【正文】 B、自適應(yīng)碼流技術(shù)采用 UDP、TCP、HTTP 方式傳送視頻數(shù)據(jù)，中控的視頻編碼器都可以在網(wǎng)絡(luò)視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐瑫r(shí)獲得網(wǎng)絡(luò)通信情況的信息，在 UDP 方式下，這是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)丟包率的統(tǒng)計(jì)獲得的，在 TCP、HTTP 的方式下，這是通過(guò)發(fā)送緩沖的大小獲得的。Cisco 的 CGMP 和華為的HGMP 雖然可以通過(guò)第三層和第二層結(jié)合的方式解決這一問題，但是系統(tǒng)造價(jià)高昂，而且對(duì)于已實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)的學(xué)校升級(jí)成本不可能接受。分辨率自適應(yīng)： 640*480 ~ 1024*768刷新率自適應(yīng)：60 ~ 85Hz網(wǎng)絡(luò)流量控制技術(shù)A、單組播轉(zhuǎn)換技術(shù)在很多局域網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，組播的實(shí)現(xiàn)方式與廣播相同，許多二級(jí)交換機(jī)支持 IGMP Snooping，由于視頻數(shù)據(jù)通信量較大，在實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)傳輸中采用廣播的方式。視頻高度清晰：對(duì) VGA 信號(hào)采用高達(dá) 32 位的高速模數(shù)轉(zhuǎn)換，保證采集畫面達(dá)到 D1效果。以下是 DSP 優(yōu)于其他微處理器的幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：?jiǎn)沃芷趦?nèi)進(jìn)行多條乘/加運(yùn)算實(shí)時(shí)的運(yùn)算能力、仿真能力、模擬能力靈活性高可靠性高提高系統(tǒng)性能降低系統(tǒng)成本VGA 采/編隨著數(shù)字信息的不斷發(fā)展，很多行業(yè)對(duì) VGA 信號(hào)的采集需求不斷提升,面對(duì)市場(chǎng)的迫切需求，VGA 信號(hào)實(shí)時(shí)采集壓縮卡它可以把輸入的 VGA 模擬信號(hào)實(shí)時(shí)采集壓縮，不用23再增加額外的設(shè)備，既能保證信號(hào)的連續(xù)實(shí)時(shí)，又能保證清晰不失真，從而完美解決了 VGA 信號(hào)的實(shí)時(shí)采集壓縮這一難題。DSP 是微處理器的一種,場(chǎng)合要求具有很高的實(shí)時(shí)性(Real Time)，比如通過(guò)移動(dòng)電話進(jìn)行通話。用一般的通用微處理器可以完成這些工作，但是面臨的問題是滿足如此高的計(jì)算速度，就很難保證耗電量很低，更難保證價(jià)格足夠便宜。ARM 微處理器特點(diǎn)：ARM9 系列微處理器在高性能和低功耗特性方面提供最佳的性能,采用 RISC 架構(gòu)的ARM 微處理器一般具有如下特點(diǎn)：體積小、低功耗、低成本、高性能；支持 Thumb（16 位）/ARM（32 位）雙指令集，能很好的兼容 8 位/16 位器件；大量使用寄存器，指令執(zhí)行速度更快；大多數(shù)數(shù)據(jù)操作都在寄存器中完成；尋址方式靈活簡(jiǎn)單，執(zhí)行效率高；指令長(zhǎng)度固定；DSP數(shù)字信號(hào)處理是一種將現(xiàn)實(shí)世界中真實(shí)的模擬信號(hào)(Analog signals)轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)能夠處理的數(shù)字信息（Digital signals）的過(guò)程。22ARM 公司是專門從事基于 RISC 技術(shù)芯片設(shè)計(jì)開發(fā)的公司，作為知識(shí)產(chǎn)權(quán)供應(yīng)商，本身不直接從事芯片生產(chǎn)，靠轉(zhuǎn)讓設(shè)計(jì)許可由合作公司生產(chǎn)各具特色的芯片，世界各大半導(dǎo)體從 ARM 公司購(gòu)買其設(shè)計(jì)的 ARM 微處理器核，根據(jù)各自不同的應(yīng)用領(lǐng)域，加入適當(dāng)?shù)耐鈬娐罚瑥亩纬勺约旱?ARM 微處理器芯片進(jìn)入市場(chǎng)。