基于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的多媒體集中管理與維護(hù)

摘要:多媒體是當(dāng)前高校教育的重要組成，有效地管理和運(yùn)用多媒體是保障教學(xué)的日常教學(xué)工作。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)分布分散的多媒體設(shè)備的管理與維護(hù)，提出基于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)多媒體設(shè)備集中管理與維護(hù)的設(shè)計(jì)構(gòu)想，以校園網(wǎng)為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)和遠(yuǎn)程控制軟件為核心，實(shí)現(xiàn)多媒體實(shí)時(shí)維護(hù)與管理。

關(guān)鍵詞:遠(yuǎn)程控制;網(wǎng)絡(luò)中控;多媒體設(shè)備;網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)

1 多媒體教室管理的現(xiàn)狀

近年來，隨著高校規(guī)模不斷的擴(kuò)大、學(xué)生人數(shù)的不斷增加和教學(xué)手段的不斷更新，高校興起了建設(shè)多媒體教室的熱潮。但從許多專家和學(xué)者的調(diào)查來看，多媒體的應(yīng)用和管理還存在著許多問題。筆者在多媒體教室的日常管理中也發(fā)現(xiàn)了一些亟待解決的問題:

(1)先進(jìn)的教學(xué)技術(shù)與滯后的管理手段相悖。多媒體教室通常采用人為管理的方式，安排專人負(fù)責(zé)多媒體教室鑰匙的發(fā)放，教師必須在課前到值班室領(lǐng)取鑰匙，下課后需要及時(shí)歸還，步驟繁瑣，受人為因素影響明顯。例如:教師下課后忘記了歸還鑰匙，導(dǎo)致了后面的課程無法正常進(jìn)行。

(2)多媒體教室內(nèi)設(shè)備相對(duì)集中，操作復(fù)雜，但管理相對(duì)分散，一些細(xì)節(jié)問題容易被忽略，引起誤操作，造成設(shè)備損害，影響教學(xué)秩序。

(3)管理缺乏實(shí)時(shí)性。管理者與多媒體教室的實(shí)時(shí)性聯(lián)系不夠，管理者發(fā)放鑰匙后，無法獲得任何反饋信息，對(duì)當(dāng)前正在使用教室的工作狀況也很難知曉，一旦多媒體設(shè)備出現(xiàn)故障，需要較長(zhǎng)時(shí)間才能排除。

基于這種現(xiàn)狀，探討構(gòu)建基于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)多媒體集中管理與維護(hù)系統(tǒng)，以校園為紐帶，將分散的多媒體教室集中成可配置的教室前臺(tái)，與后臺(tái)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)資源緊密聯(lián)系在一起，通過應(yīng)用軟件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制基于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的多媒體集中管理與維護(hù)。

2 基于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)多媒體集中管理與維護(hù)系統(tǒng)

設(shè)計(jì)原則

2.1 經(jīng)濟(jì)實(shí)用性原則

系統(tǒng)設(shè)計(jì)和設(shè)備選型應(yīng)注重實(shí)用功能、降低總體投資，求得先進(jìn)性與經(jīng)濟(jì)性的完美統(tǒng)一，做到設(shè)備性能/價(jià)格比的最好綜合。從學(xué)校管理的實(shí)際需求出發(fā)，摒棄學(xué)校不需要的華而不實(shí)的東西。

2.2 安全可靠性原則

系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案要求將人機(jī)安全、設(shè)備的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行等可靠性要點(diǎn)，作為系統(tǒng)建設(shè)方案的首要設(shè)計(jì)原則，以保證系統(tǒng)在運(yùn)行期間，為用戶執(zhí)行安全防范和服務(wù)質(zhì)量管理任務(wù)提供有效的技術(shù)支持手段，為用戶降低系統(tǒng)運(yùn)行方面的人工和資金成本。對(duì)關(guān)鍵的設(shè)備應(yīng)提供冗余熱備份，提供各種故障的快速恢復(fù)措施，并應(yīng)充分考慮系統(tǒng)的應(yīng)變能力和容錯(cuò)能力。在滿足上述可靠性要求的前提下，應(yīng)盡可能優(yōu)化方案，減少設(shè)備的投資。

