梁祥波　劉曉亞

摘 要： 為提高多媒體教室中設(shè)備通信的有效利用，通過(guò)利用計(jì)算機(jī)固定的IP地址，基于Delphi 8.0軟件，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了多媒體教室中的設(shè)備通信的控制和管理功能。結(jié)果表明，該方法能高效提高多媒體教室設(shè)備管理，為高校中多媒體教室網(wǎng)絡(luò)管理提供借鑒。

關(guān)鍵詞： 網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)； 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器； 多媒體集中控制器

中圖分類號(hào)： TP 393.07 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號(hào)： 1671-2153（2015）03-0061-04

0 引 言

隨著信息化時(shí)代的到來(lái)，計(jì)算機(jī)多媒體教學(xué)已成為現(xiàn)代化教學(xué)手段，在各類學(xué)校和不同層次的社會(huì)教育教學(xué)中得到了大力的推廣和使用。尤其在高等院校中多媒體教室數(shù)、網(wǎng)絡(luò)多媒體教室數(shù)已成為衡量學(xué)?；巨k學(xué)條件的一個(gè)重要指標(biāo)。在2014年高等職業(yè)院校人才培養(yǎng)狀態(tài)數(shù)據(jù)采集與管理平臺(tái)中，已將原來(lái)的多媒體教室座位數(shù)修改為教室數(shù)、網(wǎng)絡(luò)多媒體教室數(shù)。這一導(dǎo)向，各高職院校勢(shì)必會(huì)根據(jù)新形勢(shì)的需要和校園網(wǎng)的建立，大力發(fā)展網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)，多媒體教室的數(shù)將會(huì)不斷增加，然而如何對(duì)計(jì)算機(jī)多媒體教室高效的管理是高校多媒體管理部門(mén)所必須面對(duì)的問(wèn)題。以前，計(jì)算機(jī)多媒體教室全依靠人工的管理，工作量大，人員少給管理人員帶來(lái)了巨大的壓力?；谏鲜鰡?wèn)題的考慮，本文設(shè)計(jì)了多媒體教室網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。

1 多媒體教室網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)

自2004年信陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院建校以來(lái)，多媒體教室發(fā)展到如今的73個(gè)，校園網(wǎng)建好以后，每個(gè)多媒體教室都具有上網(wǎng)導(dǎo)教的功能，結(jié)合學(xué)院的情況，為了有效的利用和維護(hù)好多媒體教學(xué)資源，設(shè)計(jì)了多媒體教室網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，它是以局域網(wǎng)和校園網(wǎng)為依托，通過(guò)IP控制模塊和多媒體集中控制系統(tǒng)，運(yùn)用計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制技術(shù)，利用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器及對(duì)多媒體教室及教學(xué)設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一的使用、控制、管理和維護(hù)的系統(tǒng)，有效的對(duì)多媒體教室進(jìn)行管理。系統(tǒng)模型如圖1所示。

1.1 電源管理

該系統(tǒng)通過(guò)對(duì)多媒體教室網(wǎng)絡(luò)管理計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制功能，對(duì)所有計(jì)算機(jī)多媒體教室的電源系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一的管理控制。該系統(tǒng)具備以下功能：

① 新增、添加、刪除、修改教室相關(guān)信息；

② 更新教室課程表信息；

③ 電源開(kāi)啟功能（自動(dòng)/手動(dòng)）；

④ 計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程協(xié)助功能。

1.2 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器管理

網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器應(yīng)具備控制、調(diào)度多媒體教室計(jì)算機(jī)和教學(xué)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)功能。包括控制管理教學(xué)計(jì)算機(jī)、管理配置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)、性能檢測(cè)管理、安全管理等，對(duì)多媒體教室的教學(xué)設(shè)備進(jìn)行控制和管理，便于多媒體教室管理人員及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，保障學(xué)院教師正常教學(xué)活動(dòng)。

（1） 服務(wù)器遠(yuǎn)程配置與管理如圖2所示。

（2） 服務(wù)器相關(guān)數(shù)據(jù)的更新、刪除、添加，包括計(jì)算機(jī)的IP地址分配、計(jì)算機(jī)名的修改、多媒體教室課程分配信息、教室設(shè)備運(yùn)行情況及監(jiān)控視頻信息，如圖3所示。

（3） 服務(wù)器數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和瀏覽。

1.3 監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)管理

利用紅外線傳感報(bào)警，方便廉價(jià)的保證了多媒體教室相關(guān)設(shè)備的安全。

2 網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

多媒體教室網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是基于校園網(wǎng)絡(luò)利用控制主機(jī)的調(diào)度，通過(guò)IP控制模塊、集中控制器（XY2300？鄄N多媒體集中控制器），管理、調(diào)度、控制、監(jiān)測(cè)多媒體教學(xué)設(shè)備，采集被控制設(shè)備傳感器數(shù)據(jù)，并上傳網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，完成多媒體管理員職責(zé)、減輕人工管理的復(fù)雜度及人員不足的工作需要，這一基本原理完成對(duì)多媒體教學(xué)設(shè)備的管理和控制效果。

