关键词:远程控制;网络中控;多媒体设备;网络平台
1 多媒体教室管理的现状
近年来,随着高校规模不断的扩大、学生人数的不断增加和教学手段的不断更新,高校兴起了建设多媒体教室的热潮。但从许多专家和学者的调查来看,多媒体的应用和管理还存在着许多问题。笔者在多媒体教室的日常管理中也发现了一些亟待解决的问题:
(1)先进的教学技术与滞后的管理手段相悖。多媒体教室通常采用人为管理的方式,安排专人负责多媒体教室钥匙的发放,教师必须在课前到值班室领取钥匙,下课后需要及时归还,步骤繁琐,受人为因素影响明显。例如:教师下课后忘记了归还钥匙,导致了后面的课程无法正常进行。
(2)多媒体教室内设备相对集中,操作复杂,但管理相对分散,一些细节问题容易被忽略,引起误操作,造成设备损害,影响教学秩序。
(3)管理缺乏实时性。管理者与多媒体教室的实时性联系不够,管理者发放钥匙后,无法获得任何反馈信息,对当前正在使用教室的工作状况也很难知晓,一旦多媒体设备出现故障,需要较长时间才能排除。
基于这种现状,探讨构建基于网络平台多媒体集中管理与维护系统,以校园为纽带,将分散的多媒体教室集中成可配置的教室前台,与后台数字化网络资源紧密联系在一起,通过应用软件平台实现远程控制基于网络平台的多媒体集中管理与维护。
2 基于网络平台多媒体集中管理与维护系统
设计原则
2.1 经济实用性原则
系统设计和设备选型应注重实用功能、降低总体投资,求得先进性与经济性的完美统一,做到设备性能/价格比的最好综合。从学校管理的实际需求出发,摒弃学校不需要的华而不实的东西。
2.2 安全可靠性原则
系统设计方案要求将人机安全、设备的长期稳定运行等可靠性要点,作为系统建设方案的首要设计原则,以保证系统在运行期间,为用户执行安全防范和服务质量管理任务提供有效的技术支持手段,为用户降低系统运行方面的人工和资金成本。对关键的设备应提供冗余热备份,提供各种故障的快速恢复措施,并应充分考虑系统的应变能力和容错能力。在满足上述可靠性要求的前提下,应尽可能优化方案,减少设备的投资。
2.3 操作、维护的简便性原则
以提高系统的整体运行效率为出发点,根据简便性原则,针对系统内各子系统操作人员的实际情况和实际操作需要,进行信号采集、传输和操作控制等各子系统的操作功能设计。
3 基于网络平台多媒体集中管理与维护系统的构成
本系统由一个主控制部分与多个子控制部分组成。子控制部分由单片机控制器、读卡器和电磁锁组成,与其他多媒体教学设备一起安装在教室的控制台内;主控制部分安装于管理服务器。服务器与单片机之间采用总线式结构,异步串行通讯方式进行数据传输。授课教师在操作控制台前需要刷卡,读卡器将读出卡中数据,管理服务器以多机通讯方式主动定时对各教室的子控制系统进行轮询,每查到一个子控制系统时,子控制系统的单片机就将读出的卡数据回传服务器,服务器将此数据与事先编制好的数据库数据进行比较,当二者吻合,则向子控制系统发送开锁指令。各个多媒体教室通过网络主控部分将教室的电脑、投影仪和其他设备联接成一个整体,通过控制面板统一操作实现本地控制,利用校园网络,基于tcp/ip协议通过网络主控对各个多媒体教室设备实现远程控制管理和维护。本地控制和远程监控相结合使整个系统形成一个完整的网络集中控制系统,如图1所示。
3.1 主控部分功能
主控制部分由一台管理服务器与一个rs232-rs485变换器组成。管理服务器存储有两个数据库,一个为教师身份数据库,另一个为课程表数据库。教师身份数据库保存有每个教师一卡通号与其所持有非接触卡号之间的对应关系;课程表数据库则为教师占用多媒体教室的日期与时间。课程表数据库结构的设计需要仔细研究,应包含所有必要信息以方便检索,并要保证高的响应速度。采用dao技术调用两个数据库。管理服务器配有rs232通讯口,rs232-rs485转换器负责实现数据在rs232协议格式与rs485协议格式之间的转换。
