本發(fā)明屬于智能教學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種實(shí)驗(yàn)室同步教學(xué)控制系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)：

優(yōu)秀的教學(xué)資源缺乏和優(yōu)秀的教師資源的分布不均衡成了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)發(fā)展中的兩大主要問題?，F(xiàn)代遠(yuǎn)程教育也被稱為網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，在國外被稱為e-learnin——即電子教學(xué)。現(xiàn)在用于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)/中、遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)會(huì)議的系統(tǒng)有軟件解決方案和硬件解決方案之分。軟件解決方案的代表有webex、centra、microsoftlivemeeting、netmeeting、cenwave等，這些產(chǎn)品的基本功能都是具有白板操作、視頻傳送、音頻交流、協(xié)同瀏覽、文件共享、屏幕共享、網(wǎng)絡(luò)文件管理等。這些產(chǎn)品應(yīng)用于教學(xué)時(shí)，其教學(xué)形式與傳統(tǒng)的教學(xué)形式差別非常大，與傳統(tǒng)幾乎不相容；不能夠充分利用傳統(tǒng)教學(xué)中豐富的教學(xué)資源和大量的優(yōu)秀教師資源；不能解決由于地理位置、區(qū)域貧富不均等因素造成的教學(xué)資源缺乏和優(yōu)秀教師資源分布不均衡的問題。硬件解決方案的代表有polycom、tendberg、蘇州科達(dá)、華為、中興、深圳迪威、上海華平等，這些產(chǎn)品的基本功能是把會(huì)議現(xiàn)場的聲音和畫面?zhèn)魉推渌麜?huì)場，各會(huì)場之間相互傳送該本地會(huì)場的畫面和聲音。其主要特征：1)是功能比較單一；2)產(chǎn)品價(jià)格昂貴，對于學(xué)校和一般企業(yè)來說，基本上承擔(dān)不起硬件會(huì)議系統(tǒng)帶來的費(fèi)用；3)所需的網(wǎng)絡(luò)帶寬大；4)交互性比較差。

專利基于網(wǎng)絡(luò)的多種媒體實(shí)時(shí)同步教學(xué)系統(tǒng)(公開號：cn1787036)公開了一種包括：音視頻采集工具、電子文檔采集工具、同步教學(xué)支持平臺、同步課件瀏覽工具，音視頻采集工具負(fù)責(zé)采集壓縮授課現(xiàn)場的音視頻信號，并發(fā)送到同步教學(xué)支持平臺；電子文檔采集工具負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)采集教師授課的屏幕數(shù)據(jù)，壓縮成web圖片并發(fā)送到同步教學(xué)支持平臺；同步教學(xué)支持平臺接收音視頻采集工具采集壓縮打包發(fā)送的音視頻授課現(xiàn)場數(shù)據(jù)，同時(shí)接收電子文檔采集工具采集的教師授課屏幕數(shù)據(jù)，進(jìn)行音視頻數(shù)據(jù)和屏幕數(shù)據(jù)三種媒體的同步組織，進(jìn)行流化后向同步課件瀏覽工具進(jìn)行直播服務(wù)，并提供點(diǎn)播服務(wù)的教學(xué)系統(tǒng)。此專利雖然交互性較強(qiáng)，但必須用于在國產(chǎn)linux平臺上實(shí)施多種媒體同步實(shí)時(shí)教學(xué)和后期課件點(diǎn)播，限制性大，且產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴，不利于推廣使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種實(shí)驗(yàn)室同步教學(xué)控制系統(tǒng)及其控制方法，整體結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)自主互動(dòng)教學(xué)，改革了實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，交互性強(qiáng)且利于推廣使用。

本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：

一種實(shí)驗(yàn)室同步教學(xué)控制系統(tǒng)，包括：

讀卡器，基于插卡、拔卡動(dòng)作，用于用戶身份驗(yàn)證，并通過udp協(xié)議發(fā)送插卡數(shù)據(jù)或拔卡數(shù)據(jù)到指定ip端口；

觸摸屏，用于發(fā)送“同步教學(xué)”指令，并在示范教學(xué)結(jié)束后動(dòng)態(tài)生成客戶端錄制視頻的地址二維碼；

中控主機(jī)，分別連接所述讀卡器和所述觸摸屏，通過所述ip端口接收所述插卡數(shù)據(jù)或所述拔卡數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)為插卡指令或拔卡指令，同時(shí)接收解析所述“同步教學(xué)”指令為網(wǎng)絡(luò)指令；

