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全数字校园网系统
华工紫龙多媒体教室系统集教学、科研、管理、办公、远程教学、监控、评估等于一体,提供了交互式多媒体教学、教学评估监控、计算机网络教学、智能定向广播、视频会议、电子考场、远程多媒体教学和办公管理自动化、互联网接入等各种功能。 |
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一 计算机网络平台 主干网络实现千兆位高速带宽链接的校园网主干,为校园网络提供高性能的智能交换服务,通过分中心交换机将网络主干服务扩展到企业或工作组配线间,提供全交换的百兆带宽桌面,结合网络设备所提供的应用智能、QOS服务质量机制使校园内部网能够更有效地支持多媒体、关键任务数据流和实时数字视音频流的流畅应用,全面支持多媒体教学应用的优越性能得到淋漓尽致的发挥。在网络产品、综合布线和服务器的选型上,选择Cisco、 华为3Com、AMP、HP、联想、浪潮等在国际国内知名的品牌。 二 校园多媒体教学网功能模块 1. 功能说明 1) 课件上传、管理 教师在网络环境中的所有教学活动可在同一个平台上实现。教师可在校园网内的任意办公终端利用网络资源将课堂场景,课件内容同时传输到网上,提供网上听课和教学观摩服务;课件可以放到公共课件库里,也可以放到私人课件库里。课件按年级、科目存放。到正式教室上课时,通过教室单元的遥控器选择合适的节目源菜单,就可点播自己制作的课件,通过教室里的任意终端显示器(电视机或投影仪)播放 。 2) 课件点播 网上点播模块实现 VOD/AOD功能。老师在教室里可以用键盘、鼠标或者遥控器像使用家庭卡拉OK一样简单方便的点播课件,根据不同课件类型,可以实现播放,暂停,快放,慢放控制以及其它交互操作。 我们的课件点播系统支持目前所有主流媒体格式(MPEG, VCD, MP3, AVI, ASF, MIDI, WMV, WMA, RM, RMVB等)的在线点播;支持Word、Excel、PPT、Flash、Author ware、PDF等所有文件格式。
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3) 网上冲浪 由于所有教室的多媒体终端连接在校园网上,并且可以运行Windows程序(例如课件点播、计算机辅助教学功能),因而可以通过运行IE、Netscape等网络浏览器,当校园网与Internet互连时,方便快捷的访问Internet。 4) 计算机教学 老师在教室里操作紫龙教室终端,能够通过连接的各种不同终端达到计算机辅助教学以及信息化课程教学的目的。 |
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2. 具体应用说明 1)课件点播 教室多媒体教学终端可实现PC机在Win2000系统运行环境下的所有功能,支持Word、Excel、PowerPoint、Author ware、Flash、EXE程序以及HTML网页文件等任意格式的课件点播,进行交互操作。不同的终端还可以同时并发点播相同或不同的课件,并完美实现大动态、高运算率课件或程序,如3D动画、FLASH课件、超级文本等,所有课件均能在紫龙多媒体终端上高速流畅运行。 2)VOD视频点播 数字视频点播系统,简称VOD(Video On Demand),是以计算机网络技术、数字视频技术的高端应用为基础开发研制的,是紫龙多媒体综合教学网的一个极具优势的子系统。在校园多媒体教学网中应用VOD技术,可以使校园多媒体教学网的交互性功能得到充分发挥。教师在教室内通过遥控器、教室多媒体教学终端,利用电视机或其它显示设备即可任意点播存储于主控服务器中的图、文、声、像等多媒体节目课件,真正做到“任意点播”、“即点即播”。不同教室的终端可以同时并发点播服务器内的相同或不同素材,并可对素材的播放进程进行独立控制,如暂停、快进、快退等。同时可根据备课时的入点出点设置实现选段播放或循环播放,以及多文件的编组顺序播放。 3) AOD音频点播 AOD(Audio On Demand)数字音频点播系统是VOD系统的一个子系统。依据该系统音频点播的功能,例如外语教师不必再手提录音机去上英语课,只需手持遥控器在教室内便可轻松调用听力素材,任意点播,播放音质可达CD水平,且反复调用音质不受影响。 |
