基于網(wǎng)絡(luò)中控和校園卡的多媒體教室智能化管理

胡景

（三明學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心，福建 三明 365004）

隨著教育信息化的推進(jìn)，各高校的多媒體教室數(shù)量越來越多，分布地點(diǎn)也越來越分散，使得日常維護(hù)管理工作異常繁重［1］。因此，如何利用現(xiàn)代的技術(shù)手段對(duì)大量的多媒體教室進(jìn)行控制、維護(hù)和管理顯得越來越重要。下面，筆者對(duì)如何在多媒體中控集成環(huán)境下使用校園卡管理教室進(jìn)行了討論?三明學(xué)院教改課題 （W1243／Q）。。

1 多媒體教室建設(shè)與管理現(xiàn)狀

1）教室數(shù)量多。近幾年大多數(shù)院校都在積極建設(shè)多媒體教室。三明學(xué)院目前有多媒體教室196間，除去一些專業(yè)教室如聲樂、美術(shù)等外，多媒體設(shè)備實(shí)現(xiàn)學(xué)校教室的全覆蓋。

2）教室管理部門與使用部門不統(tǒng)一。由于各院校機(jī)構(gòu)設(shè)置不同，多媒體教室管理歸屬不一。在管理和維護(hù)方面，有的教室歸屬學(xué)校現(xiàn)代教育中心管理，有的歸屬到二級(jí)學(xué)院管理。任課老師在課堂中出現(xiàn)問題不知找誰維護(hù)。

3）設(shè)備管理形式多。從管理模式看，有分散管理和集中管理2種模式。三明學(xué)院厚德和博學(xué)2棟教學(xué)樓屬新建設(shè)的教學(xué)樓，安裝了中控設(shè)備，采用了集中式管理；其他教學(xué)樓歸屬二級(jí)學(xué)院，采用分散式管理。由于多媒體設(shè)備的投資成本大，從安全防盜角度考慮，無論哪一種都是封閉式運(yùn)行，即有課時(shí)開放，無課時(shí)不開放。

4）教室位置分散。三明學(xué)院多媒體教室分別分散在學(xué)校8個(gè)不同的教學(xué)樓宇內(nèi)。

5）多媒體教室大多采用人工管理的方式，管理手段落后。三明學(xué)院二級(jí)學(xué)院管理的多媒體教室，安排專人負(fù)責(zé)多媒體教室鑰匙的發(fā)放，教師必須在課前到值班室領(lǐng)取鑰匙，下課后需要及時(shí)歸還，步驟繁瑣，受人為因素影響明顯。如果管理員沒有及時(shí)到崗，就會(huì)影響正常的教學(xué)活動(dòng)和教學(xué)秩序；若教師下課后忘記了歸還鑰匙，還會(huì)導(dǎo)致了接下來的課程無法正常開展。

2 智能化管理模式的設(shè)計(jì)思路

筆者對(duì)多媒體教室的管理采用校園網(wǎng)＋網(wǎng)絡(luò)中控技術(shù)＋校園卡門禁系統(tǒng)形成的網(wǎng)絡(luò)化、集成化、智能化的管理模式［2］。

2.1 校園網(wǎng)

隨著教育信息化的發(fā)展，學(xué)校基本上都建成了高速穩(wěn)定的校園網(wǎng)。三明學(xué)院網(wǎng)絡(luò)線路主要采用千兆以太網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了千兆或百兆交換到樓棟，10／100M自適應(yīng)到桌面。網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)校園所有教室、實(shí)驗(yàn)室、辦公場(chǎng)所的全覆蓋。

2.2 網(wǎng)絡(luò)中控系統(tǒng)

