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多媒体教学系统
1.1多媒体教学系统
1.1.1系统描述
21世纪是一个信息时代,随着网络应用进一步扩展,校园网建设开始以教
学应用为导向。
学校的主要功能是教学,因此面向教学应用是校园网的基本功能。
强调教学应用的目的是贯彻以人为本的教育指导思想,充分发挥主体教育思想在互联网时代所倡导的随时随地、人人参与的行为模式。
学校的目的是通过教学过程来培养人才,因此对教学过程提供直接支持应是校园网信息化平台的最基本,也是最重要的功能。
校园信息化平台最重要的还是服务于教学,它的核心应用是教学。
如何把网络和数字化资源合理的完整的利用起来是目前校园信息化建设最迫切需要解决的问题。
为了满足学校的教学需要,在充分理解了教育信息化的根本目标后,推出了面向教育的教学信息化专业解决方案——校易通数码校园系统,该方案是为教育行业贴身设计的全数字校园网和校校通教学解决方案。
本方案采用先进的网络技术、多媒体传输技术,压缩存储技术等,从而彻底解决了基于校园网基础上的教学信息化应用。
1.1.2建设目标
建立在全数字化的校园网基础上,符合成熟的TCP/IP协议标准,真正实现多媒体教学、互动教学、教学评估、考场监控、重要场所监控、校园数码广播、
会议广播、实现电视网络等多网合一,提供对各种外设进行集中控制管理,支持实时网络视频传输、控制,使校园网成为易用、好用、功能强大的现代化的数字
多媒体综合校园网。
1.1.3建设原则
..先进性
先进的设计思想、设计理念、基于主流PC开发,市场覆盖率高、标准化和技术成熟的软硬件产品。
..实用性
应充分考虑利用资源,能使用户最方便地实现各种功能。
..开放性
系统设计应采用开放技术、开放结构、开放系统组件和开放用户接口,以利于网络的维护、扩展升级及对外界信息的沟通。
..灵活性
采用平台式架构自由模块组合和结构化设计,使系统配置灵活,满足学校逐步到位的建网原则,使网络具有强大的可增长性、可伸缩性和健壮性。
..发展性
网络规划设计既要满足用户发展在配置上的预留,又能满足因技术发展需要而实现低成本扩展和升级的需求,延续性及可扩展性非常强。
..可靠性
具有容错功能,管理、维护方便。
方案的设计、选型、安装、调试等各环节进行统一规划和分析,确保系统运行可靠。
1.1.4设计标准
(1))网络设计和网络设备符合以下标准:
..IEEE802.310Base-T网络标准
..IEEE802.3100Base-T快速以太网标准(包括三种传输介质指标100BaseTX
..100BaseT4,100BaseFX)
..IEEE802.3x1000Base-T千兆以太网标准
..LANEmulationV1.0局域网仿真标准
..MPOA标准
..CCITTISDN综合业务数据网络标准
(2))通讯协议标准
..网络层和传输层TCP/IP协议并兼容IPX,X.25等协议,支持PPP和SLIP
协议。
(3))布线和电气安装标准方案设计中靠近以下标准:
..中国电气设计规范
..工业电气设计规范
..《建筑与建筑群综合布线工程设计规范》GB/T50311-2000
..《民用建筑通讯接地标准》ANSIEIA/TIA607
..《商务建筑布线标准》ANSIEIA/TIA-568A
..《商务建筑通道标准》ANSIEIA/TIA-569A
..《商务建筑布线系统文档建立标准》ANSIEIA/TIA-606
..《商务建筑布线系统测试标准》EIA/TIATSB-67
1.1.5设计说明
——PC架构引领校园网多媒体建设新方向
随着校校通工程不断向纵深推进,越来越多的学校将校园网铺设到了普通教室,并且将PC、投影机、等离子显示器等教学应用设备搬进了普通教室,到了这一步,很多学校发现仅仅这些硬件的堆砌并不能完全满足普通教室多媒体教学
的需求——多班授课如何实现?
