教室智能管理系统（精选10篇）
教室智能管理系统 篇1
1 学校智能录播教室系统总体要求
学校智能录播教室系统要求建设一个实用的多媒体全自动智能录播教室, 并提供精品课件制作和多功能多媒体教学智能录播功能, 其目的是在学校现有规划多媒体教室基础上建立多功能多媒体全自动录播及教学技能实训中心, 它可方便地将本校各类教师在现有多媒体自然教室环境下授课现场的视频、音频、讲稿和授课者屏幕操作 (VGA) 等自动录制成一个完全同步、完整的多媒体课件。
多功能智能录播教室应具有全自动跟踪功能, 支持外接摄像机以方便专门人员采集高标准的录制效果, 在系统的安全性和稳定性确定的情况下必须具备以下几个功能:精品课程制作;观摩授课的自动录播;多媒体演/录播应用功能;网络广播和点播应用;网络数字化微格教室功能。
2 学校智能录播教室系统拓扑设计
学校智能录播教室系统不改变教师和学生的上课习惯, 系统通过录播主机将授课老师的讲稿 (包括文字、图片、动画、声音、板书) 与授课现场录下的影像, 实现自动实时和手动切换两种模式合成同步多画面多媒体课件制作功能;基于网络, 系统实现在校园网上的点播和同步直播, 可实时在线和网上点播时进行点评。系统拓扑设计如下:
3 系统设备功能及技术要求
3.1 信号实时采集
1) 多路视频信号的实时采集:包括一个录播教室同时安排3个全自动跟踪的固定安装的云台摄像机;3个对应兼容的手动控制的摄像机, 其它视频信号的采集 (DVD、电子白板等) 。
2) 高质量VGA信号传输:Powerpoint等电子讲义直接以纯硬件VGA画面实时采集压缩并获取, 图像分辨率 (640x480~800x600~1024x768分辨率/4FPS~25FPS帧率) 。
3) 声音的采集:为了保证录制课件的效果, 要保证录制声音清晰, 抑制回声啸叫, 有降噪处理, 只拾取有效的声音信号, 教室中其他的干扰噪音等都将被自动过滤, 从而有效的保证现场直播或后期回放的声音效果, 以保证录制课件的效果, 保证声音的完美采集。
3.2 多媒体教学实录
系统不仅可以按多媒体授课时实际发生的时间顺序, 真实记录全过程、全场景的课堂实况 (支持同时多屏录制的课件模式/选择单屏录制的电影模式) , 实时直播的内容包括教师场景、学生场景和课件场景等, 而且授课完毕后, 视频、音频、老师的讲稿和现场操作等自动录制成一个完全同步的、完整的多媒体课件, 整个过程必须在无人工干预的情况下自动进行。
系统配置1路VGA接口、4路视频复合接口, 实现单/二/三/四屏同步实时录播功能, 支持以下五种同步录制模式:
视频1+视频2+VGA三屏模式;
视频1+视频2+视频3三屏模式;
视频1/视频2/视频3+VGA切换二屏模式;
视频1+视频2+视频3+VGA四屏模式;
视频1/视频2/视频3/VGA切换单屏模式。
3.3 精品课程录播
主系统控制界面能同时预监至少3个摄像机视频 (演讲/板书视频、学生视频和全景视频) 、1路VGA视频, 以及2路静止画面, 同时还能监视到输出视频, 输出视频由系统智能选择, 输出并生成多画面和单画面选择的满足精品课程要求的视频流文件, 系统也支持手动多摄像机位同步切换。
系统在进行切换单流实时录播 (分辨率720x576@25fps) 过程中, 同时支持视频1+视频2+VGA三屏同步录制和直播输出, 分辨率满足视频 (720x576@25fps) /VGA (1024x768@25fps) , 生成3个独立的视频文件, 满足流媒体WMV标准格式, 作为原始素材保存, 为后期编辑提供素材。整个过程能够在网上进行直播, 或者录播, 并且所录制的“精品课件”可自动发布成WMV/VCD/DVD格式供直接播放。
系统除了支持全自动摄像机云台控制和场景切换工作模式之外, 在对精品课程有更高要求时, 还支持手动/半自动摄像机云台控制工作模式。根据教室的光线不同, 还要求支持手动方式的聚焦和曝光控制。
3.4 演讲和板书自动跟踪拍摄和控制
该部分摄像机自动跟踪、录播录播教室上课情况, 自动跟踪教师板书的位置, 并且联动摄像机来清晰拍摄黑板的字迹, 当教师使用PC操作时, 教师在学生中演讲, 以及学生回答问题时, 系统能自动地控制切换拍摄。
3.5 课件后期编辑和精品制作
多媒体单画面视频流后期编辑工具软件, 可以把生成的多画面同步的单个多媒体流文件通过可视化界面主动选择, 最终生成单画面的视频流文件, 并可自动发布成WMV/VCD/DVD格式, 用于“精品课件”制作。
3.6 IP远程录播控制
当录播服务器工作时, 授课老师可以在远程网络中使用软件实现远程的录播控制, 支持录播信息输入、控制录制、直播、暂停和停止等。演讲完毕, 授课老师可以在不需要专业技术人员的帮助下即时远程浏览和复制所录制的多媒体课件。
3.7 多媒体视频资源在线存储和应用管理
系统提供配置一套多媒体视频资源综合应用管理和服务软件 (实现广播和点播功能) , 将录制好的多媒体会议视频资源, 通过该软件进行发布, 终端用户通过web页面访问所需的多媒体会议视频资源。系统平台支持B/S模式进行点播接收, 支持Web方式进行管理, 支持安全认证管理功能。功能实现模块化, 扩展性好。
4 智能录播教室系统主要设备清单及推荐品牌
参考文献
[1]邓文新.录播系统在精品课程教学录像制作中的应用研究.中国电化教育, 2008 (5) .
[2]张飞碧.全自动智能录播系统的架构分析.中国电化教育, 2008 (5) .
[3]冀燕丽, 王玉清.高校精品课程制作中自动录播系统的设计与应用.中国现代教育装备, 2009 (14) .
