思美特控制系統(tǒng)--網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)解決方案

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計概述

一、

1 需求分析

    從廣義來講，凡是在教學(xué)過程中運用了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的教學(xué)活動均可稱之為“網(wǎng)絡(luò)教學(xué)”，無論你是通過網(wǎng)頁發(fā)布教內(nèi)容；通過電子郵件與學(xué)生交流；通過網(wǎng)絡(luò)傳遞視頻信息，將一堂課以多種方式共享給另外一個或多個課堂的樣式；以及基于網(wǎng)絡(luò)的任何形式的教學(xué)廣播等等都屬于“網(wǎng)絡(luò)教學(xué)”。

    智能化是多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)向深層次發(fā)展的客觀要求。盡管多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)迅速發(fā)展，大量多媒體課件和多樣化的教學(xué)模式被開發(fā)使用并取得較好成果，但人們在開發(fā)使用中發(fā)現(xiàn)，這些系統(tǒng)始終存在一些缺陷：操作過于繁瑣，系統(tǒng)不夠穩(wěn)定，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)過程不夠協(xié)調(diào)，教學(xué)方式不夠靈活，實際達(dá)到的下過不佳等等。因而需要未來系網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)能夠做到：

    1．能夠非常方便快捷的對整個系統(tǒng)進行操作。一般整個系統(tǒng)中與教育相關(guān)的部分都稱之為網(wǎng)絡(luò)教育資源，包括環(huán)境、信息和人力三大資源。為了能夠設(shè)計有效的網(wǎng)絡(luò)課程，實施有效的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，便捷的操作是非常重要的。

    2．能夠穩(wěn)定可靠的長時間運作。教學(xué)是一個長期的過程，這就要求整個系統(tǒng)設(shè)施都能夠經(jīng)受長時間穩(wěn)定可靠運作的考驗。同時，擁有一套可行的突發(fā)事件處理方案。

    3．總控中心和各多媒體教室能夠完美的統(tǒng)一和協(xié)調(diào)工作。其中，總控中心負(fù)責(zé)整個系統(tǒng)的宏觀控制，同時，各多媒體教室能夠根據(jù)自己的需要選擇恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方式，兩者任何時間均能夠協(xié)調(diào)工作。

    4．靈活的多樣化媒體表現(xiàn)方式的接入。如教師能夠非常方便的使用自帶的優(yōu)盤、便攜機等接入整個系統(tǒng)進行各種媒體演示等等，同時，方便教師不斷積累教學(xué)經(jīng)驗，并能針對具體情況及時調(diào)整系統(tǒng)的教學(xué)策略等。

    5．充分考慮對整個教學(xué)效果的提高。在整個網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的建設(shè)中均要能夠考慮考慮到實現(xiàn)友好和自然的人機對話，方便教師對未預(yù)期的提問和錯誤能給出合理的反饋操作，學(xué)生能夠非常方便的表達(dá)自己的思想等等。

    這樣的系統(tǒng)實際上就是智能化的多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)�；�于網(wǎng)絡(luò)的多媒體教學(xué)系統(tǒng)應(yīng)以智能化網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)為基礎(chǔ)，當(dāng)前，多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的研制和開發(fā)已成為網(wǎng)絡(luò)教學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域中的一個重要的前沿課題。

    諸多資料表明，建設(shè)這樣一個現(xiàn)代化的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境，面對復(fù)雜的教學(xué)軟硬件資源，必須有一套有效的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，才能使得整個系統(tǒng)能夠有序化的工作，事半功倍，真正達(dá)到建設(shè)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的目的。

2 系統(tǒng)概述

    隨著近幾年教育的不斷發(fā)展，新建校區(qū)和大學(xué)城如雨后春筍般發(fā)展起來，多間至數(shù)十間多媒體教室的集中控制和管理將成為學(xué)校多媒體教學(xué)進一步發(fā)展的方向。

