CN102333097A - 一种远程教育双向实时通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种远程教育双向实时通信系统，充分利用了现代无线网络通信技术，利用视频、音频采集、输出设备和无线网络信号发送、接收设备，可以将任意有无线网络信号覆盖的地点的实景情况通过无线网络发送出去，使得现场教学不再受到地域限制并且将图像、声音的延迟控制在可以接受的范围内从而实现双向实时互动通信，使得教学更加直观，很大程度上提高了教学质量，适合大范围推广。

Description

一种远程教育双向实时通信系统

技术领域

本发明属于一种教学方法及系统装置，具体涉及一种远程教育双向实时通信的教学方法及系统装置，更具体地，涉及一种基于无线网络和有线网络相结合的远程教育双向实时通信系统。

背景技术

现代职业教育中，很多时候要求工作现场专家承担部分专业课教学任务，传统的远程教育，一般通过录制视频的方式将工作现场的实际情况录下来传到互联网上以供学生学习，这种方式互动性较差，教学质量不高；稍微先进一点的技术，是通过工作现场和教室之间建立有线视频会话进行双向沟通，以达到教学目的，这种方式具有一定的互动性，但是由于用于教学的工作现场更换频繁，且有很多工作现场的环境不便于有线视频设备的安装布线，因此其用途也受到很大限制。

经初步检索，发现与本发明技术方案相近的技术方案如下：

一、申请号为201010139379.6的中国发明专利公开了一种基于3G网络的智能手机远程教育系统，其特征在于设置有如下模块：实现系统与用户之间交互功能的应用服务模块；实现信息数据传输及控制的P2P流媒体传输及控制模块；负责用户管理、教学任务、教学过程和网络安全管理的系统管理模块；处理多用户并发有效使用系统的服务驱动模块；以及负责与网络底层连接的3G网络底层数据传输模块。上述技术方案利用了3G网络高传输速度和手机的移动特性，并将二者结合，实现远程教育的可移动性，使用可以户随时随地学习网络上的课程。但是它只是在数据的传输方式和显示工具上做出了改变，将原本的互联网传输改为3G网络传输，将PC机改为3G手机，从而实现无线的可移动性，但仍不能实现双向互动通信，且手机续航能力弱，不能满足长时间学习的要求，尤其是对于学校的课堂讲学是非常不适用的。

二、申请号为200310105923.5的中国发明专利公开了一种天地网远程教育系统的实现方法，基于该方法的系统包括直播教室(授课端)、卫星主站和远程卫星接收站点三大部分；在卫星传输网络的基础上，结合地面CERNET/Intemet,直播教室与远程卫星接收站点之间实现了实时课堂传输和文本、语音、视频多种模式的师生交互；实现了多种模式的师生交互对教学现场视频、音频、电子教案、鼠标、电子教鞭的数据流进行同步实时录制和压缩，并通过地面网传输到卫星主站的媒体服务器，经混合并转换成DVB数据格式后由卫星广播到各远程站点，实现教学现场的直播;远程站点还可通过地面网以文本、语音、视频手段和老师进行交互；还可实现教学过程的自动、同步录制，并生成流媒体课件，供学生点播学习。上述技术方案一定程度上解决了实时互动的问题，但是其教学场地仅限于其直播教室，不能满足现代职业教学对于在不同工作场地实施现场移动式教学的要求，而且利用卫星网络进行传播，成本高，非一般职业教育学院所能承受。

因此，有必要对现有技术进行改进。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种更为简便的，适合现场作业场所移动式教学的远程教育双向实时通信系统；利用无线通信与有线互联网络和局域网络技术，结合辅助设备，摆脱授课地点的限制，在用于教学的实际作业工作现场和多媒体教室之间建立稳定可靠的双向实时通信，以达到互动式的教学目的。

本发明为达到发明目的采用的技术方案是：

一种远程教育双向实时通信系统，包括现场端移动视频、音频采集与输出设备，教室端固定视频、音频采集与输出设备，信号转换设备，互联网客户端网络服务器和校园内局域网服务器；还包括无线网络信号发送、接收设备，无线网络信号基站，无线网络信号运营商网络服务器。

所述现场端移动视频、音频采集与输出设备与一台信号转换设备连接，所述信号转换设备连接无线网络信号发送、接收设备，所述现场端移动视频、音频采集与输出设备负责采集工作现场的视频、音频信号和输出接收到的视频、音频信号，同时显示还原来自教室的视频、音频信号；所述信号转换设备接收现场端移动视频、音频采集与输出设备所输出的视频、音频信号，并将采集的视频、音频信号转换为相应的无线网络信号；同时所述信号转换设备还接收无线网络信号所转来教室所发出的信号，并转换为相应的视频、音频信号传输给现场端移动视频、音频采集与输出设备；所述无线网络信号发送、接收设备负责发送和接收无线网络信号。

所述无线网络信号基站用于传输无线网络信号，所述信号运营商网络服务器用于储存发自工作现场的无线网络信号，并经互联网传输到所述客户端服务器；所述客户端服务器连接客户端内部的局域网服务器，所述局域网服务器与所有多媒体教室有线连接，用于给所述多媒体教室提供信号来源。

所述教室端视频、音频信号采集与输出设备和一台信号转换设备连接，所述教室端视频、音频信号采集与输出设备用于采集教室内的视频、音频信号和输出接收到的视频、音频信号；所述信号转换设备用于将采集的信号转换为相应的有线网络信号和将接收的有线网络信号转换为相应的视频、音频信号。