2.3 操作、維護(hù)的簡(jiǎn)便性原則

以提高系統(tǒng)的整體運(yùn)行效率為出發(fā)點(diǎn)，根據(jù)簡(jiǎn)便性原則，針對(duì)系統(tǒng)內(nèi)各子系統(tǒng)操作人員的實(shí)際情況和實(shí)際操作需要，進(jìn)行信號(hào)采集、傳輸和操作控制等各子系統(tǒng)的操作功能設(shè)計(jì)。

3 基于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)多媒體集中管理與維護(hù)系統(tǒng)的構(gòu)成

本系統(tǒng)由一個(gè)主控制部分與多個(gè)子控制部分組成。子控制部分由單片機(jī)控制器、讀卡器和電磁鎖組成，與其他多媒體教學(xué)設(shè)備一起安裝在教室的控制臺(tái)內(nèi);主控制部分安裝于管理服務(wù)器。服務(wù)器與單片機(jī)之間采用總線式結(jié)構(gòu)，異步串行通訊方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。授課教師在操作控制臺(tái)前需要刷卡，讀卡器將讀出卡中數(shù)據(jù)，管理服務(wù)器以多機(jī)通訊方式主動(dòng)定時(shí)對(duì)各教室的子控制系統(tǒng)進(jìn)行輪詢，每查到一個(gè)子控制系統(tǒng)時(shí)，子控制系統(tǒng)的單片機(jī)就將讀出的卡數(shù)據(jù)回傳服務(wù)器，服務(wù)器將此數(shù)據(jù)與事先編制好的數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，當(dāng)二者吻合，則向子控制系統(tǒng)發(fā)送開鎖指令。各個(gè)多媒體教室通過網(wǎng)絡(luò)主控部分將教室的電腦、投影儀和其他設(shè)備聯(lián)接成一個(gè)整體，通過控制面板統(tǒng)一操作實(shí)現(xiàn)本地控制，利用校園網(wǎng)絡(luò)，基于TCP/IP協(xié)議通過網(wǎng)絡(luò)主控對(duì)各個(gè)多媒體教室設(shè)備實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制管理和維護(hù)。本地控制和遠(yuǎn)程監(jiān)控相結(jié)合使整個(gè)系統(tǒng)形成一個(gè)完整的網(wǎng)絡(luò)集中控制系統(tǒng)，如圖1所示。

3.1 主控部分功能

主控制部分由一臺(tái)管理服務(wù)器與一個(gè)RS232-RS485變換器組成。管理服務(wù)器存儲(chǔ)有兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，一個(gè)為教師身份數(shù)據(jù)庫(kù)，另一個(gè)為課程表數(shù)據(jù)庫(kù)。教師身份數(shù)據(jù)庫(kù)保存有每個(gè)教師一卡通號(hào)與其所持有非接觸卡號(hào)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系;課程表數(shù)據(jù)庫(kù)則為教師占用多媒體教室的日期與時(shí)間。課程表數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)需要仔細(xì)研究，應(yīng)包含所有必要信息以方便檢索，并要保證高的響應(yīng)速度。采用DAO技術(shù)調(diào)用兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)。管理服務(wù)器配有RS232通訊口，RS232-RS485轉(zhuǎn)換器負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在RS232協(xié)議格式與RS485協(xié)議格式之間的轉(zhuǎn)換。

3.2 子控制部分功能

讀卡器負(fù)責(zé)將教師持有的非接觸式IC卡中的信息轉(zhuǎn)換成Wiegand26碼形式，單片機(jī)以中斷方式接收讀卡器輸出的信息編碼，并通過總線發(fā)送給管理服務(wù)器。當(dāng)單片機(jī)接收到管理服務(wù)器返回的指令時(shí)，立即執(zhí)行該指令，例如打開電磁鎖等。RS485-TTL變換器將單片機(jī)的串行輸出變換成RS485協(xié)議格式，并送上總線;將管理服務(wù)器發(fā)送到總線上的數(shù)據(jù)變換成TTL電平，并送到單片機(jī)的串行通訊口。另外，子控制系統(tǒng)單片機(jī)還執(zhí)行其他一些控制操作，例如開鎖后設(shè)備自動(dòng)上電，關(guān)鎖后設(shè)備自動(dòng)掉電，聲音報(bào)警等。