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4)数字化交互式双向电视教学 学校使用的节目源设备通常是模拟的视音频设备,在全数字系统中,所有模拟信号可以通过中控服务器编码转化成可以在计算机网络上传输的数字信号,并且可以通过紫龙多媒体终端数字还原后播放到模拟使出设备上。所有的节目源设备都是可以控制的(在网管计算机和教室终端上),教师可以很方便地操作和控制主控室的录像机、VCD、DVD等播放 |
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设备,主控室也可以控制教室的电源开关、电视开关、音箱开关、视频切换、系统复位等操作。 主控室可以对不同班级的终端进行授权控制,经过授权的终端才可以使用某些设备,未授权的终端无法使用。终端在经过授权的情况下可以实现:切换到菜单指定的录像机、VCD、DVD画面;控制播放、暂停、快进、快退等。教学内容可以采用直播(自上而下)或点播的方式进行(自下而上)播放,从而实现双向交互电视教学。 5)多种即插即用接口、灵活方便的资源、设备导入 多媒体教室终端不仅仅是一个多媒体处理终端,在终端内部又同时集成了丰富的网络中控功能。这包括(1)远程网络控制及状态检测功能:通过网络,网管中心可以远程对终端状态以及接入的设备状态进行实时检测,并开关投影机、电视机、PC机、音箱、实物展台和终端本身;(2)现场设备切换及控制:可根据需要将笔记本电脑、录像机、VCD、实物展台等图像信号切换到显示输出设备,例如投影机、电视机、显示器上,并可利用配套的桌面控制器十分直观方便地实现上述现场控制功能,以及现场灯光、音像、幕布等环境控制。 |
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教室多媒体教学终端为USB移动硬盘、优盘(USB)、视频展台(VIDEO)、笔记本(VGA入、RJ45)、大屏幕投影(VGA出)、有线鼠标键盘(串口)、无线鼠标键盘(红外)、麦克(MIC)DVD(A/V)、VTR录放像机和电动灯光窗帘等多种设备都提供了即插即用接口或扩展应用的接入、切换、输出、控制接口,全面支持教室端各种相关多媒体设备、显示设备、存储设备、环境控制设备的即插即用的积木式组合应用。 6) 远程教学/远程监控 利用本系统强大的多媒体流数字化编解码能力和Internet/城域网发布功能,可以轻松实现Internet和城域网上的远程教学与远程监控。 三 校园电视网功能模块 1. 功能说明 1) Ku波段远程教育 将学校从Ku波段接收的教育频道转播到每个教室,改变只能在接收处单点播放的现状。 2) 有线电视/卫星电视 只需把有线电视或卫星电视的信号接入主控系统,教室就可以接收有线电视/数字电视的所有频道或者挑选出来的频道,主控室可以定点控制每个教室观看的频道和时间。 3) DVD、VCD播放 教室里可以点播主控室里的DVD或VCD播放的节目,经主控授权,教室还可对相应设备进行控制,如播放、快进、快退、暂停、停止等。 4) 演播厅实况转播 校领导在演播厅里发表讲话,老师在演播厅里示范教学,学生在演播厅里演出,各种活动都可以向全校现场直播。 教学实况组播/广播及网上直播控制系统 该系统在主控室实现主讲教室与分教室教学实况的传送以及多个主讲教室与多个分教室的交叉传送。本项功能可以在保证教学质量的前提下有效的扩大教学规模,实现教学资源共享。 