基于移動(dòng)終端的實(shí)驗(yàn)室遠(yuǎn)程可視指導(dǎo)的構(gòu)建與應(yīng)用*

薛勝蘭

（韓山師范學(xué)院 教育技術(shù)系，廣東 潮州 521041）

基于移動(dòng)終端的實(shí)驗(yàn)室遠(yuǎn)程可視指導(dǎo)的構(gòu)建與應(yīng)用*

薛勝蘭

（韓山師范學(xué)院 教育技術(shù)系，廣東 潮州 521041）

在實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放管理中，通過(guò)智能手機(jī)、PDA等移動(dòng)終端構(gòu)建實(shí)驗(yàn)室雙向可視通話系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地的遠(yuǎn)程可視實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，對(duì)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)管理、提高開(kāi)放效益有很大的幫助，在構(gòu)建雙向可視系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)的應(yīng)用分析。

實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)；遠(yuǎn)程可視；應(yīng)用分析

在實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放管理中，通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與智能手機(jī)結(jié)合，構(gòu)建實(shí)驗(yàn)室遠(yuǎn)程雙向可視對(duì)話系統(tǒng)，教師不僅能隨時(shí)獲得實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的實(shí)時(shí)畫(huà)面，掌握運(yùn)行情況，而且當(dāng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中碰到問(wèn)題時(shí)，通過(guò)雙向可視系統(tǒng)向教師請(qǐng)教，實(shí)驗(yàn)操作顯示在教師的手機(jī)上，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、答疑、回放。智能移動(dòng)終端的移動(dòng)性和便攜性對(duì)實(shí)驗(yàn)室管理、實(shí)驗(yàn)教學(xué)有很大的幫助。[1]

隨著科技的發(fā)展，傳輸移動(dòng)視頻數(shù)據(jù)的傳輸帶寬不斷提升，流量資費(fèi)、電子產(chǎn)品的價(jià)格持續(xù)下降；同時(shí)，軟硬件設(shè)備不斷智能化，技術(shù)門(mén)檻越來(lái)越低，遠(yuǎn)程雙向可視系統(tǒng)構(gòu)建幾乎是“零施工、零維護(hù)”，實(shí)驗(yàn)室管理員、教師，不需要專業(yè)人員的幫助，就能實(shí)現(xiàn)對(duì)所管轄實(shí)驗(yàn)室的遠(yuǎn)程雙向可視管理。[2]

一、系統(tǒng)的構(gòu)結(jié)原理

1.系統(tǒng)通訊

遠(yuǎn)程可視輔導(dǎo)系統(tǒng)主要由兩部分組成，分別是位于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)電話攝像機(jī)和位于教師端的手機(jī)、平板電腦等，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，各自的攝像頭，分別攝錄實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景和教師端的圖像，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)、無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)等數(shù)據(jù)通道，顯示在各自的屏幕上，語(yǔ)音也是通過(guò)各自的話筒拾音、傳送，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程可視指導(dǎo)。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、移動(dòng)終端必須與互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)通，否則會(huì)出現(xiàn)離線而無(wú)法通訊的情況。但是，連接在校園網(wǎng)上的計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)等設(shè)備，要聯(lián)通互聯(lián)網(wǎng)，都要通過(guò)校園網(wǎng)計(jì)費(fèi)網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)本身不能直接登錄校園網(wǎng)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，常用的做法是，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)增加無(wú)線路由器與網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)連接，并通過(guò)與此路由器相連的計(jì)算機(jī)，登錄計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，保證網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)能與互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)通，視頻通話信號(hào)才能通過(guò)校園網(wǎng)的計(jì)費(fèi)網(wǎng)關(guān)。

2.系統(tǒng)組建

（1）硬件安裝

目前，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)基本具備校園網(wǎng)絡(luò)端口，只需要一臺(tái)無(wú)線路由與校園網(wǎng)連接，就能完成實(shí)驗(yàn)室內(nèi)WiFi信號(hào)的覆蓋；網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)安裝簡(jiǎn)單，采用WiFi無(wú)線連接，只需要提供電源即可。在網(wǎng)絡(luò)電話攝像機(jī)上安裝SD卡，用于存儲(chǔ)錄像；網(wǎng)絡(luò)配置、分段錄像時(shí)長(zhǎng)等設(shè)置，按使用說(shuō)明書(shū)進(jìn)行具體操作。