教室智能管理系统 篇2
“同学们，今天我们要到全新的智能教室去上课了，大家是不是很期待呢?”吕老师笑着对我们说，同学们听说有新教室，各个眼冒精光，亟不可待地跟着吕老师向新教室跑去。
“哇，太赞了。”来到新教室门口，同学们惊讶的合不拢嘴，首先映入眼帘的是拱形门，左侧是休息区，右侧是一个小型雨林生态系统。“同学们，看头顶。”在吕老师的提示下，大家抬头一看，哇，透明的拱形门原来是鱼缸，好多小鱼在里面游来游去，如同一个小型的.海底世界。“这能是教室?”同学们有些半信半疑。
穿过拱形的门口，我们进入了一个半圆形的区域，大概有两个平常的教室那么大，一侧是可以360°旋转的演示台，其余的扇形区域又150平方米左右(列数字)，四十几个孩子站在里面一点也不挤，十分宽敞;智能管家会根据外面的光照强度、温度、空气质量，对教室的光线、温湿度及空气进行调节，体感十分舒适。
通过人脸性别系统感应到我们后，智能管家用十分好听的声音说：“欢迎来到三年七班，语文课将于10分钟后开始，请同学们准备好学习用品，准备上课。”
“怎么上课呀?这里除了一个台子，什么都没有呀?”同学们怀疑地说。话音刚落，演示台一侧的地板开始变形，三排呈椭圆形排列的折叠桌椅瞬间打开，像扇子面一样围着演示台，排列整齐。“请大家各就各位，做到自己的座位上，我们准备上课。”吕老师提醒道。刚刚坐下，同学们就惊喜的发现自己的座椅可以根据身高、体型调节适宜的高度、宽度，还能监测我们的阅读、书写姿势，发现不正确时，立刻发出震动报警。
3D模拟演示是智能教室的核心技术，可以向同学们真实展现3D画面。今天吕老师为大家讲授的是《果园机器人》。随着吕老师的电子笔在屏幕上滑动，演示台上出现了3D模拟画面，一个丰收的果园，来来往往忙碌着摘果子的机器人和笑得合不拢嘴的果农出现在大家面前。同学们被新奇的授课方式深深吸引，下课铃响起时，大家和平时判若两人，谁也不愿意下课，纷纷要求吕老师接着讲。
大学智能教室集控中心设计 篇3
智能教室集控系统支持接入多种类型的智能教室，包括符合网络标准的网络中控型、监控型、标准录播型、专业录播型等。根据教室类型不同，集控系统提供不同的管控功能。这些教室在集控系统的统一管理下协同工作，构成学校完整的智能化教学环境。
智能教室集控系统实现了对智能教室的整体运行管理，系统将校园中的智能教室连接在一起，教学服务以及教学管理人员可以通过系统对各种智能教室进行使用日常管理，这些管理工作包括开启关闭管理、教室分类管理、智能教室设备管理、教室任务管理等。通过集控系统可以有效提高管理的效率。
智能教室在课堂教学过程中，实现了远程的辅助教学，教学服务人员可以帮助教师操作教学设备，按照教师或管理者的要求，将优秀教师的授课内容在全体、一组、特定的智能教室内直播，实现示范教学，也可以帮助授课教师进行课堂教学过程的现场录制。
集控系统还可以帮助学校进行教学现场监控及观摩，在智能教室进行考试时，集控系统还可以起到考场电子监控功能，实现考试的网上巡查，同时可以对现场进行录像、存储、管理。
系统具有以下几方面的功能：
一、智能教室管理功能
（一）开关机管理——按课表、定时、手工批量
系统支持管理者，事先输入各智能教室对应的课程表，按照课程表的时间要求，在上课前，启动智能教室内的教学设备， 当课程结束后，系统可以自动关闭这些设备。针对特定设备如投影机，可设定电源延时切断时间。
（二）分类管理——分组、分区、分状态
很多学校的智能教室数量较多，由于教学的需要或者空间的限制，这些教室分布在不同的区域，或为不同的教学单位使用。在对这些智能教室进行管理时，用户希望能够分类管理这些智能教室。
（三）设备管理——设备登记、统计分析、用户管理、系统日志
将每间智能教室的设备登记后，系统自动记录智能教室内设备的使用状况。比如数量、使用次数、使用时间等。通过分析得出各类教室的利用率、各类设备的利用率、设备的故障率等等。智能教室设备只能允许合法授权的教师应用，还可以配合授权卡发卡系统，发放管理授权卡。
（四）任务管理——任务列表
为了保持学校内所有智能教室都正常运行，我们需要能够随时了解。为了方便管理者全面地了解整个系统及管辖的智能教室的现状和下一步的变化，系统向管理者提供任务列表功能。按时间顺序，用不同的颜色表示出任务状态。
二、远程辅助教学功能
（一）辅助授课——当授课教师，系统提供了强大的远程控制操作功能，比如远程接管智能教室内的设备，控制设备操作，如开启关闭、播放暂停、设备切换等等；对智能教室的授课计算机进行远程桌面接管。
（二）示范、广播教学——支持管理人员，将进行优秀示范课程的智能教室内，授课教师现场教学的视频图像，直播到全部、部分、某一组、某一个智能教室，并通过智能教室内的设备播放出来，实现示范教学。
（三）快速响应：求助响应、报警响应
当接入系统的智能教室内，授课教师通过智能教室一体机，向集控中心发出呼叫请求时，或是系统接收到通过智能教室一体机传来的设备故障报警、传感器报警时，系统会立即启动相应功能，接通与智能教室的语音通话，并将智能教室传来的视频图像，显示出来，及时地响应求助和报警，对传感器报警的智能教室还将自动启动视频图像录制功能，保存记录备档。
三、课堂展示：集中展示、单独展示、监控录制
越来越多的智能教室具备了监控的功能，系统为了帮助管理者更好的了解教学现场的实时状态，提供了课堂展示的功能。
（一）多画面选择——管理者可以以每屏幕显示4、9、16幅画面的方式，巡视所有监控型智能教室，巡视的顺序可以事先按分组、分区的方式设定。
（二）重点关注——当有管理需要或有教室出现异常时，可以将指定的教室以全屏显示的方式单独展示出来，以便进行重点关注。
（三）监视墙输出——在有些教学应用中，系统还支持结合电视墙设备，在相对多的显示设备上，更多的展示教室现状，管理者通过这种方式，实现诸如教学现场监控、考场电子巡视等教学需求。
四、构建现代化的“教学集控中心”
智能教室集控系统通过网络扩大了教学服务管理范围，提升了学校智能教室运行管理的工作质量。结合智能教室集控系统，学校还可以配套计算机、控制台、显示屏等硬件设备，建设教学集控中心，强化对课堂教学的服务和管理。
五、解决策略
（一）引入新的平台技术