四 校园智能广播网功能模块 智能广播教学系统系统是建立在以太网网络技术上,完全符合TCP/IP协议规范,完全兼容当今最流行的INTERNET网,带宽为100M,采用当今最流行的音频、视频压缩与解压缩技术(MP3和MEPG标准),音频接近CD音质,视频符合VCD/DVD标准。所有节目通过校园网络或拷贝贮存或通过录制主机录制在视频服务器中,通过各教室内的遥控器进行交互,交互命令传送到服务器,由服务器解释并按请求播出。 智能广播教学系统系统代替了传统的教学方式,真正做到数字双向交互,中心机房无人值守,彻底解决了模拟系统一机专用,电教设备无法分时或同时多教室共享的问题,教学内容在同一时刻的播出,没有教室数量、播出机数量的限制,真正做到随心所欲、即点即播。是学校一种全新的理想的升级换代产品。 1. 功能说明 1) 广播功能 全数字化播音,任意分组、分区播放,同时支持多达16路以上视频广播,64以上的音频广播。全自动按年级、或按区打铃、放操,话筒播音,可以进行校园实时信息、通知、新闻播音。室外广播,只要加一功率放大,室外广播就能达到以上所有的功能,而不需要进行功率分配。 2) 课堂语音教学 全数字化课堂语音教学,同时支持多达64路以上交互式语音教学,即可以同时允许64个教室以上进行语音授课与听力训练。高可靠高保真高考听力测试与训练。节目菜单电视屏幕显示,遥控器与按键实现交互式操作 3) 视频教学 全数字化课堂视频教学,可以进行语文、物理、历史、体育等现场辅助教学,同时支持多达30路以上交互式视频教学,即可允许30教室同时使用同一个节目或不同的节目,可直播演讲比赛、运动会、校长报告等。节目菜单电视屏幕显示,遥控器与按键实现交互式操作 五、校园监控网功能模块功能说明 1) 电子考场 控制中心的屏幕墙实时显示各考点的场景,同时可以完成同步录像,录制的内容可随时调出进行检索 2) 教学观摩、督导、评估 校领导可以通过电脑切换随时查看到全校各班级的实时教学情况,老师也可以实时了解自己班级的情况。在查看的同时可远程控制现场摄像头,以调整所巡视教室图像的大小和方位。 3) 学生安全监控 利用现有的校园网络,对整个校园的教学楼、实验楼、学生宿舍、学生食堂、操场、校园的主要出入口及重要公共场所进行实时监控。 4) 全方位摄像及全方位语音 自主开发的“可移动监控与教学系统”可以带动摄像机前后移动和近360度转动,使摄像机的可视范围覆盖了区域的各个角度。精心设计的拾音器可以高灵敏度地全方位地采集区域里的声音。 2. 系统技术特点与功能 1) 高精度视音频信号采集 教室内安装的摄像机为进口原装一体化数字摄像机,清晰度为 470线,16或32倍变焦、自动光圈、自动聚焦,云台动作远程可控,保证灵敏、清晰、高精度的视音频信号采集。 2) 网络数字视频传输 前端视音频信号全硬件数字化压缩编码,MPEG-4实时码流输出,信号传输无衰减、带宽占用仅数百K,确保视频画面高指标地清晰、稳定、流畅传输。 3) 双视频流同步传输、立体化同步评估 系统支持课堂教学场景图像、教室端视频展台图像与终端/外接笔记本可见演示画面的同步采集,双视频流同步压缩编码上传,实现课件演示与教学场景双画面同步传输显示,场景、画面自如切换的立体化远程示范教学与教学评估。任意计算机信息节点、多媒体教学终端节点经授权后可监控指定班级的授课现场与终端画面,并可直接操作各监控点摄像机焦距、光圈、聚焦及云台动作,以及两路上传视频通道的采集压缩与传输切换,任意捕捉摄录授课、听课动作、场景,以便进行立体化的教学观摩评估或课件采集。 4) 校长网络巡查、听课 摄像头采集的视频信号经“多媒体教学终端”数字编码经校园网送入主控室处理并送主控显示或分控显示。云台控制信号经校园网传送到云台解码器,变为控制信号,控制云台动作。主控、分控、教室终端用户都可选择教室,配合软件,实现校长网络巡查、听课、网上教学观摩评估、教师自我评估训练、网上电子监考等功能。 校长通过“校长综合办公平台”网络可随时通过监控评估功能,调用各教室教学场景、终端显示画面以及现场声音等,进行一路双码流评估监控或多路视频监控,并可切换控制现场摄像机的镜头、云台动作、课件演示画面及视频采集场景,在不干扰正常教学的情况下进行立体化的网络视频监控评估、电子巡查、听课,实时在线打分。 