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[摘要]文章以构建多媒体语音室中央集控系统的设计方案为前提,就如何实现对多媒体语音室的集中管理和控制,怎么以校园网为纽带,实现远程网络控制中心并对多媒体语音室的设备实行远程控制,实现远程维护、网络型门禁、定时智能化管理设备、资源共享等功能提出了很好的方案和见解。
[关键词] 多媒体语音室 中央集控 远程控制 资源共享
一、引言
随着现代教育技术的不断发展,充分利用计算机技术、多媒体技术、网络技术的多媒体语音室越来越多,多媒体语音室在教学中应用的地位也得到了认可。因此,多媒体教学逐渐成为取代传统教学的手段,也在各级院校的教学中得到推广,采用有多媒体设备的多媒体语音室数量也在急剧增长。就目前来看,组建多媒体语音室大多采用网络化智能中央控制管理系统,如何利用计算机技术、多媒体技术、网络技术,把所有的多媒体语音室有机地连接起来,使之成为一个具有远程控制、状态反馈的网络型集中控制系统将具有很大的实用意义。
二、多媒体语音室中央集控系统的设计思路
(一)从功能方面
1.多媒体语音室的网络化集中管理、控制和维护
对于多媒体语音室,各高校要求可管理性不断提高,可管理的范围不断扩大,使多媒体语音室纳入有序化管理;同时,对于多媒体语音室的控制力度加强,维护更加简易化,从设备配置、基础信息、状态报告、统计分析、远程调试、远程协助、远程升级等多方面实现控制。
2.多媒体语音室实现可视化管理,全面扩展安全防盗系统
多媒体语音室引入数字视频系统,实现可视化管理,提高管理效率。这样,对于多媒体语音室的核心设备——中控的全天候工作能力提出了更高的要求,而且由于采用视频服务器,可以单独工作。
3.多媒体主播语音室及课堂录播系统的建设
在多媒体语音室环境下,通过合理的扩展,采用先进高效的VGA采编技术。可将主播语音室多媒体课件内容和多路教学现况实时采编、传输、广播、点播、编辑等功能,实现优质课堂全方位、立体化再现,有效开展精品课程建设。
4.系统整合,实现综合应用
实现校园网、多媒体语音室和数字化资源合理整合,实现基于多媒体语音室环境下的教—学—管的综合应用。
(二)从性能方面
1.多媒体语音室的管理核心——中控设备的稳定性
中控功能越来越强大,己经成为多媒体语音室的管理核心,大部分的管理工作都依靠中控来实现,因此对中控工作的性能要求很高,尤其是稳定性,需要从基础技术、工艺结构、设计开发、人机界面等多方面进行解决。
2.中控全天候工作的能力
可视化管理成为多媒体语音室建设的必然趋势。可视化的一个重要应用就是安全防盗,整个中控系统不仅要满足教学时段的应用,还要满足非教学时段的应用。这就要求整个管理的核心——中控要具备极佳的全天候不间断的工作能力。
3.中控管理的灵活性和定制性
由于教学方式和管理方式的差异,不同学校在多媒体语音室的建设标准、应用标准和管理标准都是不一样。这就要求基于中控为核心的多媒体语音室建设要灵活,整体规划,模块化搭建,管理模式可定制,以最适合学校用户需求的标准自主创建多媒体语音室的建设和管理应用。
4.设备操作的简便性。
操作的简便性是系统应用的基本特性,充分体现友好的人机交互和系统的人性化。
三、系统结构设计
多媒体语音室设备主要实现外部AV音视频输入/输出。各个被控语音室中除了传统的多媒体设备,还配有基于网络的语音室控制器、网络中控及一键控制键盘、摄像机、MPEG4视频服务器、对讲设备等。单个语音室多媒体控制系统连接示意图图2:
主控室采用基于局域网的多媒体群控管理系统。系统充分利用了网络技术、监控技术、计算机技术、多媒体技术。把所有多媒体语音室有效地联系起来,充分发挥其功效;同时也很好地简化了多媒体语音室的日常管理和维护工作。使用多媒体语音室群控管理系统,管理人员只需在主控制室里就可以及时了解各个多媒体语音室的使用情况,发现问题,并帮助解决。大大降低管理人员的工作量,提高工作效率,保证教学的正常进行。
四、多媒体语音室中央集控系统的模块实现
1.多媒体语音室管理系统
多媒体中央控制系统利用计算机及微电脑技术对多媒体网络化语音室、会议室、多功能厅等功能语音室中的各种设备进行集中控制、管理,以简单明了的按键方式提供使用,将复杂的控制转化为简单的按键操作,真正实现“所见即所控”。这是整个多媒体语音室中央集控系统的核心,包括多媒体网络中央集控和多媒体语音室本地控制器。系统组成结构图如3:
多媒体语音室中央集控系统分为本地采用桌面控制器等操作设备以及多媒体网络中央集控。本地教师通过控制设备从而控制网络中控内置的中央控制器最终实现对连接在其上面的多媒体设备的控制—本地控制;远程基于校园网实现的网管人员通过操作网管软件实现的对语音室端多媒体语音室内置的中央控制器,从而实现对中央控制器外联多媒体设备的控制—远程控制,最终实现对所有多媒体语音室的集中控制、远程状态监测、远程协助、远程接管等管理功能。
(1)本地控制
中央控制系统由中央控制主机(信息交互式中控)、控制面板组成。各部分之间用通信电缆相连,构成一个控制系统。其中控制面板是本地指令发送中心,中央控制主机则是指令接收和执行机构。教师通过桌面控制器控制中央控制器(信息交互式中控),从而实现对连接于其上的多媒体外设的控制,真正的实现“所见即所控”。
(2)网络控制
采用最先进的网络技术,配合控制室端管理平台,运用TCP/IP协议实现网络控制。该方法采用广泛应用的成熟的互联网,从而使系统控制实现与网络的紧密连接,实现了系统控制的灵活性和多样性。
2.多媒体教学系统
语音室端的终端设备(教师机或信息交互式中控)要实现对资源的建设和点播;利用“我的课堂”进行多媒体教学;同时系统利用多画面课堂实时录播系统,实现对语音室端多视频流同步合成地直播、点播、精品课件制作等。系统配置的资源点播平台包含基于B/S结构的资源管理平台,为教师资源的上传提供基于B/S结构的、开放式管理平台。全面支持基于内部园区网或广域网终端对课件库资源的授权访问、浏览查询与下载导出应用。
3.视频监控系统
数字视频监控系统由语音室端视音频、控制信号采集部分;数字编码部分;传输部分;控制部分;以及显示和记录部分五大块组成。
(1)语音室视音频、控制信号采集部分
语音室端视音频信号采集部分由摄像套件、拾音器组成;选择高性能的一体化彩色摄像机,完成高精度视音频信号的采集:通过拾音器/话筒和音箱或耳麦,可以实现语音室与主控室之间的IP对讲功能,在有意外情况发生时,网管老师无需到语音室,通过IP对讲可以实现与语音室及时方便地对话。视音频输入信号、音频输入信号,云台镜头控制信号传输给信息交互式中控。
(2)数字编码部分
信息交互式中控可接收来自摄像头的模拟视频信号和来自拾音器的模拟音频信号。将其数字化,利用硬件压缩芯片实时压缩为WMV码流,并通过以太网接口发送到网络上。这些码流由专用软件接收、处理。并且该终端将云台镜头、红外、微波探测器的控制信号进行数字编码。所有的音视频信号都送到视音频矩阵,由主控制计算机控制软件选择任一路信号转到硬盘录像机保存;通过视频服务器送入网络,供语音室计算机实时点播。使得语音室端的视频、音频信号和控制信号可以在校园网中传输,实现远程数字视频监控。
(3)传输部分
通过信息交互式中控,将视频/音频信号进行数字编码,符合TCP/IP协议标准,通过以太网接口发送到网络上,在校园网中传输。
(4)控制部分