后臺服務(wù)器，連接所述中控主機(jī)，用于解析所述網(wǎng)絡(luò)指令為上課指令數(shù)據(jù)或下課指令數(shù)據(jù)，并檢索當(dāng)前交互教學(xué)任務(wù)，根據(jù)當(dāng)前教室獲取聽課教室數(shù)據(jù)，向多個(gè)同步實(shí)驗(yàn)室發(fā)送所述開機(jī)指令或所述關(guān)機(jī)指令以及設(shè)備通斷電指令至每個(gè)同步實(shí)驗(yàn)室的所述中控主機(jī)；

客戶端，連接所述中控主機(jī)和所述后臺服務(wù)器，所述中控主機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)所述開機(jī)指令或所述關(guān)機(jī)指令至所述客戶端并對設(shè)備通斷電，所述客戶端獲取主講教室插卡數(shù)據(jù)或拔卡數(shù)據(jù)，自動(dòng)登錄對應(yīng)的賬號，根據(jù)交互教學(xué)任務(wù)，打開主講教室和交互教室的視音頻信號，進(jìn)行同步教學(xué)。

優(yōu)選的，所述“同步教學(xué)”指令為串口指令，所述串口指令包括當(dāng)前教室位置數(shù)據(jù)，所述當(dāng)前教室位置數(shù)據(jù)解析為所述網(wǎng)絡(luò)指令，所述網(wǎng)絡(luò)指令通過網(wǎng)口傳至所述后臺服務(wù)器。

優(yōu)選的，所述開機(jī)指令包括所述插卡指令和遠(yuǎn)程開機(jī)指令，所述關(guān)機(jī)指令包括所述拔卡指令和遠(yuǎn)程關(guān)機(jī)指令，所述中控主機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)所述插卡指令、所述遠(yuǎn)程開機(jī)指令、所述拔卡指令和所述遠(yuǎn)程關(guān)機(jī)指令至所述客戶端。

優(yōu)選的，所述設(shè)備包括所述觸摸屏、一體機(jī)和攝像機(jī)，所述觸摸屏、所述一體機(jī)和所述攝像機(jī)分別連接所述中控主機(jī)，接收來自所述中控主機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)的相應(yīng)指令。

優(yōu)選的，所述后臺服務(wù)器解析所述上課指令數(shù)據(jù)時(shí)，標(biāo)記當(dāng)前教室在同步教學(xué)。

優(yōu)選的，所述后臺服務(wù)器發(fā)送所述關(guān)機(jī)指令至所述中控主機(jī)時(shí)，標(biāo)記當(dāng)前教室同步教學(xué)結(jié)束。

優(yōu)選的，所述后臺服務(wù)器根據(jù)所述設(shè)備錄制數(shù)據(jù)建有最新資源文件表，所述后臺服務(wù)器定時(shí)根據(jù)教室所述最新資源文件表取最新資源文件并發(fā)送所述最新文件路徑到所述中控主機(jī)，所述中控主機(jī)解析所述最新文件為資源更新命令并轉(zhuǎn)發(fā)至所述觸摸屏，所述觸摸屏在指定位置生成資源路徑二維碼。

優(yōu)選的，所述中控主機(jī)還分別連接有ip對講機(jī)和音頻處理器，所述ip對講機(jī)和所述音頻處理器配合所述中控主機(jī)完成語音的網(wǎng)絡(luò)雙向傳送，實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)呼叫和雙工對講。

優(yōu)選的，所述一種實(shí)驗(yàn)室同步教學(xué)控制系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟：

s1：所述讀卡器根據(jù)插卡、拔卡動(dòng)作，驗(yàn)證用戶身份，并通過udp協(xié)議發(fā)送插卡數(shù)據(jù)或拔卡數(shù)據(jù)到指定ip端口，所述觸摸屏發(fā)送“同步教學(xué)”指令到所述中控主機(jī)，并在示范教學(xué)結(jié)束后動(dòng)態(tài)生成所述客戶端錄制視頻的地址二維碼；

s2：所述中控主機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)所述插卡指令或所述拔卡指令到所述后臺服務(wù)器，同時(shí)所述中控主機(jī)將所述“同步教學(xué)”指令解析為網(wǎng)絡(luò)指令至所述后臺服務(wù)器；

s3：所述后臺服務(wù)器解析所述網(wǎng)絡(luò)指令為上課指令數(shù)據(jù)或下課指令數(shù)據(jù)，并檢索當(dāng)前交互教學(xué)任務(wù)，根據(jù)當(dāng)前教室獲取聽課教室數(shù)據(jù)，向多個(gè)同步實(shí)驗(yàn)室發(fā)送所述開機(jī)指令或所述關(guān)機(jī)指令以及設(shè)備通斷電指令至每個(gè)同步實(shí)驗(yàn)室的所述中控主機(jī)；

s4：所述中控主機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)所述開機(jī)指令或所述關(guān)機(jī)指令至所述客戶端并對設(shè)備通斷電，所述客戶端獲取主講教室插卡數(shù)據(jù)或拔卡數(shù)據(jù)，自動(dòng)登錄對應(yīng)的賬號，根據(jù)交互教學(xué)任務(wù)，打開主講教室的和互動(dòng)教室的視音頻信號，進(jìn)行同步教學(xué)。