大并发的点播如何实现?
教学观摩如何实现?
全校广播会议如何实现。
在远志校易通诞生以前,部分学校已经采用了基于嵌入式PC的校园网系统平台,这一系统平台实际上是上世纪90年代双向双控电视广播系统的延续,在一定程度上解决了CATV系统结构复杂、线路繁多、与数字网络不能互通信息的问题,是当前校园网建设比较不错的一种解决方案,但和远志PC+软件模式的校易通数码校园网系统相比,嵌入式的校园网平台则存在非常多的不足与缺陷,需要广大学校在校园网项目上马时予以注意。
比较如下:
远志作为中国教育IT界的航母,十二年来其产品的学校用户已超过10万,远志还原卡、远志多媒体教学网等众多产品得到广大学校用户交口称道。
自2000年“校校通”工程启动以来,对于“建设一个什么样的校园网?
”、“校园网如何服务
教育教学?
”、“什么样的产品形式才是先进、实用、可靠且最符合学校长远利益的?
”等问题,远志的思索一直就没停止,在一系列的用户调查、可行性分析的基础上,远志于02年启动了“远志校易通数码校园网”项目。
我们相信,下一阶段校园网建设的重点,必将是满足校园网普通教室多媒体教学应用的迫切需要;我们也相信,满符合学校长远利益的新一代数码校园网产品,其形式必然是PC+
软件+接口设备的形式,这一形式所具备的相对嵌入式系统的先进、实用、开放、灵活、可靠、安全、经济等诸多领先特色,必将使之成为这一领域的最佳实现方
式。
因而我们对XXXX学校采用了远志校易通数码解决方案。
(1))系统结构与说明
从上图中我们可以了解:
..校易通系统的是面向校园网多媒体教学应用的完全解决方案。
系统适用于包括普通教室、校长(老师或教委领导)办公室、主控室等数字网络已经架设完毕的场所,并围绕校园网内进行多媒体教学的需求进行产品设计。
..主控室是整个系统的心脏与神经中枢,整个系统运作所需要的数字节目源(把
VCD/DVD或卫星电视节目数字化)均在主控室中产生、并可被主控室所监控、管理,系统用户的增、减、权限设置、使用日志均由主控室掌握,系统中各个节点的PC运行状态、设备管理,均反映在主控服务器的控制接口中。
..办公室是校长和老师备课的场所,也可通过校易通进行设备预约、课件制作、
多点教学、广播会议、文件传输等操作。
..普通教室部分是整个系统的核心场所,老师可以在这里利用校易通完成多媒体教学所涉及的所有应用——广播(广播媒体文件、应用程序、现场实况等)、点播(包括媒体点播、电视点播、课件点播、VCD/DVD点播等)、转播、录像、交互等等,充分满足教室部分的多媒体教学应用需求,是校易通产品的
核心价值所在。
(2))系统特色
1、全效多功能教学点播功能,所有格式都能点,还独家支持RM格式点播课件存放在服务器中,上课再也不用带这样那样的讲义了!
上课时可以通过点播
服务器中的教学资源来进行教学,免去抱着一堆资料来上课的痛苦。
(教学资
源包括课件、WORD文档、媒体文件、电视节目、DVD等)并且校易通支持包括RM在内的各种格式文件,点播文件瞬时就出来。
2、首家海量资源库储存管理平台,实现梦寐以久的数字化图书馆
再多的教学资源,都可以管理得井井有条,方便师生查阅及教学调用!
管理员对资源进行分类、导入、设置资源属性、文件夹管理等等。
3、时尚、高效的全数位校园广播会议功能,大学、重点中小学最爱!
无须将所有人聚集到礼堂,校长在校长室就可随时召集会议,相当于又多了一套新型的视频会议系统。
校长可以通过它对全校班级召开视频会议,也可以选择几个班级进行小型会议。
4、全国首家推出全数字电视墙,让校务管理人员轻松具备“千里眼”及“顺风耳”!
