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1、第一章 多网合一数字化校园网建设方案1、 多网合一数字化校园网概述 随着计算机技术、网络技术及多媒体技术的应用和发展，多网合一数字化校园网的应用已为广大中小学校所认同。青松 V3 多网合一数字化校园网是我公司集众多教育界资深专家的经验和广大学校的实际需求,适应教育信息化的时代要求，倾力推出的新一代数字化校园网络系统，它以现代网络通信技术、DPS（Data Protection System）有盘技术、综合视音频编码技术、流媒体技术、嵌入式计算机技术，组播技术为架构，遵循 TCP/IP 网络传输协议，将千兆计算机局域网、多媒体双向教学网、教学观摩评估网、远程教学网、智能定向广播网、电子考场及安防
2、监控网等多个网络进行了数字化整合，真正实现了校园网络数字化的多网合一。通过我公司自主知识产权的软硬件设计，形成课堂、校园网络、远程网络全方位资源互动，三位一体的教学体系，最大限度地满足了教学资源的合理调用，为教师授课、学生学习、校领导管理等提供了最佳的解决方案。青松 V3 多网合一数字化校园网旨在为用户建立一个常青的校园网络平台，它结合各种网络应用技术，提倡课件格式多样化，校园网建设一体化，操作使用的人性化，网络运用的安全化及系统维护简单化。它突破了传统多媒体教室、单纯计算机网及传统电化教育手段的限制，解决了网络进教室、计算机进教室、多种网络融合及多媒体教学综合应用等一系列问题，使广大师生轻轻
3、松松地享受信息时代所带来的乐趣。教室中的嵌入式网络终端，采用嵌入式计算机系统技术及 DPS 有盘技术，克服了无盘或其他变形系统的固有缺陷，彻底解决了其在多网合一应用中所不能解决的问题。使得在每一个教室内都可实现多媒体双向教学、视音频点播、课件点播、INTERNET 浏览、教学观摩评估、智能定向广播、听力考试、计算机辅助教学等功能，同时终端可脱离网络的独立工作能力，保留了所有教学 PC机的功能。本建设方案的实施目标就是要在浦东新区的 5 所中学中将双向电视教学网、校园广播网、教学评估监控网及远程教学网在计算机网络平台上以数字化方式有机地整合起来，实现班班通，建设数字化校园。计算机网络对内提供一个
4、灵活、可靠、快速的信息交换与资源共享环境。3.1 多网合一数字化校园网总体设计青松 V3 数字化网络从学校教育信息化建设的实际出发，提出了一套完整的解决方案，它不仅适用于现在的教学与管理环境，而且可以满足未来发展的需要，将新技术、新硬件平台、新应用软件、新资源等组合在网络相应的平台或模块中即可实现升级。下面的示意图给出了本次*多网合一数字化校园网整体解决方案：从上图中所体现出来的多网合一应用可以看出，青松 V3 多网合一校园网是构建在以太网硬件平台及 TCP/IP 体系结构之上，由多网合一多媒体教学子系统、校园智能数字广播子系统、教学观摩/评估子系统、网络管理中心、教学及管理终端平台、演播室等
5、构成。它通过局域网还可连接学校内其他信息化教学与管理部门，实现资源共享，有序互动。它对外通过路由器接入浦东电信宽带城域网，进而与浦东新区教育信息专网联接，可将校园内外信息发布平台、远程办公系统及交互式远程教学系统连接起来。在多网合一多媒体教学子系统中，各教室无需授权可同时点播课件、视音频文件，既可点播服务器中的资源，也可点播教师自己机器内的课件。点播的文件格式不限，课件制作工具不限。教室中可接收电视节目，卫星节目，录像节目的转播，也可接收校长电视讲话、示范教学课、校园重要活动的直播和录播。可以与其它班级进行电视讨论会、教学讨论会、示范课观摩等。可登陆校园网、互联网、远程教学网，满足网上浏览、收