本發(fā)明的有益效果是：系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)簡單，通過中控主機(jī)完成教室的設(shè)備管控和同步教學(xué)，實(shí)時(shí)發(fā)送直播、轉(zhuǎn)播等功能；讀卡器指令設(shè)置，實(shí)現(xiàn)自主互動(dòng)教學(xué)，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式；客戶端設(shè)備應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)觀摩、交互、自主學(xué)習(xí)的等教學(xué)信息化改革；終端與管理平臺的一體化實(shí)現(xiàn)自動(dòng)錄課并生成教學(xué)視頻的原數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)最高性價(jià)比的優(yōu)化型課堂實(shí)況錄制。

附圖說明

附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實(shí)施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中：

圖1是本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明“同步教學(xué)”上課流程示意圖；

圖3是本發(fā)明“同步教學(xué)”下課流程示意圖；

圖4是本發(fā)明開機(jī)流程示意圖；

圖5是本發(fā)明關(guān)機(jī)流程示意圖；

圖6是本發(fā)明同步教學(xué)上課子流程示意圖；

圖7是本發(fā)明同步教學(xué)下課子流程示意圖；

圖8是本發(fā)明最新資源更新流程示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，一種實(shí)驗(yàn)室同步教學(xué)控制系統(tǒng)，包括：

讀卡器，基于插卡、拔卡動(dòng)作，用于用戶身份驗(yàn)證，并通過udp協(xié)議發(fā)送插卡數(shù)據(jù)或拔卡數(shù)據(jù)到指定ip端口；

觸摸屏，用于發(fā)送“同步教學(xué)”指令，并在示范教學(xué)結(jié)束后動(dòng)態(tài)生成客戶端錄制視頻的地址二維碼；

中控主機(jī)，分別連接讀卡器和觸摸屏，通過ip端口接收插卡數(shù)據(jù)或拔卡數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)為插卡指令或拔卡指令，同時(shí)接收解析“同步教學(xué)”指令為網(wǎng)絡(luò)指令；

后臺服務(wù)器，連接中控主機(jī)，用于解析網(wǎng)絡(luò)指令為上課指令數(shù)據(jù)或下課指令數(shù)據(jù)，并檢索當(dāng)前交互教學(xué)任務(wù)，根據(jù)當(dāng)前教室獲取聽課教室數(shù)據(jù)，向多個(gè)同步實(shí)驗(yàn)室發(fā)送開機(jī)指令或關(guān)機(jī)指令以及設(shè)備通斷電指令至每個(gè)同步實(shí)驗(yàn)室的中控主機(jī)；

客戶端，連接中控主機(jī)和后臺服務(wù)器，中控主機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)開機(jī)指令或關(guān)機(jī)指令至客戶端并對設(shè)備通斷電，客戶端獲取主講教室插卡數(shù)據(jù)或拔卡數(shù)據(jù)，自動(dòng)登錄對應(yīng)的賬號，根據(jù)交互教學(xué)任務(wù)，打開主講教室和交互教室的視音頻信號，進(jìn)行同步教學(xué)。

進(jìn)一步地，中控主機(jī)還分別連接有ip對講機(jī)和音頻處理器，ip對講機(jī)和音頻處理器配合中控主機(jī)完成語音的網(wǎng)絡(luò)雙向傳送，實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)呼叫和雙工對講。

如圖2所示，一種實(shí)驗(yàn)室同步教學(xué)控制系統(tǒng)的“同步教學(xué)”上課流程：讀卡器插卡后通過udp發(fā)送插卡數(shù)據(jù)到指定ip端口，中控主機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)插卡指令至后臺服務(wù)器進(jìn)入開機(jī)流程；同時(shí)，按觸摸屏上的“同步教學(xué)”，通過串口發(fā)送“同步教學(xué)”指令到中控主機(jī)，中控主機(jī)解析串口指令為網(wǎng)絡(luò)指令，包括當(dāng)前教室位置數(shù)據(jù)到后臺服務(wù)器進(jìn)入同步教學(xué)上課子流程。

如圖3所示，一種實(shí)驗(yàn)室同步教學(xué)控制系統(tǒng)的“同步教學(xué)”下課流程：讀卡器拔卡后通過udp發(fā)送拔卡數(shù)據(jù)到指定ip端口，中控主機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)拔卡指令到后臺服務(wù)器進(jìn)入關(guān)機(jī)流程和同步教學(xué)下課子流程。