科技的发展日新月异，无线多媒体技术也已经是十分成熟的技术，教师作为教育工作一线工作者，应顺应时势，对新的科技有所了解，科技的发展是让工作越来越轻松，所以每当有新的科技出来，我们不必害怕，而需了解掌握。对于平板电脑，如果应用于教学，我认为有以下优势：
1.触控、手写、操作方便。试想我们不再需要讲台上下跑，不再需要鼠标键盘繁琐的操作，轻轻一划、一点、轻松简单，我们无需被鼠标键盘束缚。
2.无线连接，教师脚步遍布教室每一个角落。有了无线连接技术，我们再也不需要各种复杂的连接线，我们可以带着我们的多媒体平台满教室走动，教师真正成为任何课堂的核心引导者。
3.轻便，灵活。平板电脑、智能手机，它没有庞大的体积，没有笨重的重量，小孩子都能拿在手中把玩，教师可以把它拿在手中，把电子书本放在当中。
4.功能多合一，学生乐于参与。网络智能设备作为新的科技产物，它集许多功能于一身，你可以通过网络设备上的摄像头，把学生操作的实时画面以图片或摄像的形式展现在投影仪上，让更多的学生作品展示给大家看，也可以让学生参与操作，简单的动动手指，每个学生都会，同步性高、及时反馈、灵活操作是这个平台最大的优势。
（二）改变以往课件形式
当网络智能设备用于教学，那么，我们对课件的定义需要大大的扩充，PPT、奥斯威尔、FLASH等等，我们的课件不再单一，我们不必特地去制作课件，平板电脑等只能设备本身可以作为书本，它所展示的每一个画面都可以认为是课件的一部分，这课件不是制作的，而是浑然天成的，是在教学过程中师生慢慢摸索产生的，我们不必制作死板的按部就班的课件，我们需要灵活的课件，一个固有的课件，如何营造灵活的课堂，我们设想再多，远不及几十个学生所想，我们准备再多，总有遗漏的地方，那就干脆让课件存在漏洞，让学生去填补。平板电脑的引入，可以让我们的课堂更灵活。
教室照明智能控制系统的设计 篇4
目前,学校教室照明系统是由固定开关来控制的,由于大多数同学的节能意识淡薄,并且强光下人的眼睛对弱光不敏感,在自然光照大于灯具光照的情况下,难以觉察到灯光的存在。因此,教室内的长明灯现象仍到处可见,造成了严重的浪费。而且,在有些大教室内的光线差别很大,很难通过控制开关来调节室内的光照强度,使室内的光照达到人眼适应的强度,不能有效缓解视疲劳。针对这些问题, 本系统利用光敏电阻检测室内不同地方的光照强度, 利用光电开关和红外热释电传感器结合检测人数, 采用以MSP430超低功耗单片机为核心的数据采集和处理装置,设计了基于MSP430的教室照明智能控制系统,实现教室无人或者光照充足时自动关灯,有人到来且光照不足时自动开灯的功能,达到节能的目的, 实现对教室照明的智能控制。
1 系统方案
根据设计方案的要求,本系统主要由人数统计模块、红外探测模块、光照强度检测模块和参数显示模块等构成。人数统计模块用来统计进出教室的人数,同时光照强度检测模块实时地检测教室内的光照强度,如果在教室内有人并且达到开灯的光照强度时,系统就会根据教光照强度的分布自动打开教室内的灯,红外探测模块实时检测教室内是否有人并且与人数统计作对比,用来弥补系统因为同进同出而产生的误差。系统总体结构框图如图1所示。
2 系统硬件设计
2.1 电源电路
因为MSP430是3.3V供电,整个系统控制部分都是采用3.3V,同时考虑到系统对电源要求具有稳压和纹波小等特点,另外也考虑到硬件系统的低功耗等特点,为了与其他模块的引脚电压相匹配,因此本硬件系统采用LT1086电源芯片实现,该芯片能很好地满足本硬件系统的要求,而且具有很小的封装,因此能有效地节约PCB板的面积,具体原理图如图2所示。
2.2 光照强度检测模块
光照强度检测电路[3]主要元件器是光敏电阻等, 电路原理图如图3所示。光敏电阻随着光照的不同而阻值不同,其分压也就不同,从而对光的强度进行实时的检测。经过反复的测试,将阻值分为几个不同的区域,这些阻值区域对应相应的电压范围,电压经ADC0809后成为数字量输送到单片机。
2.3 人数统计模块
系统的人数统计模块[4]中,采用镜反射式光电开关检测统计人体的个数,镜反射式光电开关把发射器与接收器设计在不一体上,光电开关的发射器发出的红外线碰到障碍物,反射回接收器,当被检物通过且完全把光线阻断时,光电开关就会产生探测的开关电平信号。
2.4 人体检测模块
热释电红外传感器可以检测到人体移动时发出的一定波长的红外线,探头接收到的红外线通过菲涅尔透镜滤光片加强后,汇聚到红外感应源上。热释电红外传感器和一定量外围元器件即可构成最基本的红外热释电传感器模块。红外热释电传感器电路图如图4所示。
红外热释电传感器检测的是移动的人体,而在教室内的人不会持续移动,这时传感器就会失效, 为了解决这个问题,系统采用舵机带动红外热释电传感器运动实现红外热释电传感器与人体的相对运动,从而实现静止人体的检测。
3 系统软件设计
系统软件采用C语言编写,系统主要分为正常模式和非正常模式,首先系统进入正常模式,开始统计人数,同时系统每隔一段时间通过红外热释电传感器检测教室是否有人,避免因为教室人数为零而统计人数不为零的情况。当教室人数统计为零的时候,如果红外热释电传感器检测到教室有人,系统将进入非正常模式,将实时扫描教室,当教室没人时将自动将教室的灯关闭。系统软件流程图如图5所示。
图5系统软件流程图 (参见下页)
4 总结
本系统较好地实现了教室无人或者光照充足时自动关灯;有人到来且光照不足时自动开灯的功能, 并且实现了教室内光线不均匀时自动调节教室内光线的目的,最终达到节能的目的,实现对教室照明的智能控制。此系统有很大的推广应用价值。
摘要：文中提出了一种教室照明控制系统的设计,此系统采用MSP430单片机作为控制芯片,光敏电阻、光电传感器和红外热释电传感器,分别检测教室的光照强度、进行人数统计和人体检测,并通过LCD1602液晶屏实时显示测量的结果。此系统实用性强、性能优良、智能化强,实现了对教室照明的智能控制。
关键词：MSP430,教室照明,智能控制
参考文献
[1]沈建华.MSP430系列16位超低功耗单片机原理与应用[M].北京:清华大学出版社,2005.8.
[2]阎石.数字电子技术基础[M].北京:高等教育出版社,2006.5.
[3]陈书旺,张秀清,董建彬.传感器应用及电路设计[M].北京:化学工业出版社,2008.5.