采用網(wǎng)絡(luò)集中控制與校園網(wǎng)相結(jié)合的方式的智能化管理多媒體教室，不僅可以節(jié)省大量的人力資源和維護(hù)成本，而且可以大大提高教務(wù)服務(wù)質(zhì)量和管理水平。遠(yuǎn)程控制通過主控制部分的網(wǎng)絡(luò)控制中心發(fā)出指令，運(yùn)用校園網(wǎng)TCP/IP協(xié)議，將指令發(fā)送到相應(yīng)的子控制部分的網(wǎng)絡(luò)中控，并與各種多媒體設(shè)備相連。

4 集中控制多媒體教室的實(shí)現(xiàn)

4.1 遠(yuǎn)程控制和管理

這里我們選用了信源電子的XY6800N型網(wǎng)絡(luò)中控系統(tǒng)，它采用網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)理念，自帶網(wǎng)絡(luò)通訊模塊，自適應(yīng)10/100M以太網(wǎng)環(huán)境，多種控制方式控制(網(wǎng)絡(luò)控制、軟件界面控制、控制面板控制，網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)開啟關(guān)閉、IC卡刷卡即用、鑰匙應(yīng)急強(qiáng)制開啟)。系統(tǒng)上電后，自動(dòng)連接遠(yuǎn)程管理控制中心的總控服務(wù)器。通過總控服務(wù)器及配套的管理控制系統(tǒng)軟件，可對(duì)各教室進(jìn)行遠(yuǎn)程全雙向控制及管理，使管理員在任何地方，任何一臺(tái)聯(lián)網(wǎng)電腦上，便可輕松管理網(wǎng)絡(luò)中的任何一個(gè)教室?？刂浦行目梢酝ㄟ^遠(yuǎn)程軟件管理終端，開啟多媒體教室的電子講臺(tái)，連接多媒體教室中各種設(shè)備的相關(guān)控制，如控制設(shè)備供電、投影機(jī)的開啟、電動(dòng)屏幕的升降、音量的調(diào)節(jié)等。

(1)多媒體教室遠(yuǎn)程開啟/關(guān)閉。通過主控制部分的網(wǎng)絡(luò)控制部分，可以對(duì)多媒體教室進(jìn)行遠(yuǎn)程啟動(dòng)，從而讓教師上課前，設(shè)備即進(jìn)入預(yù)備狀態(tài);可以對(duì)多媒體教室進(jìn)行遠(yuǎn)程關(guān)機(jī)，即便教師下課忘了操作，機(jī)器可以很快地被正常關(guān)閉，免去了專人和一大把鑰匙。而且，網(wǎng)絡(luò)中控所指的遠(yuǎn)程，不僅是校園網(wǎng)內(nèi)，而且在廣域網(wǎng)上也能控制。使管理員在總控制室、辦公室，甚至是家里都能進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。如在晚上，碰到學(xué)校里特殊原因需要用多媒體教室，管理員就不需到學(xué)校，而在家里就能進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。如圖2所示為多媒體教室遠(yuǎn)程開啟/關(guān)閉界面。

(2)電腦遠(yuǎn)程開關(guān)機(jī)?？梢詫?shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程開啟電腦和遠(yuǎn)程關(guān)機(jī)。

(3)多媒體教室電腦的遠(yuǎn)程監(jiān)視和遠(yuǎn)程接管控制?？梢赃h(yuǎn)程監(jiān)控每個(gè)教室電腦的屏幕情況，當(dāng)老師使用電腦遇到問題時(shí)，總控制室的管理員可以遠(yuǎn)程登錄教室電腦進(jìn)行遠(yuǎn)程接管控制幫助解決，管理員不需要到教室去解決問題。作為學(xué)校管理者，也可通過遠(yuǎn)程查看多媒體教室電腦屏幕及時(shí)了解老師上課的內(nèi)容，以便提高學(xué)校整體教學(xué)質(zhì)量。

