基于物聯網技術的多媒體教室管理系統的研究與實現

葉禮初，尹金田

（廣東創新科技職業學院 廣東 東莞 523960）

1 引言

隨著教學改革的不斷深入與我國科技技術的進步與發展，我國教育行業逐漸向信息化發展。在教學過程中，許多教師也將教學手段和教學模式從傳統的單一的“口述式教學”向網絡教學和多媒體互動教學方向轉變。在這樣的背景之下，多媒體教室管理系統的維護、使用、檢修應該注重加強。由于現在的高校內使用的多媒體管理系統設備不統一，并且維護工作和檢修工作主要是由多媒體教室的管理人員負責，導致部分故障問題難以排查。除此之外，檢修和維護人員的不專業也導致多媒體教室的管理系統無法有效地進行維護和管理，這些問題直接影響了多媒體教室的使用，所以在多媒體教室管理系統工作中應用物聯網技術能夠有效提高系統的檢修、維護、使用效率。對于如何基于物聯網技術對多媒體教室管理系統進行研究與設計，首先要正確認識物聯網技術的概念，提煉和分析物聯網科技優勢，并且結合現代高校的多媒體教室管理使用需求，以便于開展研究與設計[1]。

2 物聯網技術概述

物聯網技術是現代化的新興科技產物，是依托于互聯網，將現實中的各個物體進行連接的網絡。物聯網利用傳感器技術設備以及定位系統等工具設備，將物體與互聯網進行結合與鏈接，實現信息交互。物聯網的概念依托于現代社會中的多項發明，其技術手段涵蓋了對信息的獲取、收集、處理和保存等過程。物聯網的核心技術大致有射頻識別技術、無線傳感器網絡以及物聯網網格技術。射頻識別技術能夠對信息進行有效的交換、跟蹤，并且射頻識別技術能夠通過非接觸的手段對信息進行識別。無線傳感器網絡是具有自組織能力的網絡，其體積小、價格低，無需其他基礎設備的支持。物聯網網格技術是一個比互聯網系統更加龐大的網絡，以RFID為基礎，由連入網絡的RFID閱讀器和無數的標簽所組成，具有對信息的讀寫能力。

3 基于物聯網技術的多媒體教室管理系統需求

3.1 人員管理需求

多媒體教室管理系統的人員管理需求大致可分為教師管理、學生管理、管理員管理和班級管理四大模塊。教室管理模塊主要用于設置教室的職稱和姓名等信息；班級管理模塊主要用于修改上課班級的人數、院系等信息的功能；學生管理模塊主要用于更改、添加、查詢上課班級中學生信息的功能；系統管理員模塊主要用于記錄、檢修和維護系統管理人員的姓名、職稱等信息。

3.2 設備管理需求

多媒體教室管理系統設備管理需求分為檔案信息管理和設備類別管理。設備類別管理是對多媒體教室中使用的設備進行分類和管理，例如投影機、中控系統、計算機等，對此類設備的類別進行動態的添加或者修改。設備檔案管理是在實際的運行管理過程中對運行的設備信息進行記錄，記錄其使用的時間、規格、狀態等信息，為后續檢修人員的維護、檢修以及使用者的使用提供依據。

3.3 故障管理需求

多媒體教室的故障管理需求大致分為檢測設備故障信息、對故障設備進行記錄、對故障設備進行維護等方面。檢測設備故障信息是利用物聯網中的射頻識別技術和無線傳感器技術對終端數據信息實施采集，并且實時對收集到的信息進行整理、分析和處理，從而鑒別故障設備的運行情況，有助于對故障原因的分析和排查；設備故障信息記錄是將設備所發生的故障時間、故障的頻次以及之前該設備故障申報信息和故障維修信息進行記錄，便于系統管理員能夠對設備的綜合使用情況進行分析，從而調整設備的維護、檢修、更換方案；對故障設備進行維護是通過遠程操作對故障設備進行簡單的維修，例如設備視頻信號較差、音量無法調節等進行遠程操控。除此之外，也可以通過電視監控系統對教師在使用過程中的操作手段進行指導，避免教師因為對設備操作不當而導致設備損壞[2]。

4 基于物聯網技術的多媒體教室管理系統的設計與實現

4.1 基于物聯網技術的多媒體教室管理系統的設計

基于物聯網技術對多媒體教室管理系統進行設計，在遠程控制方面可以打開系統中的控制面板與ID卡對多媒體教室中的設備進行遠程控制與管理，在這一操作步驟當中能夠對設備進行單獨控制，也能夠實現一鍵上下課的功能，遠程控制的手段為教師的操作控制手段提供了便捷。遠程控制的設計能夠使多媒體教師的管理系統更加的可靠、便捷、實用，同時也能夠避免因為不正確的操作手段導致重復操作內容，對系統容量造成負擔。