    思美特網(wǎng)絡(luò)融合控制系統(tǒng)徹底解決了以往中控系統(tǒng)的先天缺陷，通過網(wǎng)絡(luò)主機充分實現(xiàn)多間教室的集中控制和后臺管理功能，同時思美特控制系統(tǒng)能夠與其他如安防、辦公以及教務(wù)等子系統(tǒng)無縫集成，全面支持網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的各個環(huán)節(jié)，充分利用現(xiàn)有教學(xué)資源，為網(wǎng)絡(luò)教學(xué)提供一體化解決方案。同時，思美特網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)為“數(shù)字校園”建設(shè)提供了強大的技術(shù)手段。

3 系統(tǒng)設(shè)計原則

    1、先進性原則

    系統(tǒng)設(shè)計、施工和設(shè)備選型遵循先進性原則，能夠使多媒體網(wǎng)絡(luò)教室的建設(shè)與學(xué)校其他系統(tǒng)的建設(shè)在技術(shù)平臺水平上保持相對的時代同步性，以保障系統(tǒng)的生命周期盡可能地延長；以保證與現(xiàn)有或在可以預(yù)見的將來可以采用的設(shè)備相兼容。 

    2、資源共享性原則

    網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的實質(zhì)是通過網(wǎng)絡(luò)教育信息資源的傳輸和共享來實現(xiàn)教學(xué)。建立在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的多媒體系統(tǒng)，把多媒體技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)緊密結(jié)合，大大擴展了單機多媒體系統(tǒng)的功能。它不僅具有各種媒體信息處理和人機交互功能，更重要的是它實現(xiàn)了網(wǎng)上多媒體信息傳遞和多媒體信息資源共享，形成了一種最理想的多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境，代表了多媒體教學(xué)應(yīng)用的最新發(fā)展和必然趨勢。

    3、經(jīng)濟實用性原則

    系統(tǒng)設(shè)計和設(shè)備選型應(yīng)注重實用功能、降低總體投資，求得先進性與經(jīng)濟性的完美統(tǒng)一，做到設(shè)備性能/價格比的最好綜合。從學(xué)校教學(xué)管理的實際需求出發(fā)，摒棄一切學(xué)校不需要的華而不實的東西。 

    4、安全可靠性原則

    系統(tǒng)設(shè)計方案要求將人機安全、設(shè)備的長期穩(wěn)定運行等可靠性要點，作為系統(tǒng)建設(shè)方案的首要設(shè)計原則，以保證系統(tǒng)在運行期間，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)運行方面的人工和資金成本。本期建設(shè)對前端設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性要求非常高，要能夠每周7天，每天16小時不斷工作。對關(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。

    5、操作、維護的簡便性原則

    以提高系統(tǒng)的整體運行效率為出發(fā)點，根據(jù)簡便性原則，針對系統(tǒng)內(nèi)各子系統(tǒng)操作人員的實際情況和實際操作需要，進行信號采集、傳輸和操作控制等各子系統(tǒng)的操作功能設(shè)計。 

    6、可擴展性原則

    系統(tǒng)設(shè)計和規(guī)劃時必須支持將來的擴容和平滑升級。在保障滿足學(xué)校現(xiàn)有需求的同時，為學(xué)校將來的系統(tǒng)擴展打下基礎(chǔ)。系統(tǒng)應(yīng)采用模塊化，并在設(shè)備選型方面有一定的可替換性。在系統(tǒng)設(shè)計時，要考慮系統(tǒng)對通過光纖網(wǎng)傳輸和通過衛(wèi)星傳輸?shù)募嫒菪院涂商鎿Q性。多媒體教育系統(tǒng)應(yīng)能兼容和支持將來開展的增值業(yè)務(wù)；應(yīng)能支持多種形式的節(jié)目及用戶的管理和控制。