（1） 所有教學(xué)樓的每個(gè)多媒體教室都需要安裝XY2300？鄄N集中控制器。它集投影機(jī)、展示臺(tái)、熒幕、臺(tái)式計(jì)算機(jī)、筆記本電腦的控制于一身，高性能VGA切換分配（臺(tái)式計(jì)算機(jī)、筆記本電腦、數(shù)碼展示臺(tái)等3路進(jìn)，2路分配輸出），音視頻切換（2路AV輸入，1路AV輸出），功能簡(jiǎn)捷明了。單鍵操作，熒幕自動(dòng)上升，延時(shí)切斷電源，面板上還集成有網(wǎng)絡(luò)接口、USB接口、電源接口、投影機(jī)RS232控制、可設(shè)置獨(dú)立的IP地址。

（2） IP控制模塊是所有多媒體教室中的集中控制器與校園網(wǎng)連接的核心，當(dāng)多媒體集中器與IP控制模塊聯(lián)通后，它便具有網(wǎng)絡(luò)化多媒體集中控制器的功能。在這里可以利用集中控制器XY2300？鄄N可以設(shè)置獨(dú)立IP地址的功能，為每個(gè)多媒體教室集中控制器分配一個(gè)內(nèi)部IP地址，并將控制主機(jī)的IP也寫(xiě)入集中控制器中，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備一對(duì)多、多對(duì)一的通信。

（3） 將多媒體教室網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，基于C/S模式把服務(wù)器端管理軟件和客服端使用軟件分別裝到主控制機(jī)及教師機(jī)上，這便實(shí)現(xiàn)了主控制機(jī)對(duì)校園網(wǎng)內(nèi)各個(gè)多媒體教室設(shè)備的通信，便于監(jiān)視、控制、管理和維護(hù)的多媒體教室的教學(xué)設(shè)備。

多媒體教室網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)實(shí)體連接如圖4所示。

3 系統(tǒng)軟硬設(shè)計(jì)要求

信陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院自新校區(qū)建立以后，建立了文理樓、計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)中心、建工實(shí)訓(xùn)中心、藝術(shù)樓、醫(yī)學(xué)組團(tuán)、護(hù)理樓，并根據(jù)專業(yè)發(fā)展情況配備了73個(gè)多媒體教室。為了有效、合理的管理這些教學(xué)設(shè)備，構(gòu)建一個(gè)基于校園網(wǎng)模式，以遠(yuǎn)程控制計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)集中控制器為核心的多媒體教室網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。在硬件方面必須具備：

（1） 在管理中心必須要有視頻監(jiān)控服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、DHCP服務(wù)器三個(gè)服務(wù)器，其中視頻監(jiān)控服務(wù)器通過(guò)集中控制器的RS232接口連接到每個(gè)多媒體教室的監(jiān)控?cái)z像機(jī)，對(duì)各個(gè)多媒體教室的監(jiān)控信號(hào)進(jìn)行編碼存儲(chǔ)，并為管理人員提供實(shí)時(shí)的監(jiān)控影像資料。數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器是基于SQL Server和Access數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，建立每個(gè)多媒體教室課程表數(shù)據(jù)庫(kù)和對(duì)媒體教室教學(xué)設(shè)備狀態(tài)情況數(shù)據(jù)庫(kù)。DHCP服務(wù)器通過(guò)DHCP服務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的多媒體教室計(jì)算機(jī)通過(guò)自動(dòng)分配IP的服務(wù)，實(shí)現(xiàn)管理的智能化和自動(dòng)化。

（2） 遠(yuǎn)程控制主機(jī)也是本文中提到的主控制計(jì)算機(jī)，是多媒體網(wǎng)絡(luò)管理辦公室管理人員的辦公計(jì)算機(jī)。要達(dá)到“足不出戶”的管理效果，必須配備多媒體教室網(wǎng)絡(luò)管理軟件和遠(yuǎn)程控制軟件，并能通過(guò)校園網(wǎng)連接到每個(gè)多媒體教室的集中控制器、教學(xué)計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)多媒體教室的遠(yuǎn)程控制管理。

（3） 系統(tǒng)控制信號(hào)、指令傳輸完全可以利用校園網(wǎng)的已有設(shè)備，不需要在進(jìn)行額外的布線，直接在教室內(nèi)配備兩根網(wǎng)線：一根連接教學(xué)計(jì)算機(jī)用于教師教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)接入；另一根是連接集中控制器用于對(duì)教學(xué)設(shè)備進(jìn)行控制管理。每個(gè)多媒體教室還需安裝集投影機(jī)、展示臺(tái)、熒幕、臺(tái)式計(jì)算機(jī)、筆記本電腦控制于一身的XY2300？鄄N多媒體集中控制器。

4 網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

在多媒體教室中的設(shè)備有電源、計(jì)算機(jī)、顯示器、投影機(jī)、熒幕、話筒、功放、音響、網(wǎng)絡(luò)集中控制器、監(jiān)控?cái)z像頭等。為了更加方便快捷的完成對(duì)媒體教室的有效管理，前期研究主要實(shí)現(xiàn)了指定多媒體教室計(jì)算機(jī)的IP地址，完成通信控制模塊的功能。