分辨率自適應(yīng)： 640*480 ~ 1024*768刷新率自適應(yīng)：60 ~ 85Hz四、關(guān)鍵技術(shù)ARMARM（Advanced RISC Machines），既可以認(rèn)為是一個(gè)公司的名字，也可以認(rèn)為是對(duì)一類微處理器的通稱，還可以認(rèn)為是一種技術(shù)的名字。視頻高度清晰：對(duì) VGA 信號(hào)采用高達(dá) 32 位的高速模數(shù)轉(zhuǎn)換，保證采集畫面達(dá)到 D1效果。輕松擴(kuò)展完整的錄播系統(tǒng)應(yīng)用VGA 采編 DSP 采用高性能的 DSP 處理器，配合高效率的采集和壓縮芯片，實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的 VGA(或 RGB)畫面的實(shí)時(shí)采集，同時(shí)完成多路攝像機(jī)信號(hào)同步壓縮，實(shí)現(xiàn)一個(gè)立體化、全方位的精品課堂的實(shí)錄和直播。DSP 的運(yùn)算模式，特點(diǎn)是功耗小，發(fā)熱少，全面提升了微格能力，在處理能力和穩(wěn)定可靠?jī)煞N特性之間找到了一個(gè)完美整合的臨界點(diǎn)。由于 DSP 的這種特性，在微格、音視頻、通信以及嵌入式等行業(yè)應(yīng)用非常廣?；?DSP 的多處理器架構(gòu)全面提升微格處理能力采用核心處理器統(tǒng)一調(diào)度，多路 DSP 協(xié)處理的并行運(yùn)算結(jié)構(gòu)一直是廣州來(lái)同的重要特色。共平臺(tái)，多種類型統(tǒng)一建設(shè)，統(tǒng)一管理21微格教室建設(shè)可分集控型、可視型、錄播型三種類型，每種類型在滿足基本應(yīng)用的基礎(chǔ)上分別有不同的功能應(yīng)用重點(diǎn)，同時(shí)，這幾種類型可以實(shí)現(xiàn)共平臺(tái)，可以在實(shí)際建設(shè)種靈活搭配，統(tǒng)一管理。模塊化設(shè)計(jì)，靈活搭建，擴(kuò)展性強(qiáng)以“微格交換中控”為核心的微格教室方案從整體進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)計(jì)，為實(shí)現(xiàn)不同的功能靈活擴(kuò)展相應(yīng)的模塊，根據(jù)應(yīng)用需要合理的規(guī)劃為若干功能模塊：微格教室管理系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、安防報(bào)警系統(tǒng)、課堂錄播系統(tǒng)、微格教學(xué)系統(tǒng)、IP 電話通訊系統(tǒng)、PC 機(jī)遠(yuǎn)程管理維護(hù)系統(tǒng)、IC 卡管理系統(tǒng)、擴(kuò)聲投影等外部系統(tǒng)等。模板化管理：用戶在以上各種自定義的基礎(chǔ)上可以生成多個(gè)管理模板，實(shí)現(xiàn)模板化管理。狀態(tài)報(bào)告自定義：各種設(shè)備的狀態(tài)報(bào)告屬性自主定義，報(bào)什么，怎么報(bào)，時(shí)候報(bào)等等都可以靈活定義。比如一鍵上課，通過(guò)組合控制自定義用戶可以確定 PC 機(jī)開否？投影機(jī)開否？默認(rèn)輸出？默認(rèn)輸入？默認(rèn)音量等等，極大的提高了可管理性。這些基本指令是中控管理的基本元素，“基本控制自定義”就是系統(tǒng)將這些基本控制完全向用戶開放，用戶可以根據(jù)自己的管理需要對(duì)這些基礎(chǔ)元素進(jìn)行定義管理，體現(xiàn)自己的管理需要。實(shí)現(xiàn)了基本控制自定義、組合控制自定義、端口自定義、狀態(tài)報(bào)告自定義、報(bào)警自定義、模板化管理等定制功能。MC1100 MC1200 系列“微格交換中控”采用開放式設(shè)計(jì)。開放式結(jié)構(gòu)，因需定制，體現(xiàn)強(qiáng)大的定制特性20不同類型的學(xué)校在微格教室建設(shè)上的要求和標(biāo)準(zhǔn)是不一樣的，應(yīng)用和管理的模式也是不一樣的；就是同一學(xué)校不同類型的微格教室的應(yīng)用和管理模式也是不一樣的。那就意味著，擴(kuò)展可視應(yīng)用的中控必須具備極強(qiáng)的全天候工作能力！單片機(jī)中控本身不具備音視頻采編能力，依靠外部設(shè)備擴(kuò)展可視化，在應(yīng)用整合上存在問題；PC 機(jī)中控具備了可視化能力，但 PC 架構(gòu)的先天特性（穩(wěn)定、發(fā)熱、操作系統(tǒng)等）使其難以具備滿足可視化應(yīng)用的全天候工作能力。