不同于一般通过矩阵来控制的模拟电视墙,数字电视墙是直接由电脑来控制,这在行业内是首创。
5、采用全球最具权威的远程多媒体传输互动技术,让远程教学观摩、电子监考、远程会议、远程设备安全管理由校易通来全权满足,校易通彻底终结市
面上拼拼凑凑的教学方案才能实现的功能远志累积二十年的醇厚技术:
多媒体在网络中的传输、压缩及控制,历经二十年,而今在校易通中完美体现,成为全球最具权威的远程多媒体教育专家。
6、独家电子监考,可同时录制100路音视频信号,超科技力
可对100路视频信号同时进行录制,无论是考场或是课堂,都可以将监控的场景录制下来。
7、全数位,多网合一,超经济,超实用,设备购买不用五年一小换,十年一大
换太多的硬件堆砌的校园网教学系统,既占空间又耗金钱,还容易过时淘汰;校易通,以PC+软件的方式完善你的数字化校园,升级、维护便捷又快速,大大节省学校资金。
8、提供全校园软硬件教学设备之中央控制平台,软硬件设备之资产盘点,远程
电源开/关等功能,让管理员轻松得不得了!
管理员可远程遥控各教室里的电视机、投影机、电动屏幕等设备,并可在上课前开启设备,下课后关机,设备用完之后不用再到各教室中手动关闭了。
9、多复合型机能,先进实用、开放灵活、发展可靠,完全终结市面上同类CATV及终端型的产品!
以往的CATV双向双控教学系统,无法完全接入数字校园网;终端型的产品无法与主流PC产品与时俱进,势必被市场淘汰,何必花此冤枉钱?
拼盘式的软件教学系统,又常常不能互相兼容而影响实际使用。
校易通,以先进实用、开放灵活、发展可靠的种种优越性能,完全终结市面上同类CATV及终端型产品,校易通的时代已经到来!
10、划时代超震撼的教学观摩功能,一个老师上课,多个班同步上课,教委领
导还可以远程观摩、远程评估教学质量一位老师上课,多个班同步上课,不需再分成几堂课来上了!
无须跑来跑去,多堂公开课可以同时观摩!
领导或其他教师在自己办公室内便可随时观摩教室中老师的上课情况,还可就相关课题进行对讲!
11、每个老师都有属于自己的海量资料库,不管在校园的任何角落,都能随时
进行个人的资料管理!
上课不用再带容量有限的U盘来回拷贝了!
而且可以共享自己的文件夹方便数据交流。
1)全数字,多网合一
系统采用千兆交换以太网主干、全交换百兆桌面结构,终端采用主流PC,通过一根网络线传递所有资料与信号。
可在前端对卫星电视、有线电视、录像机、DVD、CCD摄像头等传统模拟视音频源进行实时的MPEG4数字化压缩编码传输,实现传统电视广播网、数字音频广播网的功能,再加上系统本身所提供的基于TCP/IP网络的远程课堂、电子监考、远程评估、微格教室等当今校园信息化建设所有热点功能,使备课、教学、教研、网络管理等校园业务应用均通过计算
机局域网来实现,是真正的多网合一,使校园内各种软硬件资源、教学资源、多媒体教学设备资源以及师资力量实现基于校园业务流程的充分整合。
2)基于PC,更具先进性与实用性
系统采用主流PC+软件的模式,轻松解决目前同类型嵌入式终端系统与生俱来的众多问题:
问题一:
大动态课件不能流畅播放现象。
因为终端说白了是一部最简单的PC,通常采用Intel奔腾166档次的CPU,这样的CPU如何应付得了大流量的显
示资料?
而对于目前的PC,CPU早就到了PIII、PIV的水平,技术遥遥领先,根本不用考虑这个问题。
问题二:
无法满足多媒体教学中音视频交互的应用需求,如可视对讲、多方会议等。
我们知道基于WBT技术的终端本身是不运行程序的,所有的程序都在服务器上运行,这样的运行机制使得音视频交互的应用非常难以运行在终端系统上;就算目前有的厂商采用高主频的终端也还是无法根本解决以上问题,因为终端本身是不带硬盘的。
而PC+软件则根本不会有以上的问题存在,PC天生就能轻松满足学校教学应用的多媒体需求,更具实用性!