通过信息交互式中控内置的云台镜头解码器模块,可由终端—信息交互式中控直接控制云台和镜头。整个系统的控制部分主要由监控软件及相应的模块来完成,实现集中控制、集中管理,网管只需要在主控、分控计算机上,就可以完成对语音室端视音频信号地监控,从而完成设备监控、教学评估和观摩教学;能够灵活控制云台、镜头,如镜头的伸、缩,云台地转动等。
(5)显示和记录部分
显示部分可以由电视墙中的普通电视(需要配置数字解码器)显示,同时也可以在多台监控主机上实现监控显示,完成学校所有语音室视频地监控。并且随时进行硬盘录像,以便作为凭证和示范教学的素材。
4.课件实时录制系统
课件实时录制系统是针对目前学校对网络教育的需求,针对学校普遍存在的专业课件制作人员的短缺,应用的急迫性而应运而生的一套快速的课件制作软件。专业版录课系统(即网络单用户)通过另一台录制机来录制教师的授课现场。授课教师无须改变授课习惯,无须学习使用。在录制的过程中,对音频、视频以及计算机屏幕进行监视。为了保证课件录制效果整个系统分为两部分:
录制端:整个系统的控制程序,生成课件;
教师端:安装在教师计算机上负责捕获教师计算机的屏幕内容,并发送给录制端。
5.PC机远程管理维护系统
在高校的多媒体语音室环境里,由于教学的需要,PC机的管理维护非常的重要。系统充分考虑了这种实际,对语音室PC机的管理维护给予了充分地解决。整个系统基于SyrnanteeGhost8.0,结合网管平台,可以提高对网络化PC系统管理的效率,大大地减少了日常维护的费用。
(1)OS(操作系统)部署和灾难恢复
在语音室端PC发生故障或第一次安装操作系统的时候,管理员不需要到语音室端进行维护,只需通过网管平台控制PC远程启动进入维护状态,并指定需要恢复的文件,即可将语音室端PC机GHOST为备份的状态。对于同时需要对多台PC进行网络GHOST操作,syrnanteeGhost8.0集成了Ghostcast服务器,支持把Ghost镜像或者软件单播、多播、或者有选择安装到PC客户端,这样就加速了部署并减少网络拥塞。
(2)远程管理
多媒体网络化语音室的教师机具有分散性,管理人员为了解决教师在使用计算机当中遇到的“疑难杂症”,跑细了双腿、磨破了嘴皮,其中的辛苦自不用说,酸楚的滋味加上无奈的叹息才是最深的痛苦。一个小小的设置错误、甚至是个不恰当的操作,都可能成为普通计算机用户无法排除的“故障”,而这些无足挂齿的问题却成为管理员奔波的理由。系统利用远程管理软件,可以实现远程接管PC和远程管理语音室端的中控系统及多媒体设备,把管理员从这种奔波中解脱出来,减少他们的工作强度。
通过在教师机上安装、运行远程管理软件的被控端程序,在管理员老师的工作机上安装、运行远程管理软件的控制端程序。实现控制端网管主机对被控端教师主机的接管,这些问题也就解决了。
五、结束语
随着多媒体教学的不断发展,学校的多媒体语音室日益增多,这就需要设计采用智能中央控制器内置网络管理模块,通过网络对每间多媒体语音室的控制设备和受控设备进行管理和基本维护。通过整个系统的设计实现,完成了对学校多媒体语音室管理维护工作的电子化和数据化,通过在实际应用中的测试,一方面极大地方便了工作,更重要的是对今后更加规范化的多媒体语音室维护和管理工作产生了深远影响,也对多媒体的教学起到了更好的效果。
参考文献:
[1]邱哲,王俊标,马斗.Struts Web设计与开发大全[M].北京:清华大学出版社,2006.444.
[2]唐月娥,董玲,陈一民.共享式多媒体教学系统的设计与实现[J].计算机与数字工程,2007,35(4):153-156.
[3]陶勇,李晓军.HIBERNATE ORM最佳实践[M].北京:清华大学出版社,2007.
[4]周明,蒋丽华,王东.多媒体教室中央控制系统设计[J].西南师范大学学报:自然科学版,2008,33(6):68-74.