5) 教师自我评估训练 教师可随时将自己上课实况录像存储,以便自我检查授课效果,提高自身授课水平。系统允许多位教师在教室端而无需在主控室,就可自行远程操作系统进行双视频流的录像、硬盘存储。 6) 网络视频会议论坛 教室、教研室、办公室、校长室可开多方网络视频会议,进行教学、教务、校务研讨。 7) 实时教学评估打分 系统内置教学评估软件,可在评估现场就教师讲课及学生听课情况,做多项特定项目或自定义项目的考评,实时汇总评估。 8) 网上电子监考 在主控室,可通过多画面显示系统或监控回放电视墙,采用多路分组切换、实时监控、硬盘录像存储等手段,实现集中电子监考;亦可由任课教师或班主任在自己办公机上实现网络视频监考。 9) 双视频流同步硬盘录像 在多画面监控的同时,监控软件可以将指定教室的教学场景与课件演示的实时视音频同步保存到硬盘上,并可随时调出进行检索、查询和回放。 10) 全网监控授权管理 可对综合校园网各类终端及各级/类用户的监控范围及操作权限进行动态管理。
六 校园安防网功能模块 系统提供了安防接口,根据学校需求,只用将检测设备接入,就可完成安防监控功能,解除学校重点区域安全及设备保管的后顾之忧。 对校园的重点部门可以进行安全布防,自动检测火灾,自动检测盗窃,出现火警盗警后可以在本地、主控室或门卫值班室任何一处或同时多处报警,根据需要还可自动打开摄像机进行录像。(该模块在功能与校园监控网类似)
七 校园管理网功能模块 1. 功能说明 1) 网络应用平台管理 实现学生学籍、学分、师生考勤等学校教务、政务、总务的现代化管理。 2) 设备管理 实现对校园内各处设备的本地和远程管理,如电源管理,远程操作等; 3) 主控中心 (1) 可操作主控室内的各种播放设备,如VCD、DVD、VCR、VDR的放像、暂停、快进、快退、停止、选曲等。 (2) 可选择压缩后的有线电视节目及校园电视节目。仅用手持遥控器或普通鼠标、键盘或桌面分控器就可完成上网、课件点播、VOD、AOD、通信对讲等操作。 (3) 主控中心可控制网络终端、音箱、电视机、投影机的开、关机,可控制终端的工作状态。 (4) 主控中心可检测教室设备的工作状态,并可对终端远程维护和软件升级。 ①网络及设备管理、监测、调度以及教室设备工作状态的检查。 ②可在线遥控和指导教师的使用和操作过程;可随时管理教室设备的开、关机及运行状态。 ③电视转播,智能广播,数字广播等设置可按照不同的需求对象群体编组,定向分组,定时自动播放 ④可实现对任意教室的IP通话,双向呼叫对讲,进行设备调度或在线辅导设备的应用。 ⑤建立"零响应时间"服务系统,需要时联通紫龙公司客户服务主机,享受实时的技术服务。 (5) 教室端远程管理、全功能远程维护 系统以强大的网管集控功能全面实现对分散配置于教室端的多媒体教学终端、桌面中控终端、多媒体音箱、投影机、镜头云台以及电视机等设备,进行远程电源管理、远程开关机(投影机的关机设有延时保护功能)、远程强制休眠、唤醒以及运行状态监控与远程控制。如网管主控可以控制教室的电视开关、频道切换、多媒体音箱开关,能够实现定时或手动的强制视音频直播广播/组播接收等。更可通过端对端的I/O远程接管,实现全功能远程维护管理,不仅可用最便捷的方式解决远端故障,更实现了对教室投影机、电视机、灯光、电动窗帘等远端设备的全功能的集中控制和维护管理,使系统应用维护全面达到最优化。
2。软件部分 紫龙软件平台是基于当前中国教学特点特别开发的。紫龙软件平台主要有平台类和应用类两大类,平台类主要安装在校园网的服务器中,提供紫龙系统正常工作的软件平台,主要有管理服务器软件、媒体服务器软件、课件服务器软件;应用类分布在校园网的各个办公信息点上,根据应用可以分为校长软件、管理员软件以及教师软件。以下分别介绍