问题三:
嵌入式终端不具备开放性、灵活性、发展性等PC所具备的众多优势,更不具备PC的众多功能。
举个简单的例子,今天老师上课的内容是office2000的安装过程介绍,通过PC的光驱(或者通过网络安装),老师可直接把安装过程投影出来,一边安装一边讲解,而终端本身不带光驱,而且也没办法外接,就
算服务器上有office的安装程序,终端本身没有硬盘,也无法安装——要想上
好这堂课老师可真得动动脑筋。
目前很
多提供终端系统厂商已经看到了终端在这方面存在的问题,纷纷采取了应对的措施,比如推出CPU主频更高的终端,或者为终端配上硬盘——这不就几乎等同于PC了么?
问题四:
在可靠性方面,嵌入式终端所基于的RDP(RemoteDesktopProtocol)
技术正处于更新换代的过程中,而围绕PC的技术已经趋于成熟和稳定。
目前绝大多数嵌入式终端系统均基于Windows2000Server所带的RDP5.0(或更低版本)协议来运行,这个协议决定了Win2000终端所能提供的分辨率最高为800*600,显示颜色不超过256色,且终端最高支持Win98系统(目前多数终
端系统采用Linux仿真Win2000)这样的效果在投影机、PDP上的显示差强人意;相对PC来讲是差了很多,也是Window2000嵌入式终端自面市以来就存在的先天缺陷,为了提升终端的表现能力,微软公司在新推出的Windows2003Server中将RDP协议升级到了5.2版本,基于RDP5.2的Windows终端,分辨率可超过800*600,达到1024*768甚至更高,显示颜色的能力也大有提升,但对于已经上马嵌入式终端校园网系统的用户来讲,并不是简单升级服务器就能享受RDP5.2协议
所代表的新技术,嵌入式终端不象PC(用户自行重装软件就能完成升级),其
升级过程可谓伤筋动骨,而且非得由源供货商来完成,旷日持久,在此就不赘述。
3)基于PC,设备简单、具备优秀的性价比
校易通系统完全基于PC来设计,设备简单、具备优秀的性价比。
目前市面上某些嵌入式校园网系统,他们脱胎于上世纪90年代中后期的双向双控电视系统,系统中还搀杂了诸多专用设备如矩阵切换器、专用控制器或控制盒等,这些设备的存在增加了系统的复杂程度,增加了使用者的学习难度;而且采用Window2000终端技术的系统,一定要获得微软的授权,加上授权费用的嵌入
式终端(请注意目前市面上的嵌入式终端通常都不含显示器),实际上已经不比除去显示器的品牌机便宜了。
4)充分考虑校园网中的老师办公室的应用需求
校园网不仅只有主控室和普通教室,越来越多的学校已经做到了老师人手一台办公PC,在这样的情况下,办公室——主控室——教室就成为校园网的三个重要组成部分。
校易通的产品设计充分考虑了PC在学校办公室普及的现实情况,
为老师在办公室中的多媒体应用做了充分设计——广播不再是管理员的专利,获
得授权的老师可在通过自己的PC向指定班级进行音视频广播;课件制作也不再需要去专门的课件室,直接在自己的PC上即可制作声音+图像+教案的视频课件,并可将其自动上传至服务器中自己专用的活页夹中,以便上课时点播使用;多班授课也未必要再去大礼堂,坐在自己的计算机前面,即可同时为多个班级上课,并可进行实时音视频交互。
5)全硬件音视频编码、广播级硬译码回放
系统采用最新版本的MPEG4技术,以全硬件结构的压缩编码方式实现传统音视频源的高品质、低码流的数字化接入,支持卫星电视、有线电视、录像机、DVD、VCD、CCD摄像头等传统模拟视频源的高保真模数转换,且输出图像可
轻松达到DVD品质(分辨率702*576)。