(4)設(shè)備狀態(tài)的自動(dòng)檢測(cè)。智能檢測(cè)投影機(jī)的實(shí)際使用狀況，許多網(wǎng)絡(luò)中控都是將教室開啟時(shí)就設(shè)定投影機(jī)為開啟，而實(shí)際上投影機(jī)并不是在整堂課都在使用，因此，造成投影機(jī)燈泡使用時(shí)間的記錄不真實(shí)。

實(shí)時(shí)檢測(cè)每個(gè)教室的電腦及其他設(shè)備的使用狀況，并通過網(wǎng)絡(luò)傳送到總控制室，使每個(gè)教室的狀況一目了然。

(5)雙向IP電話通話和文字交流。通過電腦網(wǎng)絡(luò)，老師碰到問題可以及時(shí)向總控室管理員提出幫助請(qǐng)求;管理員可進(jìn)行IP電話雙向交流，此功能在電腦未開機(jī)狀態(tài)下也可進(jìn)行。管理員也可以主動(dòng)發(fā)起和一個(gè)或多個(gè)教師同時(shí)進(jìn)行對(duì)講。

(6)遠(yuǎn)程設(shè)備控制?？梢赃h(yuǎn)程控制教室的中央控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)如投影機(jī)開關(guān)、銀幕升降、燈光開關(guān)、設(shè)備功能控制(如播放、停止、快進(jìn)快退等)，控制面板上的所有功能都能在網(wǎng)絡(luò)控制上實(shí)現(xiàn)。所有切換功能都是實(shí)時(shí)進(jìn)行反饋，如圖3所示為遠(yuǎn)程設(shè)備控制界面。

(7)課表功能。管理系統(tǒng)可以根據(jù)課表對(duì)教室進(jìn)行自動(dòng)控制。如:根據(jù)課表，某教室有課，管理系統(tǒng)可以自動(dòng)在上課前打開該教室的中控，使教室設(shè)備處于預(yù)備狀態(tài)，管理系統(tǒng)可以在下課后關(guān)閉中控和投影機(jī)等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中控?zé)o人值守。如圖4所示為課表功能界面。

(8)批處理功能。管理系統(tǒng)可以對(duì)所選定教室進(jìn)行統(tǒng)一的控制，如選定若干個(gè)教室，然后執(zhí)行“系統(tǒng)開”，即可打開選定教室的中控及設(shè)備，執(zhí)行“系統(tǒng)關(guān)”即可關(guān)閉選定教室的中控及設(shè)備，從而免去了一個(gè)個(gè)打開和關(guān)閉的繁瑣工作。也可以對(duì)選定的若干教室進(jìn)行其他控制操作。也可以預(yù)先自定義分組，批處理的時(shí)候只要選定要操作的組就可以直接進(jìn)行批處理操作。當(dāng)教室全部不上課后，管理員只要執(zhí)行一次系統(tǒng)關(guān)，不管教室處于何種使用狀態(tài)，全部教室都將安全關(guān)閉所有設(shè)備，使管理員管理多媒體教室非常輕松。如圖5所示為批處理功能界面。

(9)跨網(wǎng)段控制和遠(yuǎn)程一對(duì)多跨網(wǎng)段廣播。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)中控能不能跨網(wǎng)段非常重要，因?yàn)橐话懵?lián)網(wǎng)電腦IP地址常常設(shè)定為自動(dòng)獲取，如果網(wǎng)絡(luò)中控也在該網(wǎng)段，就會(huì)出現(xiàn)IP地址沖突，使教室控制失靈(無法控制)，必須要查出哪臺(tái)電腦造成，給管理員在管理中帶來經(jīng)常性的不必要麻煩。因此，需要將網(wǎng)絡(luò)中控設(shè)定為特殊的網(wǎng)段，對(duì)于規(guī)模較大的學(xué)校，為了管理上的方便，根據(jù)不同的系、院或部門，可能設(shè)定不同幾個(gè)網(wǎng)段，必須要求網(wǎng)絡(luò)中控具有跨網(wǎng)段控制能力。

管理員、領(lǐng)導(dǎo)端或者其他授權(quán)管理員，可以遠(yuǎn)程跨網(wǎng)段對(duì)選定或者全部多媒體教室，進(jìn)行遠(yuǎn)程音頻和文本授課。授課過程中，可以跨網(wǎng)段遠(yuǎn)程廣播資料，也可以在廣播過程中進(jìn)行MIC插話。