6、发邮件、BBS 讨论、远程学习及视频会议等需要。提供 IP 通话功能，教室可与主控中心、校长双向对讲。功能强大的教师工具箱提供了“电子教鞭” ， “电子判卷” 、 “无尘粉笔” 、 “局部放大”等功能，满足了老师传统的课堂教学习惯，帮助老师摆脱了粉笔的束缚及粉尘的侵害，强化了多媒体教学显示效果。在校园智能数字广播子系统中，各教室可接收校内、外的广播节目，可接收领导讲话、通知、保健操、课间音乐、电子打铃等日常广播。可以接收广播文件的下载存储，支持网络广播和本地广播两种方式，进行听力考试及外语教学广播。可以接收视音频文件，包括课件的广播。各教室音响具有高保真度，教室前后左右收听效果清晰丰满，坚实有
7、力，无杂音干扰。在教学观摩/评估子系统中，通过移动带压缩的终端可将课堂内容实时数字硬盘录像，便于教学的自我评估，及学生课外复习。可以在网上开展教学观摩及评估。可将课堂场景，课件内容同时传输到网上，实现场景，课件同屏观摩。校长计算机或经授权的普通计算机上可实时观摩听课、评估教学、现场云镜控制、实时硬盘录像。在网络管理中心中，可将不同节目内容播放至任意编组的年级或班级。可将不同的广播内容，广播至任意编组的地点，支持手动和定时播放。 可操作主控室内的各种播放设备，如 VCD、DVD、卡座的放像、暂停、快进、快退、停止、选曲等。可实时监视有线电视节目、校园电视节目、会议直播节目的情况。可控制网络终端、
8、音箱、电视机、投影机的开、关机。可检测终端及教室设备的工作状态。可对终端进行远程维护，软件在线远程升级。教室中基于 DPS 有盘技术的嵌入式网络终端，可不依赖服务器，独立单机使用，当网络出现问题时可采用单机方式照常进行多媒体教学。教室终端可驳接投影机、电视机、视频展台、视音频播放设备，高保真音箱、麦克风、摄像机、笔记本电脑、各种 USB 设备、桌面控制器、有线或无线鼠标、键盘及遥控器等。终端接口还支持投影机、电视机、音箱的共享，支持桌面、电视、投影多屏同时显示。在开放式的备课环境中，教师可以用自己喜欢使用的课件制作工具制作各种电子教案、课件、视音频资料，自动提交课件至服务器或校内网站自己的邮箱
9、中，上课时可随时调用。通过采集编辑平台，教师可完成信息的收集、加工，制作特殊效果的课件等工作。3.2 多网合一数字化校园网子系统设计3.3.1 多媒体教学子系统设计本次多网合一系统中的多媒体教学子系统需支持多媒体课件点播，支持视频（VOD ）点播，支持音频（AOD）点播，支持网上双向电视教学，支持INTERNET 浏览，支持中心集中管理控制。下面将就其实现过程分别加以分析和说明。1) 任意格式的多媒体课件点播教师在教室中使用网络终端的遥控器、有线键盘、鼠标等。按照人性化的界面菜单提示的课件路径，选择要播放的课件名称。终端接收到申请信号后，会通过终端内的以太网控制器向课件点播服务器发出请求信号，
10、服务器对终端身份认证后，找到申请播放的课件，并立即将课件程序送入点播服务缓冲区，以点对点的方式通过网络发送至申请的终端中。终端将收到的课件数据流，通过相应的支持程序打开并还原播放。系统支持任意格式的课件点播，不限制课件制作工具，也无需对课件格式进行任何转换。它所支持的各种课件数据包括：文本、图片、程序文件、动画、超文本等。格式包括：FLASH、AUTHORWARE、POWERPOINT、WORD、DIRECTOR、HTML、.EXE 等等。同时对于嵌入视频的混合型课件，系统也全面支持。课件点播软件及服务器硬件配置都可以保证系统能够满足并发 60 个点以上的点播需求。课件点播服务器中所存有的课件
11、资料来源有教委或学校配备的，还有教师自己制作的课件，而这些课件随着应用的普及将越来越充实。为方便教师提交课件，我公司赠送给客户不限用户数的课件提交工具软件，可以使教师在普通联网电脑上，以自己的合法身份随时随地的上传课件到服务器中供课堂点播。2) 任意格式的视频(VOD)点播教师在教室中使用网络终端的遥控器或有线键盘、鼠标等，按照人性化的界面菜单中的视频文件路径，选择要点播的视频课件名称。终端收到申请信号后，会通过终端内的以太网控制器，向视频点播服务器发出请求信号，服务器对终端认证后，立即找到申请播放的视频文件，并将其加入流媒体编码器，送入服务器缓冲区，以视频媒体流的形式通过网络发至申请服务的终