智能化多媒体教室改造建设方案 篇5
重庆师范大学涉外商贸学院第六教学楼智能化多媒体教室建设共38间，其中小教室8间，大教室26间，阶梯教室3间，会议室1间。
本次多媒体教室建设包含多媒体教学资源分享平台和多媒体教室前端建设两个部份，其中多媒体教学资源分享平台为定制开发，多媒体教室前端建设为硬件、配套管理软件及安装调试。
二、建设原则
1.先进性原则：系统设计、施工和设备选型遵循先进性原则，能够使多媒体教室的建设与学校其它系统的建设在技术平台水平上保持相对的时代同步性，以保障系统的生命周期尽可能地延长;以保证与可以预见的将来的设备相兼容。
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、可靠性等要点，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，降低系统运行的人工和资金成本。本期建设对前端设备的稳定性和可
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靠性要求非常高，要能够每周7天，每天16小时不断工作，充分考虑系统的应变能力和容错能力，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，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。
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。
4.可扩展性原则：系统设计和规划时必须支持将来的扩容和平滑升级。在保障满足学校现有需求的同时，为学校将来的系统扩展打下基础。系统应采用模块化，并在设备选型方面有一定的可替换性。多媒体教育系统应能兼容和支持将来开展的.增值业务，应能支持用户的管理和控制。
三、设计规划
符合中国电气设计规范; 工业电气设计规范;
GB/T50311-建筑与建筑群综合布线工程设计规范; ANSI EIA/TIA-607民用建筑通讯接地标准;
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ANSI EIA/TIA-568A商务建筑布线标准： ANSI EIA/TIA-569A商务建筑通道标准;
ANSI EIA/TIA-606商务建筑布线系统文档建立标准; EIA/TIA TSB-67商务建筑布线系统测试标准;
GB50254-50259-96《电气装置安装工程施工及验收设计规范》; GA/T75-94《中华人民共和国公共安全行业标准》; GYJl25-86《厅堂扩声系统声学特性指标标准》;
GB6510-86《30MHz-1GHz音频和视频信号电缆分配系统》; GBJ《有线电视广播系统技术规范》;
GY106-92《民用建筑电缆电视系统工程技术规范》; 《民用建筑电气设计标准》。 四、设计方案
(一)数字化教学资源平台建设
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数字化教学资源平台以资源共建共享为目的，以创建精品资源和进行网络教学为核心，集资源分布式存储、资源管理、资源评价、知识管理为一体的资源管理平台，实现资源的快速上传、检索、归档并运用到教学中，并对校内分散的、不统一的教学资源进行集中统一管理，实现校内各个专业教学资源共享。配合一体化多点互动白板多媒体教学系统使用，把教师从鼠标、键盘、有线话筒的羁绊中解脱出来，到黑板前面，回归原生讲课姿态，实现教与学的互动交流，为师生提供了一个交流协作的平台和丰富的学习资源，为学生自主学习提供了便利，配合学校数字化校园的建设，打破了学习在时间和空间上的限制，实现了教室里、校园中、乃至互联网上随时随地的自由学习，有效促进了学生素质和能力的培养，提高了教学质量。
(二)多媒体教室前端及管理软件 1、小教室，大教室
每间教室配备两块100“，120” 16：9的一体化多功能白板(一块用于板书，一块用作投影幕布，并采用表面光波32点触控技术实现互动,保证触控的精度和定位的准确性)、一台教学用计算机，一台超短焦投影仪，一个摄像头，一只无线话筒、一台无线接收机，一台功放机、两只教学音箱及网络中控等设备。
2、阶梯教室
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每间教室配备一块82“ 16：9的一体化多功能白板(用作投影幕布，并采用表面光波多点触控技术实现互动)、一台教学用计算机，一台超短焦投影仪，一台长焦投影仪，一块200” 16：9搪瓷白板，一只无线话筒、一台无线接收机，一台功放机、四只教学音箱及网络中控等设备。
3、中控管理平台软件功能要求：整个系统的管理核心和基础运行平台，包含有数据库管理、基础配置管理、调度管理、信息管理、设备管理、广播管理、定时管理、日志管理、统计管理、用户及权限管理、报警管理、集中管理主控平台等。
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详细设备清单及技术参数
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多媒体教室的智能照明控制系统 篇6
1 系统设计
该系统主要由探测器和控制电路两大部分组成, 系统设计如图1所示。
探测系统由主动、被动热释电红外探测器和光亮度探测器组成。光亮度探测器由光敏电阻及放大器组成, 在控制盒内。被动探测器装在门口上, 主动探测器前部与透镜连接, 后部与电动机相连装在顶部不同区域, 探头要背光、避开暖气。控制系统由单片机、人机交互平台和继电器组成。图中不同继电器控制不同区域。
2 工作原理
为了系统的可靠性我们将此系统分成3种状态:首先, 教室没有人时断电所有的灯均熄灭;其次, 有人进入教室时, 根据照明度的不同又可分为三种:第一种, 照明度X≤X1时灯全部亮;第二种, 照明度X1≤X≤X2时每一组开一盏灯;第三种, 照明度X≥X2时灯全灭。其中照明度X1、X2可根据下式计算:
式中E为平均照度, Φ为光源的光通量, N为灯具数, U为灯具的利用系数, K为维护系数, A为室内面积, 单位m2。
系统工作时首先设定光亮度阈值, 使用光线亮度外探测器检测室内亮度并与阈值进行比较, 如果低于阈值, 那么静态红外探测器就开始工作, 来检测是否有人进入, 如果探测器给出探测信号有人, 那么控制器的到有效信号后就会做出相应的反应 (使灯亮或者灭) , 并作出相应的延迟T为动态探测器争取有效的时间, 动态探测器自动扫描, 其扫面周期小于T。也就是说在T时间间隔内如果动态探测器探测到人体信号则会一直触发延时输出, 使得有人的区域常亮, 如果在T时间间隔内没有检测到人的存在那么就会取消触发, 该区域灭灯。
3 硬件电路设计
多媒体教室的智能化照明控制系统采用模块化结构设计, 包括光亮度探测、人体探测、控制机制和编程模块等, 各个模块都独立于自己的功能, 互不干扰。
(1) 根据光亮度:系统工作时首先设定光亮度阈值, 使用光线亮度外探测器检测室内亮度并与阈值进行比较, 如果低于阈值, 那么静态红外探测器就开始工作, 来检测是否有人进入, 如果探测器给出探测信号有人, 那么控制器的到有效信号后就会做出相应的反应 (使灯亮或者灭) , 并作出相应的延迟T。
(2) 根据室内人员分布状态控制:采用主动、被动式热释电传感器对人体信号进行检测, 如果在T时间内分析出某区域的人体信号, 并将该信号输送到单片机, 控制器将作出延时的反应, 使得该区域继续保持, 而检测不到人体信号的区域继电器断开, 该区域灯灭。
(3) 根据多媒体屏幕控制:对于多媒体屏幕下放后前排灯灭的问题, 采用开关管控制。
(4) 语音提示:主要由时钟、语音电路、整形和播放器等组成。工作时, 首先在时钟上设定闹钟, 时间到时钟就会触发脉冲来驱动语音、音乐芯片来播放语音及音乐。
3.1 单片机的主要连接线路
本系统主要以ATmega16为主控制器, 如图2所示接线图, 图3为晶振电路, 为了提高时钟频率的稳定性, 我们选用了11.0592MHz的石英晶体, 电容选用了30pF。红外信号经放大后由光电二极管显示其信号接收, 再把放大的脉冲信号经单片机转换成连续电压信号送入光电耦合器模块进行对继电器的控制, 从而实现对照明灯的控制。P A口为数据输出输入总线, PA0~PA3实行对按键操作, PA4~PA7接发光二极管, 用来显示按键的输入信号。PB接光电耦合器PC847作为数据输出。PC接光电二极管作为输出, 但PC6作为喇叭输出接口。PD0和PD1即RXD和TXD预留为主控计算机串行口接口。RESET作为光电二极管和按键的复位电路接口。RXAL1和RXAL2外接石英晶体。