(10)多媒體教室可以遠(yuǎn)程點(diǎn)播服務(wù)器的資源，可以通過電腦點(diǎn)播服務(wù)器上任何文本、音頻、視頻資料，也可以通過中控點(diǎn)播服務(wù)器上任何文本和音頻的資料進(jìn)行授課，也可以在授課過程中設(shè)立標(biāo)簽點(diǎn)和循環(huán)點(diǎn)等操作。如圖6所示為多媒體教室終端點(diǎn)播功能界面。

3.2 網(wǎng)絡(luò)型門禁

網(wǎng)絡(luò)型門禁是指采用現(xiàn)有學(xué)校一卡通設(shè)備的IC卡作為教師多媒體設(shè)備使用的身份識(shí)別標(biāo)志。系統(tǒng)管理員根據(jù)教務(wù)處安排的多媒體使用課表對(duì)每個(gè)教師的一卡通進(jìn)行授權(quán)，只有經(jīng)過擬定上課時(shí)間地點(diǎn)授權(quán)的一卡通教師才能獲得上課的權(quán)限，開啟講臺(tái)電子鎖，同時(shí)教師的信息實(shí)時(shí)輸入到實(shí)驗(yàn)室動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，教師要求登記學(xué)生的到課情況。教務(wù)處、學(xué)生處和院領(lǐng)導(dǎo)能及時(shí)掌握學(xué)生的到課率，可以對(duì)學(xué)生進(jìn)行有效的管理。管理員可以通過數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)一卡通進(jìn)行管理，包括辦理遺失及修改卡號(hào)。

3.3 遠(yuǎn)程維護(hù)

多媒體教室由于使用頻率高且經(jīng)常需要連接互聯(lián)網(wǎng)或教師使用U盤極易導(dǎo)致計(jì)算機(jī)感染病毒造成操作系統(tǒng)的癱瘓從而影響教學(xué)。人工殺毒、安裝操作系統(tǒng)或教學(xué)軟件對(duì)于大量且分散的多媒體教室而言，工作量非常大。通過遠(yuǎn)程維護(hù)管理維護(hù)平臺(tái)可以通過升級(jí)中心服務(wù)器及時(shí)對(duì)病毒庫(kù)進(jìn)行升級(jí)。管理員也可以通過遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)查看“黑匣子”即Windows日志，通過遠(yuǎn)程查看Windows日志，快速找出導(dǎo)致Windows出現(xiàn)問題的原因。列出了機(jī)器的所有日志記錄信息。在查看日志對(duì)話框中分別列出了應(yīng)用程序日志(Application)、安全日志(Security)、系統(tǒng)日志(System)等標(biāo)簽頁(yè)。通過了解這些情況后管理員可以針對(duì)問題輕松的維護(hù)機(jī)器。如果系統(tǒng)癱瘓不能進(jìn)行操作，管理員也可以通過校園網(wǎng)運(yùn)用GHOST應(yīng)用程序進(jìn)行遠(yuǎn)程克隆恢復(fù)系統(tǒng)。

若是教學(xué)過程中其他設(shè)備出現(xiàn)了故障，教師可以通過多媒體教室的呼叫報(bào)警系統(tǒng)，與主控中心的管理員進(jìn)行對(duì)話聯(lián)系，管理員可以通過遠(yuǎn)程控制軟件，直接接管多媒體教室的PC、鼠標(biāo)等設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程協(xié)助、指導(dǎo)操作，及時(shí)解決計(jì)算機(jī)或其他設(shè)備的操作問題。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過基于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)多媒體管理與維護(hù)系統(tǒng)可以集中控制，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)門禁、遠(yuǎn)程維護(hù)等功能，不僅解決了教學(xué)過程中出現(xiàn)的一些常見問題，為教師提供一個(gè)良好的教學(xué)平臺(tái)，減少了教學(xué)事故的發(fā)生率，同時(shí)減少了管理人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，為設(shè)備維護(hù)人員提供及時(shí)的維護(hù)信息，同時(shí)學(xué)校也能及時(shí)掌握教學(xué)動(dòng)態(tài)情況。

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