整個(gè)系統(tǒng)是基于Delphi 8.0完成的，由于多媒體教室分布較廣，必須實(shí)現(xiàn)主控計(jì)算機(jī)與教室客服端能夠進(jìn)行通信對(duì)話，完成TCP或UDP協(xié)議交換才能完成遠(yuǎn)程控制功能?；谖以旱膶?shí)驗(yàn)條件，本文使用了WinSock控件編程：在服務(wù)器端上創(chuàng)建一個(gè)流式套接字，指定地址族AF_INET，并定義其參數(shù)類型，即：SOCKET=socket（AF_INET，int type，int prorocol）。

套接字建立以后，立即完成套接字的IP地址信息和端口信息的填充，并使用bind（）函數(shù)類完成套接字與本機(jī)端口的綁定。具體代碼如下：

SOCKET_sock；

Sockaddr_insock；

Sock=socket（AF_INET，SOCK_STREAM，0）；

Sockin.sin_fmily=AF_INET；

Sockin.sin_addr，s_addr=0；

Sockin.sin_port=rthtons（UserPort）；

Bind（sock，（LPSOCKADDR） & Sockin， sizeof（sockin））；

……

綁定完成后，利用listen（）函數(shù)聲明進(jìn)入連接模式，用參數(shù)T標(biāo)識(shí)準(zhǔn)備接受連接的套接字句柄，并運(yùn)行函數(shù)accept（），即：int accept（int T，struct sockaddr*addr，int*addrlen）；隨時(shí)接受響應(yīng)多媒體教師機(jī)客服端發(fā)送的請(qǐng)求指令。

在教師機(jī)的客服端也必須利用上述的方法完成套接字的編程，運(yùn)行connect（）函數(shù)生成一個(gè)空閑的端連接，并向服務(wù)器發(fā)送連接請(qǐng)求，具體實(shí)現(xiàn)函數(shù)如下：

int connect（SOCKET T，const struct sockaddr PAR*name，int namelen）；

當(dāng)雙方連接建立以后，教師機(jī)的客服端就可以調(diào)用send（）、recv（）函數(shù)，即

int send（SOCKET T，cons[char*buf，int len，int flags]）；

聲明數(shù)據(jù)的指針、數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度、緩沖區(qū)及其長(zhǎng)度，準(zhǔn)備發(fā)送和接收的數(shù)組包。當(dāng)建立的連接完成后，控制端立即將接收連接的socket加入全局對(duì)象數(shù)組，然后啟動(dòng)接收線程，發(fā)送控制TCP/IP協(xié)議包。

多媒體教室設(shè)備開(kāi)機(jī)TCP/IP控制包如下：

#pragma pack（push，1）//單字節(jié)對(duì)齊

Typedef struct_kj_k

{

Uint8_t kj_type；//數(shù)組包類型

Uint8_t kj_code；

Uint16_t kj_jsj_cksun；//校驗(yàn)和

Uint32_t kj_jsj_ip；//多媒體教室計(jì)算機(jī)IP地址

Uint8_tkj_jsj_MAC；//多媒體教室計(jì)算機(jī)MAC地址

Uint8_t kj_jsj_on；//喚醒多媒體教室計(jì)算機(jī)

Uint8_t kj_ty_on；//開(kāi)啟投影儀

Uint8_t kj_data；//補(bǔ)充數(shù)據(jù)

}

kj_k；

多媒體教室設(shè)備關(guān)機(jī)TCP/IP控制包類似，只需將開(kāi)機(jī)命令on，改為off。當(dāng)服務(wù)器收到關(guān)機(jī)數(shù)據(jù)包后，還要調(diào)用運(yùn)行closesocket函數(shù)，運(yùn)行后在關(guān)閉套接字，斷客服端與服務(wù)器的連接。

5 結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前正是職業(yè)教育加強(qiáng)內(nèi)涵建設(shè)的關(guān)鍵時(shí)期，各個(gè)高校隨著教學(xué)手段的變化，計(jì)算機(jī)多媒體教學(xué)也是大勢(shì)所趨。多媒體教室必將急劇增加，然而，如何有效的管理好這些教學(xué)設(shè)備也是保障正常教學(xué)的關(guān)鍵，是不可忽視的問(wèn)題。雖然我們前期研究實(shí)現(xiàn)的功能較簡(jiǎn)單，但是相信后續(xù)的努力會(huì)讓我們的網(wǎng)絡(luò)多媒體教室網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)更加完善。

參考文獻(xiàn)：

[1] 孫樂(lè)益. 基于ZigBcc無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)研究[J]. 信息系統(tǒng)工程，2011（9）：41-42.

[2] 張黎. 基于directshow的武警部隊(duì)校園視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 電子科技大學(xué)，2012.

[3] 鄭勇杰. 實(shí)訓(xùn)管理信息化系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)[D]. 電子科技大學(xué)，2012.

[4] 吳偉. 網(wǎng)絡(luò)多媒體教室純軟件模型的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 南京理工大學(xué)，2013.

（責(zé)任編輯：徐興華）