3.2 光敏信号放大和显示电路
光信号的放大主要是依靠光敏电阻来接收, 如有信号就对信号进行放大, 从而断开红外探测器电源;反之则起动红外探测系统。ULN2803A反向驱动放大器接发光二极管阴极, 发光二极管阳极通过限流电阻接+5V电源 (限流电阻的大小应满足发光二极管亮度要求, 电流小, 亮度不够;电流大, 耗电, 二极管寿命短。一般二极管电流为15m A左右) 。要使二极管发光, ULN2803A必须输出低电平, 所以探头就必须得有信号即输出。当有信号输出为“1”时, ULN2803A输出为“0”, 则LED亮;当无信号输出时即低电平时, 则LED不亮。
3.3 控制继电器的模块电路
该模块的主要功能就是使用继电器来控制信号的进入, 由耦合器 (PC847) 、集成块以及继电器等, 放大后的信号经单片机转换, 将高低电平信号转换成电压信号送入PC847中, 经过PC847稳压后送入集成芯片ULN2803A中实现对继电器的控制。
3.4 电源电路
电源电路和探测器电源电路相同, 都是将220V交流电经变压、滤波、整流后输出5V的稳定电压。只是为了抵消接线较长时的电感效应, 防止产生振荡, 探测器电源电路中稳压片的输入端电容 (1000μF) 要比电源电路 (470μF) 的大。
3.5 RS485通信接口电路
系统通过RS485协议, 使单片机与PC机通信。单片机的PD4通过光电耦合器连接485接口的DE端和RE端, 以控制发送器和接收器使能。RXD和TXD引脚则分别连接RO脚和DI脚, 以进行数据交换。A和B端为485网络差分信号的输入/输出端, 二者之间应该串接一个100Ω的电阻, 如图4所示是RS485通信接口电路, 4位一体的光电耦合器TLP521让单片机与485之间完全没有了电的联系, 提高了工作的可靠性。图4所示电路的基本工作原理为:当单片机PD4=0时光电耦合器的发光二极管发光, 光敏三极管导通, 输出高电压 (+5V) , 选中MAX485接口芯片的DE端, 允许发送。当单片机的PD4=1时, 光电耦合器的发光二极管不发光, 光敏三极管不导通, 输出低电压 (0V) , 选中MAX485接口芯片的 端, 允许接收。
4 结语
多媒体教室的智能化照明控制系统采用模块化结构设计, 由感光模块、开关模块、控制面板、智能传感器、编程插口、时钟管理器等, 系统中每个功能都独立储存于相应的功能模块中, 每个模块相互独立、互不影响。并且采用网络监控能够及时发现并维修故障, 管理人员的劳动强度明显减少, 手动/自动在计算机控制画面上简单易行。并且系统性能稳定, 易于扩展。因此具有广阔的推广应用前景。
摘要：多媒体教室灯光智能控制系统采用ATMEGA16单片机作为核心控制器, 对教室内人体检测采用主动、被动式热释电相结合的方法, 提高了对人体信息探测的准确度, 并采用总线方式, 实现了各教室照明系统的计算机网络化监控。大大降低了管理人员的劳动强度, 提高了资源利用率, 功率接口采用固态继电器, 电路和程序调整灵活, 可实现照明系统的定时控制、环境亮度控制、人体红外检测和手动控制等功能, 使灯光只在需要的时间和地点才点亮, 实现了节能降耗的目的。
关键词：单片机,照明,控制系统
参考文献
[1]陈勇.基于单片机RS-485的通讯设计[J].计算机光盘软件与应用, 2011 (7) .
教室智能管理系统 篇7
1 基于热释传感器灯光智能控制系统的原理
(1) 热释电传感器工作原理。1985年开始, 热释电传感器功能原理热释电传感器逐渐走入人们的视线。它可以在不接触人体的情况下根据人体发射的红外线检测出人体存在, 并且将检测到的信号转换为电信号进行传输。当热释电传感器把这种电信号放大到一定水平时, 就可以开启人体红红外线传感器。高热电系数材料是热释电传感器的主要材料, 经过加工可以将这些材料制成2毫米高、1毫米宽的探测元件。探测元件会发生自发极化反应, 当周围温度升高时, 自发极化反应变小[1]。所谓热释电就是指当这一元件因感应到红外线表面温度升高时, 原件上所带电荷量降低, 即该元件释放了电荷。如果这一红外线辐射持续存在, 探测元件表面温度逐渐平衡, 上面附带的电荷也就不会再减少。
(2) 热释电传感器的被动特性和主动特性。热释电传感器主要是依靠外界的红外线能量的变化进行工作, 但是它本身不存在任何能量变化的反应。热释电传感器的这一特性被称为被动特性, 这一特性能够检测出环境中运动中人发出的红外线变化, 对静止不动的人却没有任何反应。因此, 要利用热释电传感器的功能必须在装置上增设运行设备, 以使人体和热释电传感器之间发生相对运动。运行设备的应用, 可以提高热释电传感器对人体静态活动的检测力度, 在人体静止时热释电传感器也能正常发挥检测作用, 使灯光控制系统中开关的灵敏度大幅度提升。
2 基于热释传感器灯光智能控制系统的设计
(1) 总电路设计。基于热释传感器灯光智能控制系统的电路中包括电机电源、电机驱动、执行电路、红外延时系统、芯片电源等5个模块, 电信号经过一系列的传输、转化, 最后最终实现灯光智能控制的目的。在安装时一般会选择5V电压的电源作为电机电源, 使电机可以在固定的周期内旋转, 完成信号的传输工作[2]。通常会选用BISS0001芯片作为芯片电源, 以保证芯片能够高效率工作。
(2) 电机驱动电路设计。这一电路的核心设计是通过影响单片机的工作方式实现对步进电机驱动的控制, 进而改变电机的运动方向。这一系统设定电机的运动周期为60S, 凭借步进机提供的动力对控制范围内的环境进行周期性监测, 并将获取的信号传递给红外延时系统。
(3) 执行电路设计。这一电路的作用就是将芯片二管脚传递的电平信号输送给三极管进行处理, 使三极管控制2P4M维持线路导通。2P4M在输送电平较高时维持线路通畅[3], 在输送电平较低时则将电路关闭, 进而熄灭2P4M两端的灯具。
3 热释电传感器的优点和缺点以及注意事项
(1) 优点方面。热释电传感器本身具有辐射性, 因此外界环境对其性能的影响很小, 使用寿命也很长。另外, 该装置的体积小、不易被人发现, 可以在最小程度上破坏教室内的整体装修设计。因为它的价格低廉、功能强大, 所以使用越来越广泛。
(2) 缺点方面。尽管热释电传感器有很多其他传感器不具有的优点, 但是它还是存在很多不足:因为它主要是依靠红外线进行工作, 内置许多对辐射敏感的零件, 所以它很容易受到射频辐射的影响;当外界温度接近370C时, 该装置的敏感度降低, 探测会出现误差, 这回引起教室内灯光系统的混乱;人体发射的红外线穿透力差, 在热释电传感器前有遮挡物时, 红外线不容易被探测到。
(3) 安装热释电传感器注意事项。热释电传感器是基于红外线来探测的, 它只能安装在室内。它的准确率和安装的位置、环境、使用方式息息相关。因为热释电传感器容易受到光、热影响, 温度变化会导致其可靠性较低, 因此在安装热释电传感器要注意以下几点:1) 热释电传感器最好安装在距离地面2米左右的位置, 这一高度方便它检测到人体发射的红外线;2) 安装热释电传感器应该尽可能的避免靠近暖气、空调等调温设备;3) 热释电传感器周围不能有较厚、体积较大的遮挡物;4) 不能在正冲门口、窗口的位置安装热释电传感器, 因为教室的这一位置经常会有自然热能或者人员活动, 使传感器的准确率降低。
4 教室灯光的智能控制系统设计安装
该智能系统的安装也是系统设计中的一部分。高校教室的面积大小不一, 长宽比例也各不相同, 而人体发射红外线的传递距离是有限的。因此在安装该系统时, 我们必须考虑到它的控制范围, 超过这一范围, 系统的功能就会受到影响。在教室安装灯光智能控制系统前, 必须严格按照教室面积、空间大小计算安装位置、高度、数量, 以保证该系统正常发挥功能。
5 结束语
高校教室的面积大, 安装的灯具较多, 由于课程安排的灵活性导致它的人员流动性大, 如果只靠手动方式控制灯具会极大地影响上课效率, 如果没有及时关灯还会造成浪费。本文针对目前高校教室灯具用电浪费情况, 介绍了教室灯光智能控制系统, 该系统以节能理念为出发点, 旨在为高校提供节能节电的可行方法。尽管高校教室用电浪费问题已经开始受到重视, 但是在节能这条路上高校要走的路还很长。学校必须提高学生素质, 制定严格合理的节能制度, 将“节能”口号落到实处。
参考文献
[1]陈杰.高校教室智能照明控制系统的研究与设计[D].安徽理工大学, 2014.
