[摘要]为了集中控制多媒体教室中的各类设备，实时监控和及时解决教师上课中遇到的问题，方便多媒体设备的维护与管理，作者自主设计研发了智能中央控制系统，自动远程监控系统以及实时管理与报修系统。这三个系统的应用充分发挥了多媒体教室的功能，及时保障了信息化教学的需要，有效提高了人员工作效率与管理水平，打造了智能化、信息化、人本化的多媒体教学环境。
[关键词]多媒体教室；中控系统；监控系统；管理系统
[中图分类号]G40-057 [文献标识码]A [论文编号]1009—8097(2011)09—0070—05
引言
信息技术的飞速发展促进了高校信息化教学的发展。为了满足信息化教学的需要，各高等院校不断加大多媒体教室的投入力度，多媒体教室的数量不断增长，有力改善了教学环境和手段，受到广大师生的欢迎。据我们调查，江苏省近一半的高校(46.6％)多媒体教室的比例在30％—70％之间，其中五分之一(20.O％)的高校达90％之高。同时，多媒体教室的增多也给多媒体设备的使用、管理带来了很大工作量。如何避免任课教师在教学过程中出现不必要的误操作，正确使用和科学维护多媒体教室设备，充分发挥多媒体教室功能已成为提升多媒体教学环境建设和多媒体教室管理效率的一个重要问题。
南京师范大学三个校区共328间多媒体教室，每间教室里面配备计算机、投影仪、显示器、功放音响、银幕、讲台、中控系统等设备。为了简化多媒体教室的繁琐操作，减少上课教师的操作过程，同时有效地控制多媒体设备，南京师范大学教师们(笔者也在内)设计研制了简单易用的智能中央控制系统；为了实时监控和及时解决教师上课中遇到的问题，我们设计开发了基于C／S架构的自动远程监控系统；为了方便多媒体设备的维护与管理，我们设计开发了基于B／S架构的多媒体教室实时管理与报修系统，从而有效地提升了多媒体教室管理的智能化与信息化，方便了教师的使用。
一 多媒体教室智能中央控制系统
1 需求分析
由于多媒体教室建设在不同的年代，产品种类和型号各异，给上课教师的使用提出了很高的要求，对于不熟悉的教师来说很容易引起误操作，导致设备故障，影响正常上课秩序。为了使复杂琐碎的设备操作与管理过程简单化，并且在不增加专业技术人员的前提下使大量多媒体教学设备得到及时有效的控制、管理和维护，需要研制一种能够适应多种设备控制的中控系统。
2 设计思想
如何实现中控系统的智能化，同时尽量降低整个系统的成本，是中控系统设计的首要问题。我们发现，目前智能化程度最高的是电脑，要使中控的智能化程度超过电脑几乎是不可能的。但用电脑作为中控设备，整体的价格就比较高，甚至高过台式电脑数倍。因此，为了降低成本，提高效率，增强安全性、可靠性和稳定性，我们经过研究，大胆改革了传统中控的设计方法，直接把中控设计成电脑的外部设备，这样可以用教室中的电脑来控制和实现所有外部多媒体设备和各种网络信息化功能了。
3 功能设计
我们设计的中央控制系统分为硬件设备和应用软件两个组成部分，硬件部分功能集成多种设备电源管理、多种设备接口、多路控制和智能芯片为一体。该系统硬件部分背面功能接口如图1所示。
(1)电源管理：一路电源输入，六路电源输出，可以通过电脑界面面板分别控制投影机、手提电脑、功放、银幕等电源通断，并且直接提供设备电源插座，不需要外加接线板，使用更加方便可靠：
(2)信号控制：设备提供了两路VGA输入，两路VGA输出，三路A／V输入，一路A／V输出，二路功放输出，这些都能够通过电脑界面面板实施控制。
(3)多媒体设备控制：提供三路RS232控制，一路控制讲台，一路控制电动荧幕，可以实现和台式电脑、手提电脑智能通讯以及对投影机、讲台、电动银幕的有效控制。