（2）軟件安裝

在移動(dòng)終端安裝免費(fèi)App軟件2cu，蘋(píng)果IOS用戶可以到蘋(píng)果商店App Store中下載，安卓用戶可以到谷歌官方網(wǎng)站Google play中下載；2cu是專為移動(dòng)終端開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序，它采用P2P網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)，具有遠(yuǎn)程監(jiān)控、視頻通話、視頻錄像等功能。[3]

在手機(jī)上安裝、運(yùn)行2cu軟件，輸入需要訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)電話攝像機(jī)的3C ID號(hào)（隨機(jī)配送）、訪問(wèn)密碼，設(shè)置綁定手機(jī)號(hào)碼、郵箱等，圖2是我院教育技術(shù)學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室在手機(jī)上的管理界面，通過(guò)添加“聯(lián)系人”增加已安裝網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的實(shí)驗(yàn)室名稱，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)室的遠(yuǎn)程監(jiān)控、雙向視頻通話、視頻回放、遠(yuǎn)程設(shè)置等。需要注意的是，移動(dòng)終端上2cu軟件必須運(yùn)行，否則會(huì)因不在線，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)電話攝像機(jī)無(wú)法與移動(dòng)終端通訊，為了避免這個(gè)問(wèn)題，可以把移動(dòng)終端2cu軟件設(shè)置為 “開(kāi)機(jī)啟動(dòng)”，即手機(jī)開(kāi)機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)軟件，保證能隨時(shí)聯(lián)通。

圖2 手機(jī)端程序界面

二、應(yīng)用分析

以教育電聲技術(shù)實(shí)驗(yàn)室中的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為例，進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)回放的應(yīng)用分析。

1.遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)

例如，學(xué)生在進(jìn)行“電聲系統(tǒng)的組建與調(diào)試”實(shí)驗(yàn)，當(dāng)遇到問(wèn)題時(shí)，利用網(wǎng)絡(luò)電話攝像機(jī)，撥通指導(dǎo)教師手機(jī)上2cu軟件注冊(cè)的ID號(hào)，學(xué)生端網(wǎng)絡(luò)電話攝像機(jī)屏幕上顯示教師的圖像。同時(shí)，教師端的手機(jī)上顯示學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程的畫(huà)面，學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程展示在教師手機(jī)上，進(jìn)行雙向可視交流，中景或全景攝像較大的畫(huà)面，能顯示整個(gè)實(shí)驗(yàn)的全貌，可以了解學(xué)生實(shí)驗(yàn)步驟、系統(tǒng)組裝是否正確；特寫(xiě)攝像畫(huà)面，可以觀察實(shí)驗(yàn)的細(xì)節(jié)，如設(shè)備端口標(biāo)注、旋鈕位置、器皿刻度等。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，常碰到組建的電聲系統(tǒng)無(wú)聲問(wèn)題，指導(dǎo)教師通過(guò)手機(jī)顯示畫(huà)面，第一步檢查系統(tǒng)中話筒、播放器、功放、音箱之間的連接是否正確，可以讓學(xué)生端著網(wǎng)絡(luò)電話攝像機(jī)，按信號(hào)流向，掃攝各個(gè)端口的連線、接插件是否正確；第二步掃攝各設(shè)備的按鍵、旋鈕、開(kāi)關(guān)的位置是否正確，教師結(jié)合手機(jī)上顯示的畫(huà)面，能很快發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并同步給予語(yǔ)音指導(dǎo)。

在遠(yuǎn)程雙向可視輔導(dǎo)過(guò)程中，為了讓教師在手機(jī)上能看清楚實(shí)驗(yàn)的細(xì)節(jié)，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)攝錄的畫(huà)面很重要，如下幾點(diǎn)需要注意：①為了保證教師端圖像的清晰度，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)應(yīng)光線充足，攝像機(jī)應(yīng)順光方向放置、避免逆光。②強(qiáng)調(diào)學(xué)生應(yīng)結(jié)合網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)屏幕的顯示，調(diào)整好拍攝位置、角度，有利于指導(dǎo)教師端得到需要的畫(huà)面；同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)過(guò)程中，教師還可以指導(dǎo)學(xué)生按需要調(diào)整攝像機(jī)位置；為了方便攝像機(jī)移動(dòng)，最好配置可移動(dòng)三腳架。③作為適于實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)可視電話攝像機(jī)，應(yīng)內(nèi)置可充鋰電池、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信（WiFi），沒(méi)有網(wǎng)線、電源線的束縛，方便在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)移動(dòng)，易于攝錄到教師端需要的畫(huà)面。④移動(dòng)終端應(yīng)具備前置攝像頭，便于將教師端的圖像傳給學(xué)生，實(shí)現(xiàn)雙向可視。