思美特網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)功能特點概述

二、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)功能特點概述

    1 總控中心集中控制和管理

    系統(tǒng)管理人員可以在總控中心根據(jù)實際需要直接控制任意多媒體網(wǎng)絡(luò)教室的所有系統(tǒng)及環(huán)境設(shè)備，包括提前打開各個教室電源、投影、屏幕；根據(jù)需要在投影上播放指定的教學(xué)片斷以及課后自動延時關(guān)閉投影、屏幕和系統(tǒng)電源等，充分實現(xiàn)批處理和操作、大大簡化了管理和維護工作。

    同時，由于采用總控中心集中控制，故有利于整個教學(xué)計劃的實施和教學(xué)資源的管理，大大減輕了操作人員的負(fù)擔(dān)，提高了教學(xué)效率，增強了整個系統(tǒng)的可靠性和可維護性。

    1.1 總控原理示意圖

圖：網(wǎng)絡(luò)教學(xué)習(xí)系統(tǒng)總控原理示意圖

    1.2 集中控制和管理的優(yōu)點

    公共教學(xué)內(nèi)容充分共享。由于整個教學(xué)過程中有很多的內(nèi)容如科教片、歷史片欣賞，集體收看新聞，學(xué)科專家的集中演講廣播等等，均屬于公共教學(xué)內(nèi)容，這一內(nèi)容直接通過總控中心直接對各個多媒體教室進行音視頻等形式的廣播便可，省確了重復(fù)播放和講解帶來的多重教育資源的投入。

    大大降低人力、物力投入。通過使用總控中心宏觀控制每個多媒體教室，只需在總控中心按照教學(xué)計劃打開和關(guān)閉各個系統(tǒng)便可，如8點上課前，在總控中心提前10 分鐘打開教室門禁系統(tǒng)，然后根據(jù)需要依次打開投影設(shè)備、屏幕、計算機等，同時調(diào)節(jié)燈光、窗簾、系統(tǒng)音量等到預(yù)先設(shè)置的模式等。這樣，不必為每個教室配備專門管理和操作人員，同時總控中心擁有音視頻監(jiān)視，可以充分把握每個教室的每個環(huán)節(jié)，大大降低了人力、物力的投入。

    宏觀調(diào)控，便于整個教學(xué)計劃的逐步實施�？偪刂行目梢噪S時了解教學(xué)進展情況，管理人員只需要按照教學(xué)計劃逐步實施，大大減少了中間環(huán)節(jié)，同時配合教務(wù)管理子系統(tǒng)靈活安排和調(diào)節(jié)教學(xué)計劃，使其始終按照要求進行和發(fā)展。

    大大減少突發(fā)事件和提高故障響應(yīng)速度。由于科技含量和智能化程度大大提高，整個系統(tǒng)設(shè)備的故障率大大降低，同時，由于該解決方案均配置優(yōu)秀的冗余控制方式，任何形式的突發(fā)事件均能夠在第一事件內(nèi)的解決，不會造成教學(xué)的中斷。

    1.3 突發(fā)事件的處理

    總控中心突發(fā)事件的處理。當(dāng)總控中心設(shè)備出現(xiàn)故障，可以使用備用機代替，此時直接通過控制系統(tǒng)切換便可；當(dāng)總控中心觸摸屏部分出現(xiàn)故障，此時可使用計算機通過瀏覽器直接控制全部設(shè)備；當(dāng)主控機出現(xiàn)故障，只需立即使用備用主控機（可選）便可。

    各多媒體教室突發(fā)事件的處理。一方面直接使用備用解決方案，另一方面直接請求總控中心尋求解決辦法。

    電力事件的處理。總控中心為了預(yù)防停電帶來的不便，主要設(shè)備如控制系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)建議接入備用電力系統(tǒng)或者配備在線UPS等；同時，由于整個監(jiān)控系統(tǒng)直接可使用備用電力系統(tǒng)，即使教室停電，在總控中心也可以隨時了解各個教室的現(xiàn)狀和進行進一步的處理等。

    2 強大的Web瀏覽和控制技術(shù)