[2]李永喜.楼宇光控系统的设计[D].辽宁工程技术大学, 2010.
教室智能管理系统 篇8
目前,国内学校教室的灯光控制大多采用手动开关,普遍存在无人亮灯、灯多人少、白天亮灯现象,不仅大量浪费了电能而且缩短了灯具的使用寿命[1]。本文设计一套基于教室内人数的实用智能节能控制系统,能够根据教室内光照条件和人数开关灯具,有效节约了电能,延长了灯具使用寿命,利于建设节约型校园。
1 系统总体设计
本系统采用MCS51单片机为控制核心,也可选用其他单片机,有较大可应用性。2路教室感光模块感知教室不同区域的光照强度,光照充足时,不允许开灯;光照不足时,允许开灯,从而避免教室光照充足而日光灯打开的现象。
安装于教室前后门的4路红外测量人数模块,动态统计教室内的实际人数。人数显示模块能够直观地显示教室内的实际人数,便于老师考勤。日光灯驱动模块把教室日光灯分成8个控制区域,使不同区域的灯具随着教室内人数的增加或减少依次开通或关断,从而避免人少多开灯、无人也开灯的情况。系统结构如图1所示。
各模块分布格局如图2所示,系统包含自动控制和手动控制两种模式。手动控制模式便于特殊情况实现人性化控制[2]。
2 系统硬件设计
2.1 系统电源转换模块
对于教室的220V交流市电,供电电路采用15V变压器TR1降压处理,然后通过全波整流桥BR1得到直流电,并通过三端稳压器件7812得到+12V直流电压,供电磁继电器使用,如图3中A点;又通过三端稳压器件7805得到+5V直流电源供单片机系统使用,如图3中B点。电源转换电路如图3所示。
2.2 教室光照度感应模块设计
系统采用两路感光传感电路,分别安置于教室的两侧,如图2所示,感测不同区域的光照度。光敏电阻是一种常用的光电传感器,它的管脚间的电阻与照射到器件表面的光强有关,光强越小,光敏电阻的阻值越大,反之亦然。电路通过给光敏电阻添加一个比较器,构成一个简单实用的光控开关,比较器的输出为低电平时,系统允许开灯。如图4所示,比较器的输出Vout1与Vout2通过74LS08与门接到单片机的P3.2口,从而实现检测到两个位置的其中一个位置光线不足时就允许开灯。
图4中,LDR1为光敏电阻,其输出电压Vin1与电位器RV1给比较器LP339提供的参考电压Vp通过比较得到输出Vout1。当光敏电阻的输出电压Vin1比参考电压Vp低时(Vin1
2.3 红外测量人数模块
红外测量人数模块主要基于TSAL6200红外发射二极管和TSOP1838红外接收器设计。图5中,红外发射电路通过NE555芯片作为振荡器产生脉冲信号,并由三极管Q9驱动红外发光二极管TSAL6200,通过调节变阻器RV3产生系统所需的38k Hz频率的红外光[4]。红外接收电路通过TSOP1838接收器及相应的调理电路,经非门74LS04输入单片机的P1口。TSOP1838没有接收到红外光时输出为高电平,经过非门后变为低电平,系统通过检测单片机相应引脚判断人是进入教室还是出去。本系统采用四路检测电路,输出信号分别接入单片机的P1.0,P1.1,P1.2,P1.3引脚。如图2所示,输出信号输入P1.0、P1.1引脚的两路红外传感置于教室的前门,输出信号输入P1.2、P1.3引脚的两路红外传感置于教室的后门。分别通过检测前门和后门的传感信号来实现教室内人数的动态统计。
2.4 人数显示模块
人数显示模块可以直观显示教室内的人数,方便老师统计出勤率。图6电路采用两个74LS74译码器,通过14个220Ω的限流电阻与两个共阳极数码管相接。其中,两个译码器的数据输入口与单片机的P0口相接,作为人数信号的输入端。
2.5 灯光驱动模块
灯光驱动模块共8路,控制教室内8个区域灯光的亮灭,如图2所示。单片机的控制信号通过P2口,经过限流电阻接至三极管驱动电磁继电器,以开启或关断日光灯,如图7所示。P2口的输出为低电平时,电磁继电器动作,电磁继电器使用+12V直流电源。系统运行中,依据教室内实际人数的增加依次点亮1~8区域的灯,随着人数的减少依次关闭8~1区域的灯,实现动态节能控制。
3 系统软件设计
控制系统工作后,通过红外测量人数模块,不断检测前门和后门的红外传感器输出信号,实时统计教室内人数。同时检测教室内光照度测量模块的输出信号,当P3.2引脚为高电平时,表示教室内光照充足不需要开灯;当P3.2引脚为低电平时,表示教室内光照欠佳,根据教室内实际人数N开启或关断相应区域的日光灯。例如,可设置软件当1≤N≤10时,仅开启区域1;当11≤N≤20时,开启区域2,如此各区域依次开启。相反,人数减少时,当N≤70时,关断区域8;当N≤60时,关断区域7,如此各区域依次关断。当教室内最后一个人离开时,区域1的灯光延时3秒后关断。系统的程序流程图如图8所示。
4 结论
通过Proteus软件对系统仿真和单片机焊接成的实际电路的测试,表明系统能较好地完成预期功能,准确地控制灯具的开启与关断,有效节约了电能,延长了灯具的使用寿命。同时该系统通过简单调整可以广泛用于图书馆、大型超市、公共卫生间等场所,具有很高的实用价值,能带来可观的经济效益和环保效益。
参考文献
[1]李世振,李浙昆,张文斌.智能型教室灯光控制系统研究与实现[J].微计算机信息,2011(4):30-32.