2.遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)回放

網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)支持大容量?jī)?nèi)存卡，利用工作之余、旅途閑暇的時(shí)間，在手機(jī)上回放學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程，從而發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中存在的問(wèn)題。

在本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中，通過(guò)回放發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作中存在拉扯電纜、搖動(dòng)接插件等一些平時(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中容易忽視的問(wèn)題；同時(shí)，可以把典型的實(shí)驗(yàn)視頻拷貝出來(lái)，在課堂上回放，具有更強(qiáng)的說(shuō)服力，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有很好的指導(dǎo)作用?；胤挪僮鞅容^簡(jiǎn)單，只要點(diǎn)擊圖2中的“回放”，就會(huì)顯示按時(shí)間排序的視頻文件，點(diǎn)播即可。

3.遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)監(jiān)控

手機(jī)隨時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部情況，劃動(dòng)屏幕能使鏡頭上下左右移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的云臺(tái)功能，可以遠(yuǎn)程抓拍現(xiàn)場(chǎng)圖片，保存在手機(jī)上，用于教學(xué)展示或取證。實(shí)驗(yàn)時(shí)的出勤率、實(shí)驗(yàn)中的學(xué)習(xí)態(tài)度、實(shí)驗(yàn)后的儀器設(shè)備歸位、線材收整情況、離開(kāi)時(shí)門(mén)窗電源是否關(guān)閉等細(xì)節(jié)，都盡在掌握中，有利于培養(yǎng)學(xué)生良好的工作習(xí)慣。

作為院系實(shí)驗(yàn)室的分管領(lǐng)導(dǎo)，可以將所管轄的實(shí)驗(yàn)室添加到手機(jī)上集中管理，各實(shí)驗(yàn)室安裝網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)后，對(duì)實(shí)驗(yàn)室的視頻監(jiān)控、與管理人員的通話、視頻回放，都只需點(diǎn)擊屏幕上的對(duì)應(yīng)按鍵即可實(shí)現(xiàn)，隨時(shí)掌握實(shí)驗(yàn)的出勤、開(kāi)放、安全、衛(wèi)生等情況，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理。

三、結(jié)束語(yǔ)

在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)配置網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，不僅能通過(guò)手機(jī)對(duì)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行監(jiān)控，隨時(shí)掌握內(nèi)部情況，還能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程可視實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)。通過(guò)對(duì)不同類型的信號(hào)通道3G、WiFi，普通信號(hào)強(qiáng)度下，在手機(jī)上表現(xiàn)為畫(huà)面和語(yǔ)音清晰流暢、聲畫(huà)同步，對(duì)遠(yuǎn)程可視指導(dǎo)、答疑取得較好的實(shí)際效果，對(duì)提高實(shí)驗(yàn)室使用效益、減輕實(shí)驗(yàn)教師的工作負(fù)擔(dān)有一定的作用。

[1]於秋萍,孫見(jiàn)君,吳志威.基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放管理[J].實(shí)驗(yàn)教學(xué)與儀器,2014(5):66-67.

[2]崔瑞琳.移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)視頻監(jiān)控應(yīng)用分析[J].電信技術(shù),2013(2):9-11.

[3]韓金輝.從視頻監(jiān)控深度應(yīng)用淺析智能高清監(jiān)控系統(tǒng)[J].中國(guó)公共安全(綜合版),2010(8):139-142.

（編輯:王天鵬）

G482

A

1673-8454（2015）13-0082-02

教育部2013年度人文社會(huì)科學(xué)研究規(guī)劃青年基金課題“移動(dòng)學(xué)習(xí)教學(xué)游戲積件的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)研究”（13YJC880056）。