如圖4所示，一種實(shí)驗(yàn)室同步教學(xué)控制系統(tǒng)的開機(jī)流程：后臺服務(wù)器接收開機(jī)指令，開機(jī)指令包括插卡指令和遠(yuǎn)程開機(jī)指令，并且發(fā)送設(shè)備通電指令和客戶端開機(jī)指令，中控主機(jī)接通觸摸屏、一體機(jī)、攝像機(jī)等設(shè)備電源，并轉(zhuǎn)發(fā)客戶端開機(jī)指令，客戶端開機(jī)獲取當(dāng)前教室刷卡數(shù)據(jù)，自動(dòng)登錄對應(yīng)的賬號，打開當(dāng)前教室和主講教室的攝像機(jī)畫面，進(jìn)入同步教學(xué)上課子流程。進(jìn)一步的，客戶端可回看聽課教室視頻文件，并且可以分享到其他聽課教室。

如圖5所示，一種實(shí)驗(yàn)室同步教學(xué)控制系統(tǒng)的關(guān)機(jī)流程：后臺服務(wù)器接收關(guān)機(jī)指令，關(guān)機(jī)指令包括拔卡指令和遠(yuǎn)程關(guān)機(jī)指令，并且發(fā)送設(shè)備斷電指令和客戶端關(guān)機(jī)指令，中控主機(jī)斷開觸摸屏、一體機(jī)、攝像機(jī)等設(shè)備電源，并轉(zhuǎn)發(fā)客戶端關(guān)機(jī)指令，客戶端進(jìn)行關(guān)機(jī)。

如圖6所示，一種實(shí)驗(yàn)室同步教學(xué)控制系統(tǒng)的同步教學(xué)上課子流程：后臺服務(wù)器解析上課指令數(shù)據(jù)，包括當(dāng)前教室的指令數(shù)據(jù)，標(biāo)記當(dāng)前教室在同步教學(xué)，根據(jù)當(dāng)前教室獲取聽課教室數(shù)據(jù)，給所有聽課教室發(fā)送開機(jī)指令，進(jìn)入開機(jī)流程。

如圖7所示，一種實(shí)驗(yàn)室同步教學(xué)控制系統(tǒng)的同步教學(xué)下課子流程：后臺服務(wù)器解析下課指令數(shù)據(jù)，包括當(dāng)前教室的指令數(shù)據(jù)，根據(jù)當(dāng)前教室獲取聽課教室數(shù)據(jù)，給所有聽課教室發(fā)送關(guān)機(jī)指令，進(jìn)入開機(jī)流程并標(biāo)記當(dāng)前教室同步教學(xué)結(jié)束。

如圖8所示，一種實(shí)驗(yàn)室同步教學(xué)控制系統(tǒng)的最新資源更新流程：后臺服務(wù)器根據(jù)設(shè)備錄制完成更新最新資源文件表，定時(shí)根據(jù)教室取最新資源文件并發(fā)送最新文件路徑到觸摸屏，中控主機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)資源更新命令至觸摸屏，觸摸屏在指定位置生成資源路徑二維碼。

如圖1-圖7所示，一種實(shí)驗(yàn)室同步教學(xué)控制系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟：

s1：讀卡器根據(jù)插卡、拔卡動(dòng)作，驗(yàn)證用戶身份，并通過udp協(xié)議發(fā)送插卡數(shù)據(jù)或拔卡數(shù)據(jù)到指定ip端口，觸摸屏發(fā)送“同步教學(xué)”指令到中控主機(jī)，并在示范教學(xué)結(jié)束后動(dòng)態(tài)生成客戶端錄制視頻的地址二維碼；

s2：中控主機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)插卡指令或拔卡指令到后臺服務(wù)器，同時(shí)中控主機(jī)將“同步教學(xué)”指令解析為網(wǎng)絡(luò)指令至后臺服務(wù)器；

s3：后臺服務(wù)器解析網(wǎng)絡(luò)指令為上課指令數(shù)據(jù)或下課指令數(shù)據(jù)，并檢索當(dāng)前交互教學(xué)任務(wù)，根據(jù)當(dāng)前教室獲取聽課教室數(shù)據(jù)，向多個(gè)同步實(shí)驗(yàn)室發(fā)送開機(jī)指令或關(guān)機(jī)指令以及設(shè)備通斷電指令至每個(gè)同步實(shí)驗(yàn)室的中控主機(jī)；

s4：中控主機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)開機(jī)指令或關(guān)機(jī)指令至客戶端并對設(shè)備通斷電，客戶端獲取主講教室插卡數(shù)據(jù)或拔卡數(shù)據(jù)，自動(dòng)登錄對應(yīng)的賬號，根據(jù)交互教學(xué)任務(wù)，打開主講教室的和互動(dòng)教室的視音頻信號，進(jìn)行同步教學(xué)。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。