軟硬件的完美組合、低功耗、低發(fā)熱、科學(xué)合理的工藝結(jié)構(gòu)等等這些特性都使“微格交換中控”成為業(yè)內(nèi)中控的佼佼者。穩(wěn)定性強(qiáng)，具備極佳的全天候工作能力嵌入式設(shè)備具有極高的穩(wěn)定性是業(yè)內(nèi)公認(rèn)的嵌入式的重要特性。這種簡(jiǎn)單集成帶來(lái)的“偽”運(yùn)算能力的代價(jià)是巨大的。目前，在中控領(lǐng)域的技術(shù)體系主要有單片機(jī)體系、PC 機(jī)體系、嵌入式體系和多 CPU 嵌入式體系，單片機(jī)體系沒有獨(dú)立的運(yùn)算能力；PC 機(jī)體系架構(gòu)的中控結(jié)構(gòu)上都是一個(gè)完整意義的 PC 主板外掛一組中控接口的簡(jiǎn)單集成的形式，依賴 PC 主板中控具有了運(yùn)算能力，但這種運(yùn)算體系并不是為中控量身定制的，PC 的運(yùn)算特性并不適合中控的工作需要，比如：PC 主板的 CPU 的運(yùn)算特性、風(fēng)扇散熱方式、總線結(jié)構(gòu)、接口類型等等，這些特性都極大的限制和影響了基于這種技術(shù)架構(gòu)的中控的性能，使“運(yùn)算能力”成為了中控的附屬，成為了中控的負(fù)擔(dān)；一般嵌入式體系則存在穩(wěn)定性差，若核心部分出問題則整個(gè)系統(tǒng)癱瘓的問題。這樣，“微格交換中控”一改傳統(tǒng)基于工控單片機(jī)的中控的技19術(shù)體系，使中控具有了強(qiáng)大的微格處理能力，成為微格教室各種信息交互的核心，這樣，“微格交換中控”不僅僅完成教室設(shè)備的集中控制，更成為微格教室基于校園網(wǎng)絡(luò)的教－學(xué)－管的綜合應(yīng)用的基礎(chǔ)平臺(tái)。多個(gè) CPU 分別處理各自的信息，速度快，可靠性高；多個(gè) CPU 分別處理，當(dāng)某個(gè)模塊出問題時(shí)，只是給該模塊不能使用，不會(huì)引起整個(gè)微格教室癱瘓；功能定義準(zhǔn)確明晰，模塊化搭建，體現(xiàn)靈活性；配合強(qiáng)大完整的 C/S、B/S 后臺(tái)軟件，全面提升微格教室應(yīng)用。但由于單 CPU 和單操作系統(tǒng)工作，穩(wěn)定性差；當(dāng)核心出現(xiàn)問題時(shí)，整個(gè)微格教室癱瘓。第一代中控：?jiǎn)纹瑱C(jī)架構(gòu)在中控領(lǐng)域發(fā)展時(shí)間比較長(zhǎng)，穩(wěn)定性較好，但面臨基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的教－學(xué)－管的綜合應(yīng)用比較大的問題就是擴(kuò)展性；第二代中控：PC 機(jī)架構(gòu)剛剛開始進(jìn)入中控領(lǐng)域，比較好的解決了基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的教－學(xué)－管的綜合應(yīng)用，但 PC 架構(gòu)的特性使中控的穩(wěn)定性、全天候工作能力方面產(chǎn)生了嚴(yán)重問題。高校微格教室已發(fā)展多年，目前，微格教室的建設(shè)已經(jīng)從單純的設(shè)備控制變成了基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的教－學(xué)－管的綜合應(yīng)用，這就對(duì)核心設(shè)備——中控的功能擴(kuò)展和性能提出了更高的要求。二、設(shè)計(jì)思路微格教室建設(shè)方案是一個(gè)多種應(yīng)用、多種設(shè)備整合的一個(gè)應(yīng)用方案，這其中的核心就是中控，中控的技術(shù)架構(gòu)就決定了整個(gè)微格教室建設(shè)的模式、特點(diǎn)和應(yīng)用。微格教室建設(shè)可分集控型、可視型、錄播型三種類型，每種類型在滿足基本應(yīng)用的基礎(chǔ)上分別有不同的功能應(yīng)用重點(diǎn)，同時(shí)，這幾種類型可以實(shí)現(xiàn)共平臺(tái)，可以在實(shí)際建設(shè)種靈活搭配，統(tǒng)一管理。設(shè)備操作的簡(jiǎn)便性；操作的簡(jiǎn)便性是系統(tǒng)應(yīng)用的基本特性，充分體現(xiàn)友好的人機(jī)交互和系統(tǒng)的人性化。