4.2 多方設備聯動，提高故障診斷效率

校園內使用多媒體設備開展教學工作中難免會遇到設備故障問題，但是由于教師自身對多媒體教師中管理系統不甚熟悉，所以在遇到故障問題時不知從何下手。基于此，在物聯網科技手段的幫助下可以通過對管理系統設計監測技術、診斷技術添加傳感器物聯網頭設備等進行聯動，提高故障診斷效率，避免因為故障問題影響教學工作。通過監測和診斷技術全方位對多媒體設備進行監控和監測，能夠及時診斷出管理系統中出現的故障問題，并且及時以警報的方式顯示，為維修管理人員做出提示。除此之外，結合監測濾網的使用時間和投影儀器的使用時間以及其燈泡亮度等能夠對投影儀的使用情況進行了解，若投影儀需要更換濾網或者需要清洗時需要依據投影儀的實際使用情況結合進行。

4.3 軟硬件結合，全面讀取系統配件信息

多媒體教室管理系統的實際使用過程中可以通過軟件與硬件共同結合，全面讀取系統的配件信息，便于管理人員對系統進行管理。例如通過傳感器計算的應用對技術參數以及設備故障信息的相關參數進行采集，并且對管理系統中的關聯內容進行判斷與分析，將管理系統中的配件消耗情況、維修頻次以及維修情況、設備使用情況進行聯系，達到對故障設備信息采集的精確性，以此強化對管理系統數據的分析與統計。同時教師在多媒體教室開展教學過程中，也為其提供了有效的決策依據。

4.4 模塊化設計，多功能拓展

所謂多媒體教室中管理系統的模塊化設計是將管理系統中的各個功能進行拓展，并且為模塊實用預留接口，以便于教師在多媒體教室中開展教學工作時，能夠通過管理系統中的各個拓展功能對多媒體教室的燈光進行控制、遠程聽課查課、遠程呼叫等內容，使多媒體教室管理系統更具有適應性。在多媒體教室中，主控室通過管理系統能夠對多媒體教室的設備進行控制或者對將多媒體教室進行連接，強化了遠程操控的功能和數據交換的功能。除此之外，通過對多媒體教室內的設備進行控制與連接，能夠將設備與互聯網、物聯網技術進行有機結合，強化了對設備的控制以及反饋。

5 基于物聯網技術的多媒體教室管理系統設計的實現

5.1 中控、傳感器等多方設備進行采集

基于物聯網技術的多媒體教室管理系統的使用過程中對其中控系統采取嵌入式ARM處理器，通過處理器的運算能力和對信息的儲存能力對本地管理系統進行操作和控制。另外，通過WEP應用服務與互聯網通信協議，在多媒體設備管理終端與服務器進行遠程操控，借助多媒體教室中設備的溫度、圖像、電壓和電流等傳感器技術，將互聯網中的中控系統、傳感器技術、射頻識別技術、自動采集裝置對管理系統的數據參數進行搜集，以幫助管理人員更加準確地判斷設備運行狀態，若設備出現異常，以便于及時報告。

5.2 擴展線路接口，升級中控主機

多媒體教室管理系統中，中控主機含有音頻視頻切換接口、通信信號接口、智能電源接口。這3種線路接口都自帶電流電壓監測裝置，對設備運行中的電流電壓進行檢測，能夠保障在電流電壓安全的情況下運行。專用的總線接口是連接多媒體教室管理系統的中控主機以及其配套設備模塊，其中配套設備模塊又包含有多媒體設備的音頻視頻檢測模塊、圖像采集模塊等。多媒體教室管理系統的接口可以同時連接8個設備，并且通過對視頻、音頻等信息的采集，然后進行圖像數據傳輸，擴展管理系統的總線路接口能夠幫助中控主機進行升級，使互聯網智能電源得到充分的拓展與使用[3-5]。

6 結語

在教育行業中運用多媒體教室開展教學工作能夠豐富師生的教學體驗，成了傳統教學方式與手段的補充，所以為了延續良好的教學體驗與提高教學服務質量，學校應該注重對校內多媒體設備管理系統的維護、檢修與設備更新。現階段，多媒體教室管理系統的使用和維護仍存在一些亟待改進的問題，管理人員應該注重對管理系統的開發與設計。在現代高校內對于優化多媒體教室管理系統，首先應該深入了解現代化高校的實際教學需求、人員管理需求和維護需求等，同時結合國內外的產品優勢，優化管理多媒體教室設備，將維護和使用結為一體，提升多媒體教室的管理質量。通過優化對多媒體教室管理系統的使用能夠減少管理維修人員的工作量，同時也能夠提升多媒體教室的管理有效性，為教學工作提供便捷[6]。