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1) 管理服务软件 紫龙管理服务软件涵盖了校园网环境中的网络实体及其它们之间的联系。在紫龙教学信息化专业解决方案中,网络实体包含“紫龙”系列设备、服务器、PC机、应用、用户等。紫龙管理服务解决方案提供了一种统一的方式以命名、描述、定位、访问、管理和保护这些网络实体的信息。它管理这些网络实体的标识和它们之间的关系,使它们能够协同工作。
2)紫龙课件服务软件
功能: 课件点播:教师能够在课堂通过“紫龙”嵌入式教学计算机点播课件,辅助教学。通过嵌入式网络教学计算机,课件能够显示在普通电视机或VGA显示设备(如投影仪)上。在使用过程中,教师能够通过遥控器或标准的键盘控制课件播放的过程,像在PC机上一样与课件进行交互。 网络教学:紫龙课件服务是网络教学的基础。基于紫龙课件服务,嵌入式网络教学计算机能够上网浏览,教师能够在课堂进行网络教学。 特性: 负载平衡:紫龙课件解决方案基于国际先进的流媒体技术在给用户高稳定性、高效率的同时,能够对多个紫龙课件服务中的主服务器—课件服务器进行动态平衡,为解决方案提供高度的可用性和可扩展性。
3) 校长软件 校长软件通过将紫龙软件平台中的相应组件安装在校长办公PC中,构建成紫龙的校长工作平台,主要根据校长工作的实际需求,力求操作简易合理,符合校长工作的习惯,又能真正起到辅助校长办公的作用。主要包括教学评估和校长讲话,可以实现如下功能: 远程云镜控制:远程控制云台和镜头动作; 课况数字录像:对班级课堂实时录像; 实 时 回 放 :边录边放,任意设定回放点,及时把握课堂异动; 示范教学课 :将一个班级的现场实时示范到其他班级,可多场景、多角度切换示范; 校长电视讲话:校长可以在办公室实时向班级作电视讲话,智能分组 电 子 监 考 :利用多画面监控、远程控制、巡视、录像等整体发挥电子监考作用。 |
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4) 管理员软件 管理员工作室软件通过将紫龙软件平台中的相应组件安装在管理员办公PC中,构建成紫龙的网络管理平台,将紫龙的各项网络管理工作整合在这个平台上,让管理员在自己的PC机上就可以很方便的完成系统、设备、教学等管理工作。主要包括终端管理、系统管理平台、超级广播、电视墙管理等,可以实现如下功能: 远程开关机:单开单关、全开全关、定时开关、状态监控; 教学基本信息管理:班级名称、资料、学科、部门等; 课表管理:课程表录入、查询、修改等; 用户及权限管理:用户及用户组建立、管理、权限分配等; 智能广播:智能分组、数字音视频广播、模拟音视频广播等; 定时广播:定时启动智能广播(眼保健操等); 资源目录管理:课件、媒体等目录建立、修改、排列等管理; 电视墙管理:透明字幕、设备状态、巡视设定、排列设定、云镜控制、录像管理等。 |
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5)教师软件 可以实现如下功能: 课件上传:从任意信息点把资源上传到服务器,可以上传快捷方式、文件、媒体以及目录等; 课件预览:通过浏览器预览已上传课件、媒体; 访问模拟资源:通过浏览器操作、控制模拟设备,转录以及后期编辑; 班主任教学评估:单画面,远程云镜控制,数字录像,现场插话等。 |
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硬件说明
(1)系统服务器 系统服务器的功能是为分布在各个教室的服务终端提供文件的处理和信号分配工作 (2)课件服务器 功能:主要用于执行教师的课件上传、制作、分类检索、并发点播及多媒体课件库的管理等服务。 指标:单服务器可以支持60个点的并发课件点播。不同的终端可以同时使用该服务器的所有资源,每个终端拥有自己的桌面,独立操作,互不影响。 存放所有年级所有学科的课件资源,支持各教室单元的点播操作。
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