12、端中。终端将收到的视音频流解码还原，然后输出给图像显示设备和音箱。系统可支持任意格式的视频点播，不限制格式，并无需对视频格式进行转换。所支持的各种流媒体格式包括：ASF、RM、 QT，支持的压缩存贮文件格式包括：MPEG1/2/4 ；AVI；MOV，VOB，RM ， QT，WMV 等等。VOD 点播管理软件包和服务器的硬件配置都保证了系统完全可以满足并发 MPEG-2、40个点的点播需求。视、音频服务器中所存有的视、音频素材来源：一是教委或学校配备的，二是教师们自己制作上传提交来的，三是通过视、音频编码器实时压缩录制的电视节目或会议活动录像等。教室端可对点播内容的播放进度随意控制，并随时精确设
13、置回放点，反复播放某个片断，加深学生印象。3) 任意格式的音频点播教师在教室端利用终端所配的遥控器、有线键盘、鼠标，按照人性化界面菜单上给出的音频文件路径，选择要播放的音频文件名称，终端将点播申请信号通过网络发给视音频点播服务器，服务器对终端认证后，将申请的音频文件送入音频流媒体编码器中，并存入服务器缓冲区。之后，通过网络发送至申请服务的终端中，终端接收音频流并将其解码输出送至音箱放音。系统支持任意格式的音频文件的点播，无需格式转换。所支持的数字音频包括：MPEG Layer 1/2/3，MIDI，WAV ，AV 等格式。视音频管理软件包和服务器硬件配置完全可以满足标书中对音频并发 60 个点
14、的要求。教室在进行音频点播，播放听力文件时可以采用精确复读功能和变速不变调功能，强化语音教学效果。配合教师工具箱中的英文朗读及口型示范功能，大大地丰富了课堂语音教学的手段。服务器中的音频素材除了依靠教委和学校配备外，还可以有教师自己提交的音频资料、外语素材等。另外通过卡座放音的信号，由视音频编码器压缩编码，存储成 MPEG1/2/3 格式音频文件，存入服务器供点播使用。4) 网上双向电视教学教师在课堂上，如需使用 DVD、录像机、录音机等教学时，需先向网管中心申请播放设备的使用权。网管中心授权后，教师在授权的时间段内，可以用遥控器来选择播放设备或控制它的播放状态。终端将申请信号上传给网管中心工
15、作站，申请设备的使用，也可与管理人员双向对讲通话。设备的控制信号将上传至视、音频编码器，由它完成对节目源动作的控制。在视、音频编码器中，学习及控制模块可以将各种设备的遥控器按键发出的红外信号，学习并存贮记忆在 EEPROM 中，即使设备掉电也不会丢失。编码器收到控制相应设备的某个工作状态的命令后，将存在 EEPROM 中的数据读出，并调制到 38K 红外载波上，通过与设备一一对应的红外发射器，控制相应的播放设备。在视、音频编码器中，视、音频压缩编码模块将节目源设备送来的模拟视、音频信号压缩编码成 MPEG1/2/4 格式的文件。本方案中，压缩格式为 MPEG-2，同时压缩的通道为四路并可扩展。
16、系统支持视、音频同时压缩和视音频单独压缩的方式，组播地址可设定，传输码流可设置。系统还支持节目源同屏4、9、16 画面监看，支持单路或多路同时数字化录像存贮。视、音频编码器中的软件支持将所有输入模拟信号通道按不同需求进行任意编组输出到不同组播通道中进行广播，使终端分组接收。设备中的编码扩展插槽是为设备扩展时预留的。每台节目源编码器可最多支持到 8 路视、音频同时编码压缩和控制。系统中进行电视节目转播时，可使用全频道解调器，或是录像机来接收有线电视节目，也就是说目前系统可以提供同时送出两路电视节目到网络中来。网管工作站软件支持手动、定时，任意编组地向网上转播有线电视、录像节目、DVD 节目、录音节目等，并可设置教室终端分组接收。5) Internet 浏览和网络环境教学终端内置的 IE 浏览器，可使教师方便地登录 Internet 校园网站、校内 web服务器等进行电子浏览、收发邮件、文件下载和发送等操作。系统的界面中还提供了与常用网站对应热链接方式，无需敲击键盘输入网址，只要用遥