3.2 子控制部分功能
读卡器负责将教师持有的非接触式ic卡中的信息转换成wiegand26码形式,单片机以中断方式接收读卡器输出的信息编码,并通过总线发送给管理服务器。当单片机接收到管理服务器返回的指令时,立即执行该指令,例如打开电磁锁等。rs485-ttl变换器将单片机的串行输出变换成rs485协议格式,并送上总线;将管理服务器发送到总线上的数据变换成ttl电平,并送到单片机的串行通讯口。另外,子控制系统单片机还执行其他一些控制操作,例如开锁后设备自动上电,关锁后设备自动掉电,声音报警等。
采用网络集中控制与校园网相结合的方式的智能化管理多媒体教室,不仅可以节省大量的人力资源和维护成本,而且可以大大提高教务服务质量和管理水平。远程控制通过主控制部分的网络控制中心发出指令,运用校园网tcp/ip协议,将指令发送到相应的子控制部分的网络中控,并与各种多媒体设备相连。
4 集中控制多媒体教室的实现
4.1 远程控制和管理
这里我们选用了信源电子的xy6800n型网络中控系统,它采用网络化设计理念,自带网络通讯模块,自适应10/100m以太网环境,多种控制方式控制(网络控制、软件界面控制、控制面板控制,网络自动开启关闭、ic卡刷卡即用、钥匙应急强制开启)。系统上电后,自动连接远程管理控制中心的总控服务器。通过总控服务器及配套的管理控制系统软件,可对各教室进行远程全双向控制及管理,使管理员在任何地方,任何一台联网电脑上,便可轻松管理网络中的任何一个教室。控制中心可以通过远程软件管理终端,开启多媒体教室的电子讲台,连接多媒体教室中各种设备的相关控制,如控制设备供电、投影机的开启、电动屏幕的升降、音量的调节等。
(1)多媒体教室远程开启/关闭。通过主控制部分的网络控制部分,可以对多媒体教室进行远程启动,从而让教师上课前,设备即进入预备状态;可以对多媒体教室进行远程关机,即便教师下课忘了操作,机器可以很快地被正常关闭,免去了专人和一大把钥匙。而且,网络中控所指的远程,不仅是校园网内,而且在广域网上也能控制。使管理员在总控制室、办公室,甚至是家里都能进行远程控制。如在晚上,碰到学校里特殊原因需要用多媒体教室,管理员就不需到学校,而在家里就能进行远程控制。如图2所示为多媒体教室远程开启/关闭界面。
(2)电脑远程开关机。可以实现远程开启电脑和远程关机。
(3)多媒体教室电脑的远程监视和远程接管控制。可以远程监控每个教室电脑的屏幕情况,当老师使用电脑遇到问题时,总控制室的管理员可以远程登录教室电脑进行远程接管控制帮助解决,管理员不需要到教室去解决问题。作为学校管理者,也可通过远程查看多媒体教室电脑屏幕及时了解老师上课的内容,以便提高学校整体教学质量。
(4)设备状态的自动检测。智能检测投影机的实际使用状况,许多网络中控都是将教室开启时就设定投影机为开启,而实际上投影机并不是在整堂课都在使用,因此,造成投影机灯泡使用时间的记录不真实。
实时检测每个教室的电脑及其他设备的使用状况,并通过网络传送到总控制室,使每个教室的状况一目了然。
(5)双向ip电话通话和文字交流。通过电脑网络,老师碰到问题可以及时向总控室管理员提出帮助请求;管理员可进行ip电话双向交流,此功能在电脑未开机状态下也可进行。管理员也可以主动发起和一个或多个教师同时进行对讲。
(6)远程设备控制。可以远程控制教室的中央控制系统,实现如投影机开关、银幕升降、灯光开关、设备功能控制(如播放、停止、快进快退等),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进行反馈,如图3所示为远程设备控制界面。
(7)课表功能。管理系统可以根据课表对教室进行自动控制。如:根据课表,某教室有课,管理系统可以自动在上课前打开该教室的中控,使教室设备处于预备状态,管理系统可以在下课后关闭中控和投影机等设备,实现网络中控无人值守。如图4所示为课表功能界面。