(4)运用程序：可以对不同品牌、不同型号、各种新旧多媒体设备实现编程控制，实现中控的软件在线升级，使用极其方便灵活。
通过应用软件界面，可以实现以下控制(如图2所示)：
(1)软件面板提供电脑开关机、开启和关闭投影机、电动银幕的升降、音量的调节。
(2)软件面板提供计算机、笔记本、视频输入切换。
(3)更换投影机、功放等外部设备时，系统可以提供刷新数据。
通过可编程232串口，把中央控制系统硬件部分作为电脑的外部设备，教师通过应用软件操控中控，从而取代了传统的面板控制，不仅节约了成本，增加了系统的稳定性和可靠性，同时有利于电脑的智能化控制和网络的远程控制。
4 开发技术
该系统硬件的智能芯片是以89c51为核心，与音视频切换模块(AV Switch)、VGA信号切换模块、电源控制模块、红外遥控模块等共同组成的一个完整的集中控制系统，其工作原理框图如图3所示。
应用软件层采用C#程序设计语言开发，数据层存储采用Microsoft Access 2003系统，使用串口通信技术实现软件对硬件设备的管理和操控。
二 多媒体教室自动远程监控系统
1 需求分析
目前老师讲课越来越依赖于多媒体教学系统，系统的稳定运行和老师对系统操作的熟练程度一定程度上影响着教师讲课的进度与效果。对于一些操作不熟练的老师来说，一旦讲课中遇到问题不能及时解决，就会影响到正常的教学进程。因此我们新开发了多媒体教室自动远程监控系统，能实时监控各教室中老师的操作过程，对于老师解决不了的问题，管理员可以通过远程的方式来帮助老师解决，从而节约了时间，节省了人力，大大提高了效率，及时保障了教学需要。
2 功能设计
多媒体教室自动远程控制系统的功能主要包括监控教师机、监控投影机，电动银幕和向教师机发送文件四个部分。
(1)监控教师机：在客户端开机和联网状态下，该系统可以监控老师对教师机的所有操作过程，管理员通过双击教室名称来切换监控源(被监控的教师机)。全校328个监控源按照校区名称和教学楼分类，方便管理员快速定位。默认状态下，管理员不控制教师机，当老师对教师机操作有问题需要求助管理员时，管理员根据需要通过点击[控制电脑]按钮来控制教师机，待解决问题后，再点击[取消控制]按钮，释放对教师机的控制权。
(2)监控投影机和电幕：该系统可以监控教室中投影机和电幕的运行状态，当投影机和电幕开启时，该系统接受信号，将状态置为开启，反之无信号接受，则为关闭状态。
(3)向教师机传送文件：当教师机需要安装软件或更新文件时，管理员可以通过该系统向教师机传送文件，被传送的文件放置到教师机指定位置。(该系统操作界面如图4所示)
3 开发技术
该系统基于c／S(客户机／服务器)系统架构，分为服务端程序和客户端程序两个部分，服务端程序安装在服务器上，
客户端程序安装于每台教师机上。教师机在开机和联网状态下，通过客户端程序发送状态信号给服务端程序，服务端在接受到客户端发来的信号后，立即通过服务端程序做出应答，与客户端建立连接，从而监控客户端。系统全部模块采用C#程序设计语言开发，数据层存储采用SQL SERVER 2000系统。
三 多媒体教室实时管理与报修系统
1 需求分析
对于任课老师来说，教室是进行教学活动的重要场所，上课之前他们需要提前了解教室的基本情况，例如教室的容纳人数，多媒体教学设备配置是否满足教学需求等。另外，上课过程中，如果教室设备临时损坏也要及时报修，才能保障教学顺利进行。通过该系统，教师可以不受时间和地点限制，在校园网任何联网的计算机内查询教室的信息，及时报修教室设备。