[2]莫海军.课室用电智能控制系统[P].中国专利:200920263565.3,2010.10.27.
[3]杨欣,张延强,张铠麟.实例解读51单片机完全学习与应用[M].北京:电子工业出版社,2011.
教室智能管理系统 篇9
由于大学教室的开放式管理模式和大学生节能环保意识相对淡薄,致使目前大部分高校教室存在较严重的用电浪费现象,而随着近年来高校教室安装空调并投入使用,更是不可避免地会加剧电力资源的浪费。经常会出现在教室温度适宜或人数极少的情况下空调仍开启工作的现象,造成电力资源的不合理使用。因此,对教室环境进行实时监测并做出有效处理,显得尤为重要。传统的教室管理是依靠人工逐点监测,消耗大量劳动力资源且效率低下。目前提出的一些教室智能管理系统,只能实现现场自动控制管理,难以给管理人员提供一个实时监控平台,以达到高效的有针对性的远程控制[1]。本系统通过采用CC2530芯片,以Zig Bee技术为基础组建了一套无线传感网络系统,并基于VC软件编写上位机程序实时显示环境信息,为教学楼管理人员提供远程监视平台,便于远程控制各教室终端,从而实现对教室电力系统的智能化管理。
同时,由于长时间处在封闭的空调环境中,会对人体的神经—体液调节系统产生不利的影响。本系统兼具对广大学子的人文关怀,实时监测并显示教室内温湿度及空气质量,提醒及时通风换气并补充水分,营造一个更为舒适的学习环境。
1系统总体设计
本系统以节能减排,合理利用电力资源为出发点,构建了一套基于Zig Bee技术的无线传感网络。系统框图如图1所示。整个系统为星型网络拓扑结构:将每个教室作为终端节点,通过连接分布式传感器设备,实时采集环境数据,并通过LCD显示当前教室温湿度、气体质量、人数等情况,当教室人数较少或室外温度适宜时,通过继电器控制空调停止工作,当教室无人则由继电器控制自动关灯;终端数据同时通过协调器上传至上位机显示,方便管理人员查看,管理人员也可通过上位机直接控制各教室终端继电器工作状态,从而达到对各教室环境的实时管理,减少不必要的电力资源浪费。
2软硬件系统设计
2.1核心硬件框图
本无线传感网监测系统中协调器和各终端设备采用TI公司的CC2530芯片作为核心控制单元。CC2530结合了性能优良的RF收发器及业界标准的增强型8051 CPU,是用于Zig Bee技术领域的一个高效实用的片上系统(So C)解决方案。Zig Bee核心板电路框图如图2所示。系统电路在2.4GHz射频前端接CC2591,以放大射频信号;同时在CC2530外围接FT-RS232芯片,用于协调器和上位机之间的通信。
2.2软件流程图
系统启动后进入初始化,首先由协调器组建网络:协调器选择一个PANID并启动网络,各节点加入网络并收集数据,利用基于ZSTACK协议栈的无线收发技术[2]传送数据至协调器。协调器解析数据包并按终端编号顺序存储相关数据,当接收到全部终端数据即通过串口上传至上位机显示,上位机也可通过协调器发送指令控制终端继电器工作状态。系统流程图如图3所示。
3节点数据采集方案设计
3.1传感器数据采集模型
终端传感器数据采集模型框图如图4所示。各终端节点数据通过其上连接的分布式传感器采集,经CC2530芯片处理,并发送至本地LCD显示。其中,对于教室人数的采集,系统利用两HC-SR501传感器平行放置,将两传感器嵌套使用,算法如图5所示。1号HC-SR501传感器检测到有人时,读取2号HC-SR501的之前是否检测到有人员经过记录,如没有监测记录,则判定为人员进入,累加器加1。反之,则为人员离开,累加器减1。同理,当2号HC-SR501检测到有人员经过,获取1号传感器是否检测到过有人员经过,如有则为进入,无则为离开。
3.2终端数据传送方案
本无线传感系统是由一协调器多终端组成的星型拓扑结构,各终端与协调器间采用点对点传送数据。协调器若要对来自各终端的数据进行后续处理,就必须区分每次接收的数据包的来源终端。传统意义上的解决方案是通过读取各终端MAC地址来匹配其发送的数据,但由于MAC地址是在全世界范围内区分,长达64位,解析起来相对繁琐,对于教学楼内的局域网的局部应用场景并不建议使用。通过对现有各终端依次编号,在发送的数据包中加入此编号位作为终端标识符,并设定各终端分时先后发送,即可十分方便地解决终端数据传送过程中的区分问题。终端数据传送示意图如图6所示。
4数据解析方案及上位机设计
系统中所有终端节点数据经协调器接收后再处理后,通过串口传送至上位机软件。上位机软件应用CSerial Port类来操作串口[3],通过相关算法将数据包解析出各传感器数据,并分配至相应对话框显示,从而实现对各教室节点的智能监控。同时,上位机软件可通过按钮开关向各终端继电器发送强制断电指令,以避免各类电能浪费的状况发生。上位机界面如图7所示。
5结束语
本文采用Zig Bee技术和多传感器构建了一套无线传感网络系统,可结合上位机软件远程实时监控,为教学楼管理提供了一套智能化解决方案。其具有低功耗、低成本、结构简单、拓展性强等优点,在教室电力资源合理分配使用、减少大量的电能浪费、节能减排等方面,具有一定的实用价值和应用前景。
参考文献
[1]蒋武锋,黄庆南等.基于Zig Bee网络的教室节能智能控制系统[J].电子科技,2013,26(10):44-46.
[2]王彤.基于Z-Stack协议栈的Zig Bee网络组网研究与实现[D].河北:河北大学,2012.