[5]孟颇.精通Spring-Java轻量级架构开发实践[M].北京:人民邮电出版社,2006.
[关键词] 多媒体语音室 中央集控 远程控制 资源共享
一、引言
随着现代教育技术的不断发展,充分利用计算机技术、多媒体技术、网络技术的多媒体语音室越来越多,多媒体语音室在教学中应用的地位也得到了认可。因此,多媒体教学逐渐成为取代传统教学的手段,也在各级院校的教学中得到推广,采用有多媒体设备的多媒体语音室数量也在急剧增长。就目前来看,组建多媒体语音室大多采用网络化智能中央控制管理系统,如何利用计算机技术、多媒体技术、网络技术,把所有的多媒体语音室有机地连接起来,使之成为一个具有远程控制、状态反馈的网络型集中控制系统将具有很大的实用意义。
二、多媒体语音室中央集控系统的设计思路
(一)从功能方面
1.多媒体语音室的网络化集中管理、控制和维护
对于多媒体语音室,各高校要求可管理性不断提高,可管理的范围不断扩大,使多媒体语音室纳入有序化管理;同时,对于多媒体语音室的控制力度加强,维护更加简易化,从设备配置、基础信息、状态报告、统计分析、远程调试、远程协助、远程升级等多方面实现控制。
2.多媒体语音室实现可视化管理,全面扩展安全防盗系统
多媒体语音室引入数字视频系统,实现可视化管理,提高管理效率。这样,对于多媒体语音室的核心设备——中控的全天候工作能力提出了更高的要求,而且由于采用视频服务器,可以单独工作。
3.多媒体主播语音室及课堂录播系统的建设
在多媒体语音室环境下,通过合理的扩展,采用先进高效的VGA采编技术。可将主播语音室多媒体课件内容和多路教学现况实时采编、传输、广播、点播、编辑等功能,实现优质课堂全方位、立体化再现,有效开展精品课程建设。
4.系统整合,实现综合应用
实现校园网、多媒体语音室和数字化资源合理整合,实现基于多媒体语音室环境下的教—学—管的综合应用。
(二)从性能方面
1.多媒体语音室的管理核心——中控设备的稳定性
中控功能越来越强大,己经成为多媒体语音室的管理核心,大部分的管理工作都依靠中控来实现,因此对中控工作的性能要求很高,尤其是稳定性,需要从基础技术、工艺结构、设计开发、人机界面等多方面进行解决。
2.中控全天候工作的能力
可视化管理成为多媒体语音室建设的必然趋势。可视化的一个重要应用就是安全防盗,整个中控系统不仅要满足教学时段的应用,还要满足非教学时段的应用。这就要求整个管理的核心——中控要具备极佳的全天候不间断的工作能力。
3.中控管理的灵活性和定制性
由于教学方式和管理方式的差异,不同学校在多媒体语音室的建设标准、应用标准和管理标准都是不一样。这就要求基于中控为核心的多媒体语音室建设要灵活,整体规划,模块化搭建,管理模式可定制,以最适合学校用户需求的标准自主创建多媒体语音室的建设和管理应用。
4.设备操作的简便性。
操作的简便性是系统应用的基本特性,充分体现友好的人机交互和系统的人性化。
三、系统结构设计
多媒体语音室设备主要实现外部AV音视频输入/输出。各个被控语音室中除了传统的多媒体设备,还配有基于网络的语音室控制器、网络中控及一键控制键盘、摄像机、MPEG4视频服务器、对讲设备等。单个语音室多媒体控制系统连接示意图图2:
主控室采用基于局域网的多媒体群控管理系统。系统充分利用了网络技术、监控技术、计算机技术、多媒体技术。把所有多媒体语音室有效地联系起来,充分发挥其功效;同时也很好地简化了多媒体语音室的日常管理和维护工作。使用多媒体语音室群控管理系统,管理人员只需在主控制室里就可以及时了解各个多媒体语音室的使用情况,发现问题,并帮助解决。大大降低管理人员的工作量,提高工作效率,保证教学的正常进行。