对于管理人员来说，需要了解多媒体教学设备的配置情况，维修更新历史，运行状态以及故障情况，传统的管理是使用纸笔来记录，问题的反馈也主要是通过面谈或电话，费时费力。因此我们新开发了实时管理与报修系统，它可以实现基于网络的教室设备登记、查询、设置、报修，并可生成维修记录、更新报废处理等一系列信息化操作，生成的维修记录还可以作为类似故障维修的参考，大大提高了工作效率与管理水平。
2 功能设计
该系统基于B／S(浏览器/服务器)系统架构，分为前台和后台两个主要功能模块。前台主要面向教师和学生等普通用户，主要功能是多媒体教室查询和报修，可以查询的信息主要包括教室座位数，面积，所安装的教学设备以及设备的状态和维修记录。当教师发现设备有问题时，在联网的情况下可以通过前台报修。报修前台页面如图5所示。
后台主要为管理员操作，主要的功能包括教室管理，设备管理，维修管理，人员管理和新闻管理等功能。后台管理页面如图6所示。
(1)教室管理：主要的操作包括增加、删除、修改一个教室和设定教室的基本信息，如座位数、教室面积、是否是多媒体教室等属性。该模块也是其他模块操作的前提，只有设置了教室之后，才能对教室进行设备管理。
(2)设备管理：教室中的计算机、投影仪、功放等多媒体设备都在此模块进行管理，主要的操作包括设备的添加、更改、查询、删除等操作。设备属性主要有类型、品牌、配置、状态、提供商等。
(3)维修管理：主要的功能有新建报修、实时显示待修设备、生成和查询维修记录，设置常见设备的故障类型和解决办法等。报修记录可以在前台生成也可以在后台生成。前台主要面向教师等普通用户，无需进行身份认证，只要是在校园网内部访问报修前台即可报修；后台报修需要进行身份认证，由管理员登陆成功后完成报修程序。维修记录只能在后台生成，维修过程为管理员登陆系统成功后，快速查看实时待修教室，根据页面上的报修信息，第一时间赶赴现场进行维修，维修完成后，进入维修登记页面进行登记，系统自动存储每一条维修记录，以待查询。
3 开发技术
该系统基于B／S(客户端／服务器)系统架构，该架构的优点是客户端无需安装任何软件，只要在联网的情况下通过浏览器即可访问；软件的更新只在服务端进行。系统后台采用ASP.NET 2.0 C#语言开发，数据层存储采用SQL SERVER2000系统，前台呈现采用HTML和JavaScript客户端语言。
四 小结
这三个系统自投入运行以来，运行状况良好，给全校师生带来了便利，更好地保障了多媒体教室的使用。智能中控系统的智能化和软件界面一键式操作给上课老师带来了极大的方便，减少了固体控制面板的磨损、接触不良以及设备的误操作，避免了由于误操作带来的设备故障。自动远程监控系统可以实时监控教师机和各类设备，及时解决教师遇到的问题，节约了上课时间，保障了教学过程。在校园内部教师可以通过实时管理与报修系统查询到所有教室的信息，他们可以根据自己的教学需要来选择适合的教室。在教学过程中，遇到了设备故障或软件安装等问题可以及时地通过该系统报修或查询解决的办法，一些常见的问题可以根据电脑的指导在维修人员到来之前自行解决，有效节约了时间，提高了效率。对于管理员来说，通过分析维修记录可以得知设备的常见问题和易出现故障的硬件，以及每个校区、每栋教学楼的维护工作量的大小，从而为后续教室安装、设备更新和人员配置提供参考。
运用这些系统后，教师在课堂教学中设备使用出现问题比率下降了65％，电话报修率下降了70％，而且以教师为本，充分考虑到使用的方便与快捷，及时保障了信息化教学的需要，有效提高了人员工作效率与管理水平，使南京师范大学多媒体教室管理更加信息化、智能化和人本化。