在高速穩(wěn)定的校園以太網(wǎng)的基礎(chǔ)上，多媒體教室采用網(wǎng)絡(luò)中控系統(tǒng)進(jìn)行集中管理的技術(shù)已經(jīng)成熟。網(wǎng)絡(luò)中控系統(tǒng)是將多種設(shè)備的控制操作集中在一個(gè)按鍵面板或多媒體電腦的觸摸屏上，配有觸屏式的圖形操作界面，可以方便地實(shí)現(xiàn)設(shè)備的控制及信號(hào)的切換。

中控系統(tǒng)使多媒體教室變成一個(gè)智能教室，操作者通過直觀的控制臺(tái)操作，將復(fù)雜的多媒體設(shè)備及環(huán)境設(shè)備控制變得輕松自如。其核心思想在于將教室多種資源集中到中控系統(tǒng) （CCS），中控相當(dāng)于神經(jīng)控制系統(tǒng)，以單片機(jī)芯片為核心，通過操作音頻模塊、視頻信號(hào)模塊、電源控制模塊等實(shí)現(xiàn)集中控制系統(tǒng)。中控系統(tǒng)的安裝就像多媒體教室有了自己的 “大腦”，在一定程度上減少了管理和運(yùn)作系統(tǒng)對(duì)于教師的要求，同時(shí)也減輕了管理人員的工作強(qiáng)度。教師上課時(shí)，可通過上課或下課一鍵按鈕完成多媒體設(shè)備開啟及關(guān)閉，簡(jiǎn)化操作。

整個(gè)多媒體教室遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)中控系統(tǒng)由總控服務(wù)器、校園網(wǎng)、各多媒體教學(xué)設(shè)備3部分組成 （見圖1）。遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)集中管理控制功能則通過網(wǎng)絡(luò)鏈路和中控系統(tǒng)，管理人員從管理機(jī)遠(yuǎn)程對(duì)各多媒體教學(xué)設(shè)備 （如計(jì)算機(jī)、投影機(jī)、電源、音響設(shè)備等）進(jìn)行過程管理，從而解決院系之間教室分散、管理困難、溝通不暢等問題。

2.3 校園卡系統(tǒng)

校園卡作為數(shù)字化校園建設(shè)的基礎(chǔ)工程，將智能卡的強(qiáng)大功能及先進(jìn)的數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用與學(xué)校的教學(xué)、管理、科研等各個(gè)方面相結(jié)合，搭建全校范圍內(nèi)的公共基礎(chǔ)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)。

校園卡具有身份認(rèn)證功能，可以用于門禁管理。門禁管理是一個(gè)依托網(wǎng)絡(luò)的信息傳輸功能，就特定人員在限定的環(huán)境和時(shí)間段完成相關(guān)工作并自動(dòng)記錄運(yùn)行信息的管理系統(tǒng) （見圖2）。

圖1 網(wǎng)絡(luò)中控管理

圖2 校園卡門禁管理

多媒體教學(xué)環(huán)境建設(shè)中，充分利用校園網(wǎng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中控系統(tǒng)與校園卡系統(tǒng)兼容，通過校園卡刷卡自動(dòng)開啟多媒體網(wǎng)絡(luò)中控設(shè)備，從而達(dá)到集中智能化管理［3］。

通過該建設(shè)方案多媒體教室的管理可達(dá)到如下效果:①所有多媒體教室網(wǎng)絡(luò)中控都將實(shí)現(xiàn)校園卡刷卡功能，通過刷校園卡進(jìn)行設(shè)備的開啟，系統(tǒng)將對(duì)符合條件的刷卡事件自動(dòng)打開多媒體設(shè)備，免去了管理員奔波于教室間的麻煩和一大把鑰匙的繁瑣［4］。②對(duì)接學(xué)校教務(wù)系統(tǒng)，按照電子課表時(shí)間，進(jìn)行設(shè)備的操作權(quán)限開放。課表時(shí)間以外為非授權(quán)模式，多媒體設(shè)備禁止使用，有效解決多媒體設(shè)備濫用的情況。③校園卡門禁與中控講臺(tái)一起組成一個(gè)具有安保功能的系統(tǒng)，可以做到有課時(shí)多媒體設(shè)備開啟當(dāng)教室，無課時(shí)多媒體設(shè)備關(guān)閉當(dāng)自習(xí)室。④對(duì)平時(shí)多媒體教室使用情況的統(tǒng)計(jì)和跟蹤了解，便于更好的管理與維護(hù)這些設(shè)備。可以方便教務(wù)行政部門考勤績(jī)效管理。