四、多媒体语音室中央集控系统的模块实现
1.多媒体语音室管理系统
多媒体中央控制系统利用计算机及微电脑技术对多媒体网络化语音室、会议室、多功能厅等功能语音室中的各种设备进行集中控制、管理,以简单明了的按键方式提供使用,将复杂的控制转化为简单的按键操作,真正实现“所见即所控”。这是整个多媒体语音室中央集控系统的核心,包括多媒体网络中央集控和多媒体语音室本地控制器。系统组成结构图如3:
多媒体语音室中央集控系统分为本地采用桌面控制器等操作设备以及多媒体网络中央集控。本地教师通过控制设备从而控制网络中控内置的中央控制器最终实现对连接在其上面的多媒体设备的控制—本地控制;远程基于校园网实现的网管人员通过操作网管软件实现的对语音室端多媒体语音室内置的中央控制器,从而实现对中央控制器外联多媒体设备的控制—远程控制,最终实现对所有多媒体语音室的集中控制、远程状态监测、远程协助、远程接管等管理功能。
(1)本地控制
中央控制系统由中央控制主机(信息交互式中控)、控制面板组成。各部分之间用通信电缆相连,构成一个控制系统。其中控制面板是本地指令发送中心,中央控制主机则是指令接收和执行机构。教师通过桌面控制器控制中央控制器(信息交互式中控),从而实现对连接于其上的多媒体外设的控制,真正的实现“所见即所控”。
(2)网络控制
采用最先进的网络技术,配合控制室端管理平台,运用TCP/IP协议实现网络控制。该方法采用广泛应用的成熟的互联网,从而使系统控制实现与网络的紧密连接,实现了系统控制的灵活性和多样性。
2.多媒体教学系统
语音室端的终端设备(教师机或信息交互式中控)要实现对资源的建设和点播;利用“我的课堂”进行多媒体教学;同时系统利用多画面课堂实时录播系统,实现对语音室端多视频流同步合成地直播、点播、精品课件制作等。系统配置的资源点播平台包含基于B/S结构的资源管理平台,为教师资源的上传提供基于B/S结构的、开放式管理平台。全面支持基于内部园区网或广域网终端对课件库资源的授权访问、浏览查询与下载导出应用。
3.视频监控系统
数字视频监控系统由语音室端视音频、控制信号采集部分;数字编码部分;传输部分;控制部分;以及显示和记录部分五大块组成。
(1)语音室视音频、控制信号采集部分
语音室端视音频信号采集部分由摄像套件、拾音器组成;选择高性能的一体化彩色摄像机,完成高精度视音频信号的采集:通过拾音器/话筒和音箱或耳麦,可以实现语音室与主控室之间的IP对讲功能,在有意外情况发生时,网管老师无需到语音室,通过IP对讲可以实现与语音室及时方便地对话。视音频输入信号、音频输入信号,云台镜头控制信号传输给信息交互式中控。
(2)数字编码部分
信息交互式中控可接收来自摄像头的模拟视频信号和来自拾音器的模拟音频信号。将其数字化,利用硬件压缩芯片实时压缩为WMV码流,并通过以太网接口发送到网络上。这些码流由专用软件接收、处理。并且该终端将云台镜头、红外、微波探测器的控制信号进行数字编码。所有的音视频信号都送到视音频矩阵,由主控制计算机控制软件选择任一路信号转到硬盘录像机保存;通过视频服务器送入网络,供语音室计算机实时点播。使得语音室端的视频、音频信号和控制信号可以在校园网中传输,实现远程数字视频监控。
(3)传输部分
通过信息交互式中控,将视频/音频信号进行数字编码,符合TCP/IP协议标准,通过以太网接口发送到网络上,在校园网中传输。
(4)控制部分
通过信息交互式中控内置的云台镜头解码器模块,可由终端—信息交互式中控直接控制云台和镜头。整个系统的控制部分主要由监控软件及相应的模块来完成,实现集中控制、集中管理,网管只需要在主控、分控计算机上,就可以完成对语音室端视音频信号地监控,从而完成设备监控、教学评估和观摩教学;能够灵活控制云台、镜头,如镜头的伸、缩,云台地转动等。
