多媒体教学设备远程控制系统的研制实现

摘 要：随着计算机应用技术、网络技术以及多媒体技术的飞速发展，多媒体教室越来越普及，为了有效利用、管理和维护现代化的教学设施，保证教学活动的顺利开展，我们开发了基于校园网的多媒体教学设备远程控制系统。本文对该系统的开发过程和应用效果进行了介绍。

关键词：多媒体教学；远程控制系统；

【中图分类号】TP308；TP872

随着计算机应用技术、网络技术以及多媒体技术的飞速发展，以计算机、投影机等多媒体教学设备为核心的多媒体教室越来越普及，为教学活动提供了先进的手段和全新的环境。同时，这些新技术的应用和多媒体设备的增加也给广大教员和教育技术工作者提出了新的挑战，为了有效利用、管理和维护现代化的教学设施，保证教学活动的顺利开展，我们对基于校园网的多媒体教学设备远程控制系统进行了理论研究和具体开发，并最终形成了一套实用性强、性价比高的软硬件产品，取得了较好的应用效果。

该系统选用多媒体计算机作为远程中央控制室的控制主机，利用现有的校园网络作为控制信息的传输通道，以IP控制模块为桥梁，将多媒体教室中教学设备的集中控制器连接到校园网，从而用基于控制主机—校园网—IP控制模块—集中控制器—多媒体教学设备（被控设备）这一技术方案实现了对多媒体教学设备群进行分布式、网络化远程控制的目的。

一、研制过程

整个系统的研制主要分为四个阶段进行：

（一）广泛开展调研，了解发展方向，掌握前沿技术

多媒体教学设施的建设与维护是电教管理的研究方向之一，国内外已取得了一定的研究成果，为了掌握当前发展方向和技术的新进展，使系统的研制能在已有经验的基础上有所突破和创新，项目组一方面在相关学科领域开展了文献调研，另一方面对市场上的现有产品进行考查，掌握了研究所需的第一手资料。

（二）认真分析需求，合理确定开发目标和技术方案

根据我们多年来在多媒教室管理和多媒体技术保障方面的成功经验和遇到的实际问题，组织大家对系统的应用需求展开讨论，确定了开发目标和技术方案。

本系统的主要目标是吸收自动控制领域多年来在远程控制与嵌入式系统方面的研究成果，将嵌入式微处理器技术和网络技术融合于多媒体教学设备自动控制系统中，实现一套成熟、可靠的网络中央控制系统，为实现更加科学、高效的管理提供一个良好的控制与管理平台。

根据总体设计，整个系统的控制分成两级：现场控制系统和远程控制系统。现场控制系统以多媒体集控器为核心、以多媒体教学设备为被控制对象组成一级控制系统。远程控制系统是以专用计算机为远程中央控制主机，以分布在不同教室里的多媒体集中控制器为桥梁，通过校园网对多媒体教学设备进行控制；它比现场控制系统优先级别高，可以通过相关操作使多媒体教学系统进入工作或关闭状态，并可查看多媒体教学设备内的相关设备的运行状态。

（三）明确技术难点，合力攻关，重点突破

根据所确定的技术方案，系统研发的难点主要集中在中央集控器和远程控制软件的开发两个方面。中央集控器的研制属于嵌入式系统范畴，主要在单片机上进行开发，对电子线路设计和单片机编程技能要求较高；远程控制软件主要集中在操作系统控制和网络通信编程方面。

在整个系统中，多媒体中央集控器处于核心位置，它的最大的特点就是让复杂繁琐的设备操作过程简单化，让使用者在使用各种设备的过程中轻松自如。中央集控器的开发可以说是整个系统研发的重中之重，项目组在攻关过程中对该组力量进行了加强，针对大家普遍缺少单片机开发经验的情况，组织人员到地方高校与公司学习，并要求芯片供应商提供一定的系统作参考，最终研制出了符合技术方案要求的中央集控器。

（四）广泛开展试用，及时发现问题，不断完善功能

系统研制过程中，项目组针对各个组成模块都进行了详细的实验与测试，确保了各模块的功能实现和运行稳定。在组装成原型系统后，首先在我院多媒体教室、学术报告厅、多功能会议室等多个教学场所进行了试验，并根据不同环境中暴露出的问题进行了反复测试，最后在集体分析的基础上进行改进，确保了系统的可靠性和通用性。

在对原型系统进行完善的基础上，通过两个学期的实际应用，教员反映通过多媒体集控器进行操作，各种按钮指示明确，操作简单明了，方便了授课过程中多媒体设备的使用。通过校园网和监控主机，教学保障值班人员对所有教室的设备运行情况了如指掌，并可协助教员进行远程控制，大大提高了保障工作的效率。

二、应用效果

在实际应用中，该系统表现出以下显著特点：

（一）可靠、稳定的硬件系统：处理器是整个系统的控制主体，处理器的处理水平和运行速度制约着整个系统运行的稳定性、可靠性和实时性。同时作为一款通用的网络远程控制系统，处理器必须具有较为低廉的价格，我们选择的芯片不仅有着较为强大的数据处理能力，同时具有稳定性好、体积小巧、价格低廉、技术资料支持较为丰富的优点。

（二）高性能的控制接口：本系统具有本地的串口通信接口和支持远程TCP/IP网络的接口，通过合理选择元器件和软件资源，解决了相关的技术和成本问题。

传统多媒体教室的中央控制系统都没有远程通讯接口，每个教室只能独立运行。通过开发具有网络接口功能的中央控制系统，使各教室成为网络上的一个节点，管理人员可以通过网络监测、管理多个由此套系统构建成的多媒体教室群，从而使系统具有远程监控的能力，可以大大减少管理人员的工作量。

（三）模块化设计：本系统从现代系统集成理论中发展了一套模块化设计思想，借鉴工业集散控制思想，设计了多个模块，用户可以根据具体需求构建自己的多媒体教学设备中央控制系统，既经济又实用。

（四）设备接口简单、统一：系统采用嵌入式组合结构，微处理器完成所有的功能，各种输入输出接口均采用标准接口，即使非专业人员也能轻松连接。

（五）控制界面直观：上位机软件界面风格友好，控制键盘全部采用中文及图标标识，美观简洁大方，每个按键都有相应的操作提示，操作轻松方便。

三、结语

多媒体教学设备正常运行是保障教学过程有序、高效的基础。我们开发的多媒体设备远程控制系统将基于嵌入式微处理器和网络技术的自动控制系统应用于多媒体教学设备管理上，实现了计算机、视频展台、投影仪等教学设备的远程监视和集中控制，为教学保障人员进行更加科学、高效的管理提供一个良好的控制平台，保证了现代化教学设施的正常运行，提高了院校教学的信息化水平。