3 多媒體教室智能管理模式

3.1 系統(tǒng)基本組成

多媒體網(wǎng)絡(luò)中控系統(tǒng)與校園卡門禁功能系統(tǒng)組合的智能管理主要由讀卡器、門禁控制器、電子鎖、多媒體集中控制器、傳輸網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器和管理終端等部件組成，如圖3所示。

3.2 工作步驟

任課教師持卡刷卡，其身份信息將通過讀卡器傳到門禁處理器內(nèi)，系統(tǒng)將自動(dòng)查詢數(shù)據(jù)庫(kù)判斷是否有權(quán)限使用該教室［5］。其操作流程如圖4所示。具體步驟如下:①持卡人刷卡。②門禁控制器接受刷卡信息并傳入門禁服務(wù)器，此信息如果與事先寫好的讀卡器內(nèi)的信息比對(duì)上，則服務(wù)器發(fā)出準(zhǔn)用指令，控制器向門鎖發(fā)送指令，門鎖打開多媒體中控柜。若教師姓名、上課時(shí)間以及教室號(hào)中的任意一項(xiàng)不符，則說明此持卡人沒有通行權(quán)限，多媒體操作臺(tái)不會(huì)有任何動(dòng)作，門鎖不能打開，系統(tǒng)形成試圖開鎖記錄。③中控門打開后，可啟用中控講臺(tái)，一鍵完成多媒體設(shè)備啟動(dòng)，上課。④上課結(jié)束后，通過“下課”按鈕一鍵完成多媒體設(shè)備關(guān)閉，鎖好機(jī)柜門。⑤門禁控制器記錄刷卡及開鎖記錄，上傳至門禁管理系統(tǒng)，同時(shí)門禁管理系統(tǒng)可監(jiān)控門禁控制聯(lián)機(jī)狀態(tài)。

圖3 多媒體教室中控刷卡系統(tǒng)設(shè)備結(jié)構(gòu)圖組成

圖4 多媒體教室中控刷卡工作流程圖

3.3 操作權(quán)限設(shè)置

依據(jù)學(xué)校安排的課程表操作，教室的多媒體設(shè)備只能由任課教師在學(xué)校安排的時(shí)間、地點(diǎn)通過刷讀本人的 “校園卡”控制開啟使用［6］。校園卡的管理，依據(jù)身份可以分成教師卡和管理員卡。

1）教師卡 任課老師只有在課表規(guī)定的上課時(shí)間和上課地點(diǎn)使用校園卡刷卡，才有權(quán)限開啟講臺(tái)電子鎖，操作多媒體教室。教師卡若丟失后，補(bǔ)辦校園卡，原有校園卡功能自動(dòng)失效，安全可靠。

2）用戶卡 由多媒體教室管理者持有，可以刷卡或密碼方式進(jìn)入管理系統(tǒng)。

3）管理卡 可以不受時(shí)間、教室地點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò)等限制均可啟動(dòng)／關(guān)閉所有多媒體教室的超級(jí)卡，具有授權(quán)、添加、刪除、更改教師校園卡的權(quán)利。

管理員根據(jù)各個(gè)多媒體教室的課表對(duì)每個(gè)教師的校園卡進(jìn)行授權(quán)，授權(quán)后，系統(tǒng)支持課表管理功能，可以將每位任課教師的確切上課時(shí)間與上課教室導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫(kù)中，制成電子課表。校園卡內(nèi)保存教師的信息，可確保每位教師只能在對(duì)應(yīng)時(shí)間打開對(duì)應(yīng)教室的多媒體機(jī)柜，有效避免多媒體教室亂用的情況。