(5)显示和记录部分
显示部分可以由电视墙中的普通电视(需要配置数字解码器)显示,同时也可以在多台监控主机上实现监控显示,完成学校所有语音室视频地监控。并且随时进行硬盘录像,以便作为凭证和示范教学的素材。
4.课件实时录制系统
课件实时录制系统是针对目前学校对网络教育的需求,针对学校普遍存在的专业课件制作人员的短缺,应用的急迫性而应运而生的一套快速的课件制作软件。专业版录课系统(即网络单用户)通过另一台录制机来录制教师的授课现场。授课教师无须改变授课习惯,无须学习使用。在录制的过程中,对音频、视频以及计算机屏幕进行监视。为了保证课件录制效果整个系统分为两部分:
录制端:整个系统的控制程序,生成课件;
教师端:安装在教师计算机上负责捕获教师计算机的屏幕内容,并发送给录制端。
5.PC机远程管理维护系统
在高校的多媒体语音室环境里,由于教学的需要,PC机的管理维护非常的重要。系统充分考虑了这种实际,对语音室PC机的管理维护给予了充分地解决。整个系统基于SyrnanteeGhost8.0,结合网管平台,可以提高对网络化PC系统管理的效率,大大地减少了日常维护的费用。
(1)OS(操作系统)部署和灾难恢复
在语音室端PC发生故障或第一次安装操作系统的时候,管理员不需要到语音室端进行维护,只需通过网管平台控制PC远程启动进入维护状态,并指定需要恢复的文件,即可将语音室端PC机GHOST为备份的状态。对于同时需要对多台PC进行网络GHOST操作,syrnanteeGhost8.0集成了Ghostcast服务器,支持把Ghost镜像或者软件单播、多播、或者有选择安装到PC客户端,这样就加速了部署并减少网络拥塞。
(2)远程管理
多媒体网络化语音室的教师机具有分散性,管理人员为了解决教师在使用计算机当中遇到的“疑难杂症”,跑细了双腿、磨破了嘴皮,其中的辛苦自不用说,酸楚的滋味加上无奈的叹息才是最深的痛苦。一个小小的设置错误、甚至是个不恰当的操作,都可能成为普通计算机用户无法排除的“故障”,而这些无足挂齿的问题却成为管理员奔波的理由。系统利用远程管理软件,可以实现远程接管PC和远程管理语音室端的中控系统及多媒体设备,把管理员从这种奔波中解脱出来,减少他们的工作强度。
通过在教师机上安装、运行远程管理软件的被控端程序,在管理员老师的工作机上安装、运行远程管理软件的控制端程序。实现控制端网管主机对被控端教师主机的接管,这些问题也就解决了。
五、结束语
随着多媒体教学的不断发展,学校的多媒体语音室日益增多,这就需要设计采用智能中央控制器内置网络管理模块,通过网络对每间多媒体语音室的控制设备和受控设备进行管理和基本维护。通过整个系统的设计实现,完成了对学校多媒体语音室管理维护工作的电子化和数据化,通过在实际应用中的测试,一方面极大地方便了工作,更重要的是对今后更加规范化的多媒体语音室维护和管理工作产生了深远影响,也对多媒体的教学起到了更好的效果。
参考文献:
[1]邱哲,王俊标,马斗.Struts Web设计与开发大全[M].北京:清华大学出版社,2006.444.
[2]唐月娥,董玲,陈一民.共享式多媒体教学系统的设计与实现[J].计算机与数字工程,2007,35(4):153-156.
[3]陶勇,李晓军.HIBERNATE ORM最佳实践[M].北京:清华大学出版社,2007.
[4]周明,蒋丽华,王东.多媒体教室中央控制系统设计[J].西南师范大学学报:自然科学版,2008,33(6):68-74.
[5]孟颇.精通Spring-Java轻量级架构开发实践[M].北京:人民邮电出版社,2006.