多媒体教室智能化中央控制系统

14.6　多媒体教室智能化中央控制系统

14.6.1　中央控制系统及其构成

1.中央控制系统及其先进性

随着各院校多媒体教室数量的持续增加，传统的中控设备已经不能满足管理信息化的需求，如何高效地实现多媒体教室装备的网络化、智能化集中安全管理是许多院校亟待解决的重大事件。在此背景下，基于TCP/IP标准协议的网络智能型多媒体教室中央控制系统应运而生。

网络智能集中控制系统通过运用网络通讯技术对多媒体教室中的多媒体讲台、投影机、幕布、电脑、视音频设备、话筒及功放等诸多设备进行集中管理和远程控制，使教师上课时不再需要对各种设备进行繁琐的操作，不再为出现的意外情况而感到茫然无措。系统通过运用嵌入式技术可自动对多媒体教室的设备进行远程检测、诊断，极大地降低了管理人员的工作强度和精神负担，全面提高了多媒体教室系统的应用能力，保障了教学系统便捷、高效、安全、可靠地运行。系统通过运用语音压缩传输技术实现网络IP对讲，教师可以远程呼叫主控室，与管理教师双向对讲，实时解决课堂遇到的问题。系统通过运用数据库技术和射频卡（一卡通）应用技术，完整地记录了多媒体教室设备的详细使用情况，既可以为设备资产管理提供详尽数据，也可以为教务管理提供真实材料，有利于学校开展量化管理。系统还具有设备全时防盗报警功能，一旦教室中的设备被盗，可以迅速向保卫室或主控室报警，加入监控可视化的教学管理更加体现了教学设施的实时管理和维护。一卡开机的模式方便了教师的授课操作过程，与校园卡实现一体化建设。

结合数字化监控系统，可视化教学管理的运用在辅助多媒体教学管理中起到了重要的作用，在总控室既可以通过网管计算机实时监看教室场景和教室设备状态，也可以通过电视墙实时监看全部教室的场景，使得安防建设、电子巡考运用成为可能。

多媒体网络智能化中央控制系统实施的目标是：提高多媒体教学管理效率、实现实时的教学系统维护；教师授课操作简单智能化；设备使用、管理智能化、安全化；与校园网平台建设整体化。

多媒体教室智能化中央控制系统的先进性主要体现在以下方面：

●网络智能型集中控制系统：该系统是一套基于TCP/IP标准协议的网络型多媒体中央控制系统。硬件组成采用模块化结构相对独立，多CPU单元的控制加独立的供电单元，分为控制主件、网络模块主件、视频模块主件等，某一硬件模块的故障不会影响其他硬件模块的功能。

●设备操作智能化：一张多媒体教学卡实现讲台电控门锁、投影机、电脑等的自动开启，银幕自动降下，系统瞬间进入多媒体教学状态；设备切换操作简单，声音、图像一键到位；课程结束，拔卡后系统自动关闭，所有设备恢复至保管状态。

●语音对讲网络化：运用语音压缩传输技术实现网络IP对讲，教师可以通过IP电话呼叫与控制室的管理员通话，实时解决上课前后遇到的问题。总控室可处理多个教室在同时发出的呼叫请求帮助。

●跨网段远程智能管理：网络中控可以针对校园内不同楼宇跨网段进行远程管理，实现智能化操作。可以远程控制教室端各种设备的开、关动作，可远程检测教室设备的工作状态、参数设置等。可按照课表安排教室内设备的定时开关，实现设备的无人值守。能对教室设备工作状态进行实时监测、记录投影机工作时间。可按时间段查询设备使用信息、故障信息和各种设备检测信息等记录，并进行统计分析。

●教务管理数量化：运用一卡通技术，系统可详细记录教师的所授课时、所用设备、时间等内容，具有时间志、实名志记录查询功能，可按时间和姓名查询教师使用信息、设备的使用信息和故障信息等记录，并进行统计分析，为教务管理提供了真实的量化数据。

●设备防盗自动化：系统将除投影机、银幕以外所有设备集中于全封闭的钢制控制台内。多媒体讲台完整的设计方案，使普通讲台与多媒体讲台融为一体，实现设备的全封闭管理。若投影机被盗或发生其他意外事件时，网络中控会自动向主控室或保卫室报警。

●软件系统功能设计人性化、模块化：系统具有实时监控、卡处理、电子课表、综合查询、统计分析、系统设置等模块，B/S架构设计，可以根据用户需要分别安装在不同的电脑上实现分工合作，相关领导也可以随时通过校园网进行查看。

●数字化监控：在总控室既可以通过网管计算机实时监看教室场景和教室设备状态，也可以通过电视墙实时监看全部教室的场景，使得安防建设、电子巡考成为可能。

●可拓展性及兼容性：中控系统整体是按国际标准协议设计的，具有开放式的标准化、模块化的系统结构，在校园网上可与符合标准化的第三方软、硬件产品兼容。系统在组建时本着兼容性原则，在总控室及各个子系统中都充分考虑到了未来的拓展情况。

2.系统构成与特点

一个标准的多媒体教室和网络多媒体中央控制系统的构成分别如图14.5和图14.6所示。

图14.5　多媒体教室中的受控设备

图14.6　网络多媒体中央控制系统结构图

该设备在使用上具有以下特点：

使用一卡通（或一键通）开机，提供教师授课的多种开机方法，取决于每个学校的不同管理模式，例如按课表开机、按教室编号开机、用通用卡开机等。

可以使用多媒体教学卡实现讲台电控门锁、投影机、电脑等的自动开启，银幕自动降下，系统瞬间进入多媒体教学状态；设备切换操作简单，声音、图像一键到位；课程结束，拔卡后系统自动关闭，所有设备恢复至保管状态。本地教室端的设备开启使用不受校园网络的影响，可脱网运行。此外，根据学校不同的管理模式定义设置相关多媒体设备的开启顺序。