    我們整個系統(tǒng)的控制界面可以非常方便的集成到瀏覽器中，使用計算機瀏覽和控制整個系統(tǒng)就像使用觸摸屏一樣簡單和快捷，同時，我們的控制界面支持權(quán)限分配和管理，大大增強了網(wǎng)絡(luò)控制的安全性。

    3 教學(xué)資源共享和監(jiān)視和監(jiān)聽

    為了增強每個網(wǎng)絡(luò)教室的靈活性，我們在每個教室增加了12鍵面板，這樣，教室可以直接通過面板控制本教室的燈光、屏幕、窗簾、系統(tǒng)音量；控制投影自行播放多媒體課件以及直接向總控中心尋求幫助等。

    4 子系統(tǒng)常用功能自行管理

    在總控中心可以直接根據(jù)教學(xué)計劃將相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容如多媒體課件、視頻片斷等傳輸?shù)礁鱾�網(wǎng)絡(luò)教室并在大屏幕上顯示，大大降低了整個教學(xué)環(huán)境資源的投入，增強了可管理性。同時，由于每個網(wǎng)絡(luò)教室的安裝有攝像機和拾音器等設(shè)備，這樣，在總控中心可以監(jiān)視和監(jiān)聽任意教室的教學(xué)情況，當(dāng)出現(xiàn)了意外情況，在總控中心就可以在最短的時間內(nèi)恢復(fù)正常。

圖：12鍵按鍵應(yīng)用示意圖

    5 完整的集成網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺

    根據(jù)實際需要，該解決方案可以充分集成教學(xué)管理、教學(xué)資源管理、課程開發(fā)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、師生交互、無紙化考試與測評等多方面的功能，可全面支持網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的各個環(huán)節(jié)，為網(wǎng)絡(luò)教學(xué)提供一體化解決方案。

圖：控制系統(tǒng)支持與其他如教務(wù)管理、辦公自動化等平臺的融合

思美特網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)相關(guān)示意圖

三、相關(guān)示意圖

1 控制系統(tǒng)設(shè)備連接示意圖

    SMARTISYS網(wǎng)絡(luò)融合控制技術(shù)是融匯當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、通訊技術(shù)、控制技術(shù)和計算機軟硬件技術(shù)領(lǐng)域的先進技術(shù)成果，專門用于多媒體控制的新型技術(shù)，它舍棄了計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中諸多繁雜環(huán)節(jié)，取其控制技術(shù)之精華，將智能觸摸技術(shù)、總線控制技術(shù)、無線技術(shù)和遠(yuǎn)程控制集于一身，形成了簡明精干而功能強大、應(yīng)用廣泛、接駁靈活的控制技術(shù)，實現(xiàn)了簡單、完整的多媒體控制功能。

    思美特控制系統(tǒng)設(shè)備連接，使用SMARTISYS控制系統(tǒng)，通過的SmartNet和TCP/IP網(wǎng)絡(luò)，可以將您的控制范圍延伸到世界的每一個角落，并且我們提供可視化多媒體控制界面直接控制本地或遠(yuǎn)程多媒體系統(tǒng)，同時提供在線管理和維護。

    目前，思美特系統(tǒng)產(chǎn)品因其可靠性高、易用、易維護、功能強大、結(jié)構(gòu)簡單、通用性好、易擴展，在A/V控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

2 系統(tǒng)連接示意圖

    如下圖，該類解決方案直接使用網(wǎng)絡(luò)交換機將總控中心和其他各多媒體教室、應(yīng)用子系統(tǒng)直接相連，同時支持使用觸摸屏和使用計算機通過瀏覽器等多種方式直接控制。主要使用12寸真彩觸摸屏系列產(chǎn)品搭配新一代網(wǎng)絡(luò)型控制主機來完成整個系統(tǒng)的智能控制和主控機的級聯(lián)功能。該類系統(tǒng)由于其具有強勁的網(wǎng)絡(luò)控制功能，豐富的媒體控制界面、智能控制接口以及系統(tǒng)的易擴展性，被廣泛應(yīng)用于各種大、中型多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)應(yīng)用場合。

圖：網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)連接示意圖