教室智能管理系统 篇10
关键词：多媒体管理,集中控制,分散控制,IP,规划,功能设定
一、引言
随着信息技术在高校教学实践过程中的广泛应用,多媒体教学在教学实践中所占比例越来越大,多媒体教室在教学设备中的地位也越来越重要。从多媒体教室管理的实践出发来探讨的是如何设计一个高度智能化、控制集中、分散管理的多媒体教室系统,达到方便管理和使用、响应迅速,减少管理工作量和简化管理流程为目的。
二、多媒体教学系统的组成
一个综合性的智能化多媒体教室控制系统,主要是由网络中控控制系统和多媒体教学系统两大部分组成。网络中控控制系统由控制服务器、网络设备、中控设备组成。多媒体教学设备由教学计算机、投影仪、电动投影幕布、音响系统(无线接收器、功率放大器、音箱、无线话筒)组成。
三、实际应用中的多媒体系统控制的服务器的集中控制和本地的分散控制
在长期多媒体教室管理工作中,发现由于不同科目的任课老师在实践教学中都形成自己不同的风格,有自己不同的教学模式。比如有的老师全程需要用多媒体课件教学,有的老师需要板书和多媒体课件相结合的方式,甚至有些老师在不同课时进程对多媒体需求时段也不相同,所以多媒体管理工作应适应任课老师的不同需求,某些控制如机柜的开关需要集中管理,某些控制如具体多媒体设备使用需要分散管理,所以采取集中控制和分散控制相结合的方式,不但能简化管理手段,提高管理效率,同时也能减少设备损耗和节约能源。
1. 多媒体教室的集中管理。
在现代理论教学中,对多媒体课件的依赖越来越大,多媒体教室的使用越来越频繁,以我校为例:3个教学楼,200多间多媒体教学的排课率占90%,每天各教室都需要定时开关机柜,每天上午、下午、晚上每个时段的最后一节都需要定时关设备。采用本地的分散管理,耗时耗力,而且严重影响老师的正常上课时间,因此多媒体教室需要集中管理,可以大大减轻管理工作量,提高管理效率。集中控制主要通过管理服务器来实现,现在市场上的各多媒体设备厂家都提供过了集中管理平台,如我校采用的弈星中控系统,可以通过设定课表时段进来实现智能化自动控制和人工手动批量控制多媒体机柜和多媒体设备开关功能,进行很好的远程集中管理功能。而远程监控平台可以随时监控多媒体教室设备的运行状况,远程操作多媒体教室电脑为老师提供远程服务,解决上课老师随时提出对课件软件的支持服务,大大提高了服务响应时间。
2. 多媒体教室本地的分散控制。
前面提到任课老师都有自己的上课风格和习惯,什么时候使用多媒体教学,什么时候使用的哪种设备,由上课老师自主决定。老师可以通过机柜前面的多媒体展台面板自主控制各个多媒体设备的启用和关闭如:音响系统、投影仪和电脑的开关,幕布的升降等。为老师的教学安排提供个性化的服务,有利于老师课堂的发挥,同时减少设备使用的损耗和能源的节约。
四、集中控制和分散控制的技术实现
多媒体中控系统包括软件系统和硬件系统、网络系统。软件系统提供远程智能化管理的平台和本地展台自动控制,硬件系统提供一个实际管理的设备,而网络系统设备提供一个软件与硬件通讯的服务。无论是远程集中控制和本地分散控制都是通过多媒体管理平台或展台面板对多媒体中控设备系统发出指令请求来进行控制,因此通讯网络系统的规划和中控的指令码的设计是实现一个高效、便捷的多媒体管理系统关键。
1. 通讯网络系统vlan的规划和中控控制机ip的分配。
在大学校园网中对于不同教学楼和办公楼都进行的vlan的规划,一般统一按楼层划分,网口地址分配往往在中心交换机上采用DHCP。然而这对于多媒体教室的集中管理带来很大的不便,尤其是办公区和教学区混搭的楼层。首先,对于多媒体教室的各个计算机的软件安装和系统更新就需要每台单独克隆,而不能利用网络克隆(大学计算机一般都带有网络克隆功能的还原卡或有专门网络克隆软件)功能进行批量克隆(由于处于不同楼层的计算机的vlan和网段不同,计算机母机不能找到需克隆的子机),大大增加了装机工作强度和装机时间。其次,DHCP的ip地址随机分配会因为办公区不可控原因在网络地址发生冲突或改变多媒体教室网口的ip地址,不能保证中控机获得地址唯一性,常常会发生管理服务器不能对多媒体教室精确定位和控制。因此,在网络的规划上将同一教学楼的办公区和教学区分开,将同一教学楼的多媒体教室网口划分为同一vlan,ip地址分配在同一网段,这样可以实现同一教学楼的多媒体计算机实现网络克隆,实现ip地址的批量搜索和设定,中控ip地址必须固定,确保多媒体教室在管理服务器上一一对应,不会发生因ip地址改变而发生教室改变或教室失联,减少网络故障率和减轻计算机维护工作强度,提高了对多媒体系统故障的分析和管理工作的效率。
2. 中控机的ip地址和功能控制码的设定。
要实现中控控制,要对中控机进行ip地址设定和功能控制码的设定。多媒体服务器管理平台是通过对中控机ip地址的查找来对应相应的中控机,IP端口转串口的输出模式,通过中控机功能控制码来实现对多媒体设备的管理。同样展台面板也是通过中控机功能控制码来实现对多媒体设备的管理。
中控机的ip地址通过中控机ip配置软件进行设置,而功能控制码需要通过功能配置软件进行设定,需要配置主要功能模块设定码包括机柜锁12V电源开关、外接供电电源开、关(由中控向电脑、外接笔记本、功率放大器、音响、无线话筒接收器供电电源)、幕布升降开关、投影仪RS232信号开关(投影仪生产厂家不同,RS232控制码不同)、投影仪信号源切换(电脑、DVD、外接笔记本之间信号切换)、音量调节,既可以进行集中控制功能设定(如设定功能模块,将各功能集中编码,实现一键开关),也可以实现单一功能(按分别对应的功能模块进行各功能控制)设定。自动控制根据厂家不同,需在不同位置设定教室一天的课时时间,如:奕星中控需在中控端设置课时时间。
五、服务器管理平台的设计
服务器管理平台的设计,实际就是通过安装远程管理平台,在服务器管理平台上对各楼层多媒体教室进行规划,集中统一管理,对需要远程控制的各功能模块进行设定(写入需发送控制代码)。
1. 楼层设定。
服务器与中控机和教室电脑通讯,是采用ip地址组播。在服务器管理面板上添加楼层,将各楼层教室中控和电脑加入该楼层,配置中控ip地址和电脑ip地址。通过ip地址来确保教室一一对应。
2. 功能模块设定。
按需要完成对教室的远程控制方式设定功能模块,如:系统开、关(一键控制所有多媒体设备),机柜锁开、关、输出电源开、关、投影仪开、关、电脑开、关等不同控制码。功能模块设定主要是通过发送控制码到中控设备实现。
3. 自动控制设定。如弈星中控系统需导入上课课表,中控系统定时按照课表定时开、关。其他厂家有的采用在服务器上设置课表,发送控制码进行开、关。在集中控制中建议上课只将机柜锁开关和每个时段的最后一节课的系统关闭納入自动控制。
结束语
人性化管理模式的集中控制和分散控制基于现有管理平台和设备下,经过人性化的操作模块规划和设计,可以同时为多媒体设备熟悉程度不同的老师提供不同的服务,为老师授课带来了便利,减少因操作问题而上报的设备故障率,同时降低设备使用损耗,减轻管理维护人员的工作强度。
参考文献
[1]张芳.高校多媒体教室管理系统的设计与实现.软件导刊,2011.11.1672-7800.
[2]刘莞.高效能多媒体教室建设与管理.安徽工业大学学报(社会科学版),2010.1.1671-9247.