教师遇到问题可以通过IP网络对讲系统与控制室的管理员通话，实时解决问题。教师可以远程呼叫主控室，与管理教师双向对讲。主控中心人员可远程监看电脑界面并接管教室电脑的键盘、鼠标，及时为教师使用电脑提供帮助和操作示范，解决电脑教学过程中所遇到的问题。主控中心人员也可替教师控制教室中的其他设备，达到其教学要求。

14.6.2　总控端网络远程控制

1.跨网段远程控制

网络中控是否能跨网段控制管理非常重要，需要将网络中控设定为特殊的网段。规模较大的学校教学可能会分布在不同的楼宇，为了管理上的方便，根据不同的系、院或部门，可以设定不同的几个网段管理。

图14.7　网络远程控制界面

远程设备实时功能控制：通过网络远程控制教室的中央控制系统，实现对投影机、计算机、音响设备、挂幕、讲台电控锁等设备的开关控制，教室端控制面板上的所有功能都能在网络控制上实现。所有切换功能都是实时反馈，诸如远程调节功放音量的大小、挂幕的升降等。

2.跨网段远程协助

（1）IP对讲

控制中心接到请求信号后，可通过启动IP网络电话与远端授课教师直接对话。在装有监控摄像的教室，在通话时会自动切换到教师呼叫请求的教室画面，实时画面跟踪，方便快捷直观地实现教师与管理人员实时沟通并及时处理临时问题。网络中心管理服务器可实现对各个客户计算机屏幕的监测，当客户端使用计算机遇到问题时，网络中心管理服务器可远程登录，并操作客户端的计算机帮助解决问题。

（2）远程批处理控制

管理系统可以对所选定教室进行统一的控制。选定一个组的所有教室或整个学校的全部教室，执行“全开”即可打开选定组教室或全部教室的中控及设备，执行“全关”即可关闭选定组教室或全部的中控及设备，使管理员管理多媒体教室非常轻松。

图14.8　远程屏幕控制

3.跨网段远程检测与诊断

管理系统可以远程检测教室端多媒体设备的使用状态、侦测网络是否正常通断、多媒体设备的开启状态、教师实际使用多媒体设备的选项，所有设备状态通过网络传送至总控室，控制软件按图标分色表示在总控软件界面上。此外，还可以通过网络对多媒体教室中控的基本参数、网络参数与开机参数等进行远程配置，可为教室投影机临时更换做快速配置（常用投影机型号已备份在中控数据库中）。

4.多媒体系统的远程维护

网络中心管理计算机可实现对各个教室中的计算机多媒体系统的实时监测和控制。当客户端使用计算机遇到问题时，网络中心管理计算机可远程登录，并远程操作教室端的计算机界面实行软件插件安装、系统复原、杀毒处理、批处理等，实时解决系统问题。

14.6.3　网络智能化管理软件

1.一卡通管理

教务系统的课表与一卡通系统的教师信息进行绑定，每学期更新一次信息。教师可登录查看本学期自己所用教室的详细信息，包括教室的地理位置、教室的座位数、计算机系统和软件安装情况等。

2.课表管理

可将教务处的课表导入到本系统中，供管理人员实时安排教室调度，并可记录查询教师、教室使用时段、教师授课时长及出勤状况。也可以提供数据接口，供教务课表系统课表库与我公司电子课表库时时数据对接，可适应系统课表临时调整。

课表管理分为三个部分组成：上下课时间设置、教室排课和课表查询。通过课表管理的相关操作，可以轻松地排出教室的课表，并可随时进行修改、删除、增加等操作。其中，“上下课时间设置”是用来实现按课表开关中控；“教室排课”是按照日期进行课表编排。

图14.9　课表安排的例子

3.教室信息管理

包括多媒体教室使用情况的实时查询、教室预约申请等功能。

4.设备资产管理

包括设备使用和设备故障情况的统计，并可将上述信息结果导出。

14.6.4　数字监控系统的教学应用

1.应用于可视化教学管理

数字化监控：可视化教学管理的运用在辅助多媒体教学管理中起到了重要的作用，在总控室既可以通过网管计算机实时监看教室场景和教室设备状态，也可以通过电视墙实时监看全部教室的场景。总控室内配置数字分割系统，可按需在监视器上分成1、4、9、16画面监看。与IP对讲结合，实现了管理人员与远程教室端教师之间的视、音频双向交流。

2.应用于安防报警

网络中控系统提供了相关的安防探测接口，接入相关的安防传感设备，可实现门磁开关、双鉴探测器、投影机断线报警保护等各种安防措施，实现对教室内重要设备的安全保护。

结合数字化监控的运用，在总控室既可以通过网管计算机实时监看教室场景和教室设备状态，也可以通过电视墙实时监看全部教室的场景。通过数字化录像存储设备全天24小时监控录像，可随时按日期时段查看录像备份。

3.应用于电子巡考

通过总控中心的终端显示设备电视墙，在校园网的环境下通过视、音频编、解码服务器，可按需在监视器上分成1、4、9、16画面监看。监控系统可以针对教室考试过程实施全方位监控和即时录像，一旦监控中心的监考值班老师发现某考生有异常现象时，能够及时通过控制台控制该考场摄像机，对具体位置图像进行放大取证，有关资料将成为日后的证据，其资料由专门的录像存储设备备份。监控教室的画面可以按需选择切换，也可轮循播放，录入的监控画面可以分别存储、回放。监考人员也可在校园网内任一计算机上监看教室情况。

图14.10　电视墙的例子