4 基于校園卡刷卡的多媒體教室關(guān)鍵數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)

要用校園卡實(shí)現(xiàn)多媒體設(shè)備的刷卡啟用，對(duì)于管理系統(tǒng)來說，必須建立下面的數(shù)據(jù)表［7］:與開設(shè)課程相關(guān)的數(shù)據(jù)表 （課程號(hào)，課程名稱，課程類型）、與上課教室相關(guān)的數(shù)據(jù)表 （包括教室編碼、計(jì)算機(jī)IP地址、中控IP地址）、與授課信息相關(guān)的數(shù)據(jù)表 （課程編號(hào)，教師工號(hào)，教室編號(hào)，時(shí)間編號(hào)等）、與教師卡片相關(guān)的數(shù)據(jù)表 （教師工號(hào)，教師姓名等）、與授課教師相關(guān)的數(shù)據(jù)表 （教師工號(hào)，課程編號(hào)，課程名稱等）、與授課時(shí)間相關(guān)的數(shù)據(jù)表 （時(shí)間，時(shí)間段 （節(jié)次），開課時(shí)間段等）、與開課班級(jí)相關(guān)的數(shù)據(jù)表 （課程編號(hào)，開課時(shí)間，班級(jí)編號(hào)，班級(jí)名稱等）。

有了這種管理模式，大大地方便了管理員對(duì)教室的監(jiān)管，老師只有在上課時(shí)間可以使用多媒體設(shè)備，杜絕了隨意使用多媒體設(shè)備的現(xiàn)象，有利于延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。同時(shí)，校園卡刷卡門鎖與網(wǎng)絡(luò)中控設(shè)備配合構(gòu)成一個(gè)具有安保功能的設(shè)備系統(tǒng)，在非上課時(shí)間段也可將多媒體教室開放，沒有授權(quán)的校園卡是打不開多媒體設(shè)備的，這樣就可充分利用教室資源，給學(xué)生提供了更多的學(xué)習(xí)空間。

5 結(jié)語

隨著信息技術(shù)的日益成熟，多媒體教室將成為一個(gè)高度整合的教學(xué)系統(tǒng)，它融合了自動(dòng)化控制、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)等多種技術(shù)，正在向自動(dòng)化、智能化、一鍵化操作邁進(jìn)，將大大方便對(duì)多媒體教室的使用和管理，促進(jìn)了校園數(shù)字一體化的發(fā)展。

［1］劉媛 .高校多媒體教室中央控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) ［D］.天津:河北工業(yè)大學(xué)，2010.

［2］李伽 .基于校園網(wǎng)的多媒體設(shè)備遠(yuǎn)程集控管理策 ［J］.宜賓學(xué)院學(xué)報(bào)，2012（6）:106－109.

［3］方向陽 .一種多媒體教室綜合管理系統(tǒng)的研究和實(shí)現(xiàn) ［D］.廣州:華南理工大學(xué)，2012.

［4］李福軍，劉海東 .基于校園網(wǎng)的門禁系統(tǒng)在多媒體教學(xué)管理中的應(yīng)用 ［J］.電腦知識(shí)與技術(shù)，2010（2）:434－435.

［5］佟秋利，張慧琳，孫國(guó)光 .基于CPU卡的大學(xué)門禁應(yīng)用設(shè)計(jì)實(shí)施方案 ［J］.計(jì)算機(jī)工程與技術(shù)，2011（4）:1453－1457，1473.

［6］肖景靈，黃鋒 .多媒體教室智能化管理系統(tǒng)在數(shù)字化校園中的應(yīng)用 ［J］.數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2002（2）:96－97.

［7］左渠 .多媒體教室IC卡控制管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) ［J］.現(xiàn)代教育技術(shù)，2010（7）:37－39.