由于采用了最新的MPEG4视频技术,校易通的视频编译码比采用MPEG2压缩模式的系统占用更少的网络带宽、耗费更少的系统资源。
6)真正实现全能点播
系统在点播方面的性能非常卓越,一般点播系统对于RM(Realplay文件)格式只能采取下载播放的方式,校易通则能实现实时在线播放,无须耗时等待文件完全下载。
对于其它流媒体文件的点播则更不在话下。
值得强调的是,目前基于终端技术的校园网系统需分别配置课件服务器以及媒体服务器,这是因为技术上嵌入式系统只能这样做。
而校易通的课件点播与媒体文件点播服务均由媒体服务器来完成,极大的为用户节省了费用,体现了远志为用户着想的产品设计理念。
7)接口设备轻松控制
安装了校易通软件与设备的PC可实现网络多媒体中控功能,对教室(或者主控室或微格教室)中的各种设备如投影机、展台、笔记本、DVD、VCD、电视
机等等设备进行智能化的集中控制。
老师在上课的过程中,仅用一只遥控器即可实现基于这些硬件资源的点播、广播、转播、示范、播放控制等众多多媒体教学应用,使普通教室中的多媒体教学变得轻松顺利。
8)减轻管理员负担
校易通的特色之一,在于有效的减轻了管理员在维护系统正常运作方面的工作投入——把一般只有管理员或校长才能执行的某些功能,如点播、广播、观摩等,有条件的下放给了一般老师用户甚至学生用户,当然系统管理员也可以不开放这些功能的权限给他们。
功能开放后,管理员的负担将得到有效的减轻。
9)远程课堂实现观摩评估
集成了最新MPEG4技术的校易通系统,能够在城域网中实现大并发的远程课堂,包括电子监考、教学观摩等具体功能,让领导可以不出办公室即可实时进行教学观摩,并可以进行语音对讲。
(3)校易通多媒体模组
校易通数码校园系统的多媒体部分全面实现了校园办公教学的数字化、网络化,极大地提高了校园网的综合利用率。
多媒体模组是校易通系统的核心,其作用是为普通教室多媒体教学提供应用工
具,它能在IP网上模拟真实的课堂,给老师和学生带来声音和数据、支持实时的多方音视频沟通。
..视频支持
多媒体模组目前支持教室端视频信号的接入,视频源可以是CCD摄像机也可以是实物展台、电视节目信号等。
视频信号被专用的采集卡采集后进行
MPEG4压缩,成为数字信号后可以被系统录制、转播、广播。
..音频支持
多媒体模组支持一路音频信号的接入,音频源可以是高灵敏度的拾音器或者来自专用功放设备的混合音频也可以是直接来自无线麦克风的音频输出。
音频信号经采集后可被系统用于录制、对讲等应用中。
..消息发送以及文件传输
系统登陆用户可发送消息或者发送文件给其它用户。
..权限管理
校易通集成了非常强大的权限管理功能,通过管理员执行权限管理功能,每一个系统用户可以拥有不同的权限,从而可执行不同的系统功能。
..桌面显示支持
多媒体模组能够对教室PC显示器实时显示的内容进行采集和处理,可以是录制或者进行广播。
1)校易通客户端特色
校易通数码校园系统的客户端就多媒体部分而言主要是指根据应用场所如普通教室、教师办公室、中控室等提供统一的客户端程序,上课端、备课端以及管理
端;上课端主要用于课堂教学,而备课端主要用于教师的教学备课、教学通讯等,
管理端则提供了对系统平台的异地管理或分级管理功能。
可以通过热键进行上课端和备课端间的快速切换满足教师的实时需要。
校易通数码校园系统的客户端具有以下鲜明特色:
先进性
无论是在硬件精密程度、软件的数据处理能力、易用性,还是所基于的底层协议的成熟度,在方方面面,校易通PC+软件的模式都堪称“遥遥领先”。
实用性
校易通教室端提供图形化操作接口以及Windows标准操作接口两中模式供用户选择,而且本机系统完整,相比嵌入式终端功能更全、接口更友好、兼容性更强。
开放性