中控全天候工作的能力；17可視化管理成為微格教室建設(shè)的必然趨勢(shì)，可視化的一個(gè)重要應(yīng)用就是安全防盜，整個(gè)中控系統(tǒng)不僅要滿足教學(xué)時(shí)段的應(yīng)用，還要滿足非教學(xué)時(shí)段的應(yīng)用，這就要求整個(gè)管理的核心——中控要具備極佳的全天候不間斷的工作能力。系統(tǒng)整合，實(shí)現(xiàn)綜合應(yīng)用；實(shí)現(xiàn)校園網(wǎng)、微格教室和數(shù)字化資源合理整合，實(shí)現(xiàn)基于微格教室環(huán)境下的教－學(xué)－管的綜合應(yīng)用。微格教室實(shí)現(xiàn)可視化管理，集成安全防盜系統(tǒng)；微格教室引入數(shù)字視頻系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)可視化管理，提高管理效率；同時(shí)，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)拔線檢測(cè)，配合電子鎖、門磁、紅外感應(yīng)器、雙鑒探測(cè)器等前端設(shè)備在特定時(shí)段實(shí)現(xiàn)安全防盜應(yīng)用，這樣，對(duì)于微格教室的核心設(shè)備——中控的全天候工作能力提出了更高的要求。網(wǎng)絡(luò)中控集成各安全防范的檢測(cè)探頭，避免教室安防系統(tǒng)的另外投資，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)安防實(shí)現(xiàn)在總控室和保安室的報(bào)警和布/撤防。數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)視頻圖像監(jiān)控集成到教學(xué)管理系統(tǒng)中，可以實(shí)現(xiàn)在教室設(shè)備監(jiān)控管理時(shí)同時(shí)監(jiān)看教室視頻圖像，操作直觀方便。課堂錄播系統(tǒng)既可以作為單獨(dú)的系統(tǒng)使用，又能在微格教室管理系統(tǒng)中遠(yuǎn)程啟16動(dòng)和管理整個(gè)校園的錄播功能。若只是把許多子系統(tǒng)單獨(dú)設(shè)計(jì)，則使用操作極其不方便，另外還會(huì)造成有些投資的重疊和浪費(fèi)。融合安防報(bào)警、數(shù)字監(jiān)控和智能卡技術(shù)，采用先進(jìn)的視頻處理技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，利用通用的校園網(wǎng)絡(luò)把微格課室組成一個(gè)整體，集中維護(hù)、監(jiān)控和管理。經(jīng)過(guò)七年多時(shí)間不斷的開發(fā)和完善，公司開發(fā)出一套全面的教學(xué)管理系統(tǒng)。其多層面、立體化的綜合校園網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用功能體系，實(shí)現(xiàn)了校園業(yè)務(wù)流程在網(wǎng)上的全閉環(huán)無(wú)縫操作，是針對(duì)用戶需求的信息化、專業(yè)化、綜合化的教學(xué)平臺(tái)。結(jié)合多年來(lái)為眾多學(xué)校用戶提供產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)及工程服務(wù)的經(jīng)驗(yàn)，從用戶效益最大化的角度出發(fā)，突破單純應(yīng)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建設(shè)校園網(wǎng)的局限性設(shè)計(jì)思路，綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息通訊技術(shù)、視頻傳輸與控制技術(shù)、工業(yè)控制技術(shù)、智能卡技術(shù)、數(shù)字監(jiān)控技術(shù)、電子安防技術(shù)等相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的先進(jìn)、成熟的技術(shù)成果，設(shè)計(jì)構(gòu)建全方位滿足信息化教育環(huán)境建設(shè)需求的綜合教學(xué)業(yè)務(wù)系統(tǒng)。當(dāng)前，很多高校的傳統(tǒng)微格教室和基礎(chǔ)校園網(wǎng)建設(shè)已相繼完成。網(wǎng)絡(luò)化微格教室就是以現(xiàn)代教育為目的，涵蓋了以上所有要素的專業(yè)解決方案。