(8)批处理功能。管理系统可以对所选定教室进行统一的控制,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,从而免去了一个个打开和关闭的繁琐工作。也可以对选定的若干教室进行其他控制操作。也可以预先自定义分组,批处理的时候只要选定要操作的组就可以直接进行批处理操作。当教室全部不上课后,管理员只要执行一次系统关,不管教室处于何种使用状态,全部教室都将安全关闭所有设备,使管理员管理多媒体教室非常轻松。如图5所示为批处理功能界面。
(9)跨网段控制和远程一对多跨网段广播。对于网络中控能不能跨网段非常重要,因为一般联网电脑ip地址常常设定为自动获取,如果网络中控也在该网段,就会出现ip地址冲突,使教室控制失灵(无法控制),必须要查出哪台电脑造成,给管理员在管理中带来经常性的不必要麻烦。因此,需要将网络中控设定为特殊的网段,对于规模较大的学校,为了管理上的方便,根据不同的系、院或部门,可能设定不同几个网段,必须要求网络中控具有跨网段控制能力。
管理员、领导端或者其他授权管理员,可以远程跨网段对选定或者全部多媒体教室,进行远程音频和文本授课。授课过程中,可以跨网段远程广播资料,也可以在广播过程中进行mic插话。
(10)多媒体教室可以远程点播服务器的资源,可以通过电脑点播服务器上任何文本、音频、视频资料,也可以通过中控点播服务器上任何文本和音频的资料进行授课,也可以在授课过程中设立标签点和循环点等操作。如图6所示为多媒体教室终端点播功能界面。
3.2 网络型门禁
网络型门禁是指采用现有学校一卡通设备的ic卡作为教师多媒体设备使用的身份识别标志。系统管理员根据教务处安排的多媒体使用课表对每个教师的一卡通进行授权,只有经过拟定上课时间地点授权的一卡通教师才能获得上课的权限,开启讲台电子锁,同时教师的信息实时输入到实验室动态数据采集系统,教师要求登记学生的到课情况。教务处、学生处和院领导能及时掌握学生的到课率,可以对学生进行有效的管理。管理员可以通过数据库对一卡通进行管理,包括办理遗失及修改卡号。
3.3 远程维护
多媒体教室由于使用频率高且经常需要连接互联网或教师使用u盘极易导致计算机感染病毒造成操作系统的瘫痪从而影响教学。人工杀毒、安装操作系统或教学软件对于大量且分散的多媒体教室而言,工作量非常大。通过远程维护管理维护平台可以通过升级中心服务器及时对病毒库进行升级。管理员也可以通过远程控制系统查看“黑匣子”即windows日志,通过远程查看windows日志,快速找出导致windows出现问题的原因。列出了机器的所有日志记录信息。在查看日志对话框中分别列出了应用程序日志(application)、安全日志(security)、系统日志(system)等标签页。通过了解这些情况后管理员可以针对问题轻松的维护机器。如果系统瘫痪不能进行操作,管理员也可以通过校园网运用ghost应用程序进行远程克隆恢复系统。
若是教学过程中其他设备出现了故障,教师可以通过多媒体教室的呼叫报警系统,与主控中心的管理员进行对话联系,管理员可以通过远程控制软件,直接接管多媒体教室的pc、鼠标等设备进行远程协助、指导操作,及时解决计算机或其他设备的操作问题。
4 结束语
通过基于网络平台多媒体管理与维护系统可以集中控制,实现远程监控、网络门禁、远程维护等功能,不仅解决了教学过程中出现的一些常见问题,为教师提供一个良好的教学平台,减少了教学事故的发生率,同时减少了管理人员的劳动强度,为设备维护人员提供及时的维护信息,同时学校也能及时掌握教学动态情况。
参考文献
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