)備，即采用基于“遠程控制主計算機—校園局域網(wǎng)—TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信模塊—集中控制器—多媒體教學(xué)設(shè)備（被控對象）”這一技術(shù)方案來實現(xiàn)對所有多媒體教室中的教學(xué)設(shè)備進行網(wǎng)絡(luò)化遠程控制、實時監(jiān)控、遠程喚醒等目的。

三、系統(tǒng)工作原理

基本工作原理是：

（1）在每個教室分配一個多媒體集中控制器，它有視、音頻輸入/輸出接口、VGA信號接口、RS-232接口、IC卡卡坐;有多種控制、切換功能的操作按鈕;有延時關(guān)斷輸出電源。在插入IC卡打開控制器電源的同時也使控制器的所有功能處于可操作狀態(tài)。

（2）IP控制模塊是把多媒體集中控制器與計算機網(wǎng)絡(luò)互相連接的橋梁，當(dāng)多媒體集中控制器與IP控制模塊相聯(lián)構(gòu)成一個整體時，它就成為了“網(wǎng)絡(luò)化多媒體集中控制器”。在一個教學(xué)區(qū)內(nèi)，給所有的多媒體教室中的“網(wǎng)絡(luò)化多媒體集中控制器”都分配唯一的IP地址，與此同時，將中央控制室的遠程控制主計算機的IP地址通過編程方式賦予給每一個“網(wǎng)絡(luò)化多媒體集中控制器”，這樣就可以實現(xiàn)一對多和多對一的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信。

（3）“遠程控制軟件系統(tǒng)”安裝在主控制計算機上，通過校園網(wǎng)對整個教學(xué)區(qū)的所有多媒體教學(xué)設(shè)備進行監(jiān)視、控制和管理。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

四、系統(tǒng)總體設(shè)計與實現(xiàn)

多媒體遠程中央控制系統(tǒng)是由兩層控制系統(tǒng)構(gòu)成：

（1）底層是以多媒體集中控制器為核心，以多媒體教室內(nèi)的多媒體教學(xué)為被控對象組成的控制系統(tǒng)。它集成了多種設(shè)備的輸入、輸出接口，包括視、音頻接口、VGA信號接口、RS-232控制串口。同時，它具有多種控制功能，可以控制投影機的開、關(guān)，對投影機不同輸入信道和不同輸入信號源進行切換，可以控制投影機幕布的升降，可以控制所有設(shè)備電源的開、關(guān)，對投影機的電源提供了延時關(guān)斷功能，IC卡控制功能等。教師上課只要插入IC卡，控制臺、計算機、投影機、幕布自動開啟，下課拔卡，設(shè)備自動進入延時關(guān)閉狀態(tài)。

網(wǎng)絡(luò)化多媒體集中控制器是以單片機為核心控制器，與相應(yīng)的外圍功能電路相連接，構(gòu)成一個完整的控制系統(tǒng)。外圍功能電路有按鍵輸入矩陣、IC卡輸入模塊、與網(wǎng)絡(luò)和投影機相連接的RS-232串行通道，有視、音頻輸入/輸出接口及其切換電路、VGA輸入/輸出接口及其切換電路，有擴展的存儲器和電源控制繼電器陣列等。軟件方面則根據(jù)多媒體控制器應(yīng)具有的控制功能，用Keil-C51編譯器設(shè)計C程序?qū)懙絾纹瑱C中。因為多媒體集中控制器要實現(xiàn)對不同型號的投影機進行控制，所以我們事先將學(xué)校在用的投影機的相關(guān)的控制碼保存到其內(nèi)部閃存存儲器中。當(dāng)把IC卡插入到集中控制器或通過遠程控制計算機允許它打開時，再按下集中控制器面板相應(yīng)的控制鍵或由控制計算機發(fā)出相應(yīng)的開機命令，集中控制器就會完成相應(yīng)的控制動作。

（2）頂層控制系統(tǒng)采用基于校園網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的客戶機/服務(wù)器（C/S）模型為基礎(chǔ)，中央控制主計算機作為服務(wù)器，網(wǎng)絡(luò)化多媒體集中控制器作為客戶機。主計算機通過RJ-45接口與教室內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)控制模塊相連接，相關(guān)的控制信息由IP控制模塊封裝打包，以數(shù)據(jù)報的格式傳輸?shù)接嬎銠C網(wǎng)絡(luò)上。作為控制信息的接收端，多媒體集中控制器的RJ-45通信接口也與IP控制模塊的RJ-45接口連接，而IP控制模塊的另一端通過RJ-45接口與計算機網(wǎng)絡(luò)連接，多媒體集中控制器將經(jīng)過IP控制模塊解析后的控制信息接收下來并按照其的指令對相關(guān)設(shè)備進行控制，同時，多媒體集中控制器也會按照一定的時鐘周期，將多媒體教室內(nèi)的相關(guān)設(shè)備的運行信息經(jīng)過IP控制模塊封裝成數(shù)據(jù)包上傳到網(wǎng)絡(luò)控制計算機中（服務(wù)器）中。遠程控制主機在接收到經(jīng)過IP控制模塊解析過的相應(yīng)多媒體教室設(shè)備的運行狀態(tài)信息顯示在遠程控制主機的顯示屏上。主機控制軟件具有IP地址編程功能，可以對每個多媒體教室中與網(wǎng)絡(luò)集中控制器匹配的IP控制模塊設(shè)備獨立的IP地址，從而實現(xiàn)以IP控制模塊為橋梁對每個教室的多媒體教學(xué)設(shè)備進行遠程監(jiān)視、控制和管理。

五、系統(tǒng)的應(yīng)用

多媒體教室遠程中央控制系統(tǒng)軟件作為監(jiān)控中心與各個多媒體教室集中控制器的連接橋梁，能將教室中的多媒體設(shè)備的運行狀態(tài)反饋到中央控制主計算機上并實現(xiàn)控制、管理、監(jiān)視等功能以及能過程喚醒本地計算機，監(jiān)視或接管過程電腦的桌面，進行過程協(xié)助、指導(dǎo)操作、排除故障等。該系統(tǒng)適用于各大高校，尤其適用于多個校區(qū)、多幢教學(xué)樓、教室不太集中的學(xué)校。

六、結(jié)語

本文從總體結(jié)構(gòu)、工作原理、設(shè)計方案、應(yīng)用共四個方面詳細介紹了網(wǎng)絡(luò)多媒體教室集中控制系統(tǒng)的構(gòu)建與設(shè)計方法。在學(xué)校的多媒體教室使用量劇增的形勢下，由于多媒體教學(xué)設(shè)備操作復(fù)雜瑣碎，利用網(wǎng)絡(luò)多媒體教室遠程集中控制系統(tǒng)能夠?qū)Χ嗝襟w教學(xué)設(shè)備進行有效的實時監(jiān)控、管理和維護，對提高管理效率、改進教學(xué)工作質(zhì)量具有很大的推動意義。

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