它的內(nèi)涵包括：一是現(xiàn)代教育技術(shù)的目的是實(shí)現(xiàn)教育最優(yōu)化；二是現(xiàn)代教育技術(shù)設(shè)計(jì)的不僅是計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代教育媒體，而是教育過(guò)程所有可操作的要素，包括人力資源和技術(shù)資源，如教學(xué)人員、校本資源、常規(guī)教學(xué)媒體、教學(xué)設(shè)施、教學(xué)活動(dòng)等。而以信息技術(shù)為代表的現(xiàn)代化教育技術(shù)的應(yīng)用則表現(xiàn)出明顯的先進(jìn)性、靈活性、可靠性、開放性。老師與老師之間、老師與學(xué)校之間互動(dòng)不夠，資源孤立，教師資源、校本資源浪費(fèi)嚴(yán)重。近年來(lái)，數(shù)字化校園網(wǎng)建設(shè)日趨完善，并逐步裝備了現(xiàn)代微格教學(xué)設(shè)備和相應(yīng)的教學(xué)系統(tǒng)，為實(shí)施素質(zhì)教育提供了新的視野和前景，提供了有力的技術(shù)支持。第三章 系統(tǒng)綜述14一、系統(tǒng)綜述人類正闊步進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)化和信息化社會(huì)，這是人才競(jìng)爭(zhēng)的時(shí)代，是追求高效率優(yōu)化創(chuàng)新的時(shí)代。因此，基于教學(xué)的微格教學(xué)資源管理系統(tǒng)應(yīng)具有以下功能：支持統(tǒng)一身份認(rèn)證；B/S 或 C/S 架構(gòu)的 VOD、AOD、COD 資源點(diǎn)播；U 盤資源點(diǎn)播，遠(yuǎn)程接管電腦的點(diǎn)播方式；模擬音視頻資源、閉路電視等流媒體資源播放；B/S 架構(gòu)的資源管理平臺(tái)，提供上傳、檢索、自動(dòng)導(dǎo)入、批量導(dǎo)入等應(yīng)用；音視頻資源、課件、精品課程廣播等。多校區(qū)之間教學(xué)實(shí)況實(shí)時(shí)采集、直播，可以跨越 VLAN、路由器、防火墻等。微格教室基本配置；硬件實(shí)時(shí)采集音視頻信號(hào)（視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)：），碼流根據(jù)需要可以變化設(shè)定(碼率范圍 200k~2M)；生成的流媒體課件應(yīng)包含兩個(gè)以上的流媒體信號(hào)(屏幕流與視頻流分離)，并且可以進(jìn)行后期編輯；應(yīng)具備多種課件記錄格式和屏幕顯示方式，如電影模式和三分屏模式；高保真拾音； 微格教學(xué)直播、錄播、點(diǎn)播系統(tǒng)名師名課的共享是目前高等院校開展資源教學(xué)的重要舉措，可以將老師的講稿、微格課件、現(xiàn)場(chǎng)多路的音視頻信號(hào)實(shí)時(shí)采集壓縮，以標(biāo)準(zhǔn)的流媒體方式通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸、管理、控制，實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)活動(dòng)的直播、點(diǎn)播、廣播以及存貯、后期編輯等多種利用，13在主播教室與聽課教室之間實(shí)時(shí)的傳輸、真正實(shí)現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下對(duì)優(yōu)秀課堂的真實(shí)、全面、立體化的再現(xiàn)。 微格課程實(shí)時(shí)錄制系統(tǒng)按照教育部精品課程建設(shè)技術(shù)要求，在常態(tài)化教學(xué)過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)精品課程教室內(nèi)多路音視頻和 VGA 信號(hào)的自動(dòng)/手動(dòng)切換與同步采集，具備主播教室本地控制和控制中心遠(yuǎn)程控制全場(chǎng)景的教學(xué)實(shí)況錄制，并自動(dòng)上傳到資源服務(wù)器的功能。 通話呼叫功能教室和主控室之間語(yǔ)音通訊；即插即用；提機(jī)自動(dòng)撥號(hào)，手動(dòng)撥號(hào)、快速撥號(hào)、縮位撥號(hào)等。從而實(shí)現(xiàn)了聽課教室無(wú)人值守的功能；(4) 網(wǎng)絡(luò)授課系統(tǒng)具有管理界面友好，易于使用，帶寬占用率低等特點(diǎn)；(5) 在聽課教室形成的畫面清晰、流暢、非網(wǎng)絡(luò)延時(shí)小，分辨率不低于