PC+软件模式代表的是开放的技术、开放的结构以及开放的系统组件等,而终端所基于的非图形化操作系统其普及程度非常有限,非常不利于网络的维护、扩展升级以及与外界信息的沟通。
灵活性
校易通系统完全采用模块组合和结构化的设计,系统配置灵活、管理维护便捷。
发展性
校易通教室端是完整的PC,通过更新软件即可完成系统升级,即使需要升级硬件也可由校方的管理员自行完成,而终端的升级换代则远没有这么简单。
可靠性
校易通教室端是一部完整的PC,所有程序的运行都在教室端独立完成,系统运行的可靠性是有保证的,而嵌入式终端的程序运行都依赖服务器,当出现几十台终端同时运行程序的情况,服务器就很难稳定的运行,系统可靠性就难以保证。
经济性
嵌入式终端由于市场总规模有限,通讯方面核心技术被垄断在微软、Citrix等少数几个公司手里,操作系统、视频采集与压缩等所采用的也不是目前市面主流的
产品与技术,看上去嵌入式终端的硬件成本很低,但加上终端协议授权费用,其成本并不比PC主机+校易通软件的总价格便宜多少。
综合考虑,PC+校易通软件的模式具备更好的性价比。
2)系统功能
多媒体模组为老师的多媒体教学准备了两套产品界面:
客户端(上课端)界面
以上界面中“support”在系统完成注册后会显示使用学校的名称。
教室中使用者可以随时按下遥控器上的语音求助按键向管理员请求帮助、解决问题。
对于习惯使用Windows标准界面的用户,校易通提供了标准界面,通过标准界面可实现更多的多媒体功能:
客户端(备课端)应用
..教室部分
下面是多媒体模组教室端主要功能的介绍课件点播
通过此功能可完成对媒体服务器中各类课件节目的浏览、点播,通过遥控器的翻页按钮可进行翻页显示。
客户端(上课端)课件点播
校易通支持多种文件格式课件资源的点播,可以说,凡一般PC能够正常打开运行的课件,校易通就能够提供点播支持。
媒体点播
通过此功能可完成对媒体服务器中各类媒体节目的浏览、点播。
客户端(上课端)媒体点播电视点播
通过此功能可完成对校易通系统所转播的电视节目进行浏览、点播收看。
客户端
(上课端)电视点播VCD/DVD点播老师上课所需要使用的光盘,可事先放在主控室中的VCD/DVD中,到上课的时候直接在教室端进行点播使用。
DVD/VCD点播
频道点播
..学校在上马校易通系统后,必然会产生有非常多的视频节目值得经常、反复的播放给大家观看、而且各年级、各班级的老师也会特地为自己的年级、班级
设置可供点播的频道节目,就好比是一个校园电视台,管理员和老师可自行设置多个频道同时在系统内广播,校易通用户在获得授权后,可随意切换频道进行节目收看。
教学观摩获得授权的用户可通过此功能对校内某班级正在进行中的示范教学进行观摩,并可进行插话对讲。
示范教学
获得授权的用户可通过此功能同时向多个登陆校易通系统的班级进行多班授课,老师可将自己上课的现场场景、电脑显示的课件以及现场的音频同时广
播给所有班级。
如果教室端有两套PC,则老师还可以通过校易通远程课堂管理端实时看到被授课班级的现场情况。
被授课班级的学生如有问题需要解决,则可通过“举手”功能要求提问,老师可远程答疑,双方的音视频会同时被所有其它班级所接收。
示范教学功能整合了远志公司视频会议的技术,实际上实现了最简单的视频会议功能。
示范教学(互动实拍图)广播会议
广播会议和示范教学是类似的功能,最大的区别在于示范教学功能需要提前
进行预约,广播会议可满足校长或者学校管理者进行大规模会议时的应用,参加会议的人员被强制接收会议音视频信号。
..办公室部分
校易通办公室端是校易通系统
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