所述无线网络信号发送、接收设备，可以是3G网络信号发送、接收设备，或者是WIFI等WLAN无线网络信号发送、接收设备，也或者是卫星信号发送、接收设备。

所述信号运营商网络服务器设有条件访问限制，互联网用户需通过合法性验证之后才能接收所述工作现场采集的信号并转换输出。

所述信号转换设备，若用于现场端信号转换，其编码方式与无线信号编码方式一致；若用于教室端和其他客户终端，其编码方式与有线网络编码方式一致。

所述现场端视频、音频采集与输出设备，信号转换设备和无线网络信号发送、接收设备可以是模块化集成在一个模块外壳内。

本发明的有益效果在于：1、本发明充分利用了现代无线与有线相结合的通信技术，把采集到的信号通过无线信号发进行发送，不受传统有线信号传送的地域性限制，只要有无线信号覆盖的区域都可以作为教学场所，极大地拓展了教学的地点，同时又与互联网与局域网通过有线连接实现多端口的教学，有机地将无线与有线结合在一起，实现学校网络化的远程互动教学；2、本发明所述系统可使现场专家在自己的工作场地完成教学任务，有利于集合优质教师资源，使得教学更加灵活，节约了教学成本；3、原本因地域限制而无法进行课堂教学的工作现场，也可通过本发明所述系统搬到教室，极大地丰富了教学资源；4、基于视频、音频的信号采集和信号输出，使学生学习时如身临职业现场，更直观地接受知识和技能的传授，有利于提高教学质量。

附图说明

图1是本发明基于3G网络的结构示意图；

图2是本发明基于WIFI网络的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式来进一步阐述本发明。

通过附图可以看出本发明涉及一种远程教育双向实时通信系统，包括现场端移动视频、音频采集与输出设备，教室端固定视频、音频采集与输出设备，信号转换设备，互联网客户端网络服务器和校园内局域网服务器；还包括无线网络信号发送、接收设备，无线网络信号基站，无线网络信号运营商网络服务器。

所述现场端移动视频、音频采集与输出设备与一台信号转换设备连接，所述信号转换设备连接无线网络信号发送、接收设备，所述现场端移动视频、音频采集与输出设备负责采集工作现场的视频、音频信号和输出接收到的视频、音频信号，同时显示还原来自教室的视频、音频信号；所述信号转换设备接收现场端移动视频、音频采集与输出设备所输出的视频、音频信号，并将采集的视频、音频信号转换为相应的无线网络信号；同时所述信号转换设备还接收无线网络信号所转来教室所发出的信号，并转换为相应的视频、音频信号传输给现场端移动视频、音频采集与输出设备；所述无线网络信号发送、接收设备负责发送和接收无线网络信号。

所述无线网络信号基站用于传输无线网络信号，所述信号运营商网络服务器用于储存发自工作现场的无线网络信号，并经互联网传输到所述客户端服务器；所述客户端服务器连接客户端内部的局域网服务器，所述局域网服务器与所有多媒体教室有线连接，用于给所述多媒体教室提供信号来源。

所述教室端视频、音频信号采集与输出设备和一台信号转换设备连接，所述教室端视频、音频信号采集与输出设备用于采集教室内的视频、音频信号和输出接收到的视频、音频信号；所述信号转换设备用于将采集的信号转换为相应的有线网络信号和将接收的有线网络信号转换为相应的视频、音频信号。

所述无线网络信号发送、接收设备，可以是3G网络信号发送、接收设备，或者是WIFI等WLAN无线网络信号发送、接收设备，也或者是卫星信号发送、接收设备。

所述信号运营商网络服务器设有条件访问限制，互联网用户需通过合法性验证之后才能接收所述工作现场采集的信号并转换输出。

所述信号转换设备，若用于现场端信号转换，其编码方式与无线信号编码方式一致；若用于教室端和其他客户终端，其编码方式与有线网络编码方式一致。

所述现场端视频、音频采集与输出设备，信号转换设备和无线网络信号发送、接收设备可以是模块化集成在一个模块外壳内。

实施例一

如图1所示，一种基于3G网络的远程教育双向实时通信系统，包括现场端视频、音频采集与输出设备A，设置在工作现场1，教室端视频、音频采集与输出设备4，若干台信号转换设备，客户端网络服务器3，还包括3G网络信号发送、接收设备，3G网络信号基站D，3G信号运营商网络服务器2，现场端信号转换设备与3G网络信号发送、接收设备集中布置在同一模块外壳B内。

所述现场端视频、音频采集与输出设备A与一台信号转换设备连接，所述信号转换设备连接所述3G网络信号发送、接收设备，所述信号转换设备和所述3G网络信号发送、接收设备集中布置在同一模块壳体B内，所述现场端视频、音频采集与输出设备A采集工作现场的视频、音频信号，经信号转换设备转换为相应的3G网络信号并通过3G网络信号发送、接收设备发送出去；所述3G网络信号发送、接收设备也接收来及3G信号运营商服务器的3G网络信号，通过信号转换之后由A进行视频、音频输出。

所述3G网络信号基站D用于传输3G网络信号，所述3G信号运营商网络服务器用于储存发自工作现场的3G网络信号，并经互联网5传输到所述客户端服务器3；所述客户端服务器3连接客户端内部局域网6，所述局域网6覆盖所有多媒体教室，用于给所述多媒体教室提供信号来源。

所述教室端视频、音频信号采集与输出设备4和一台信号转换设备连接，所述教室端视频、音频采集与输出设备4采集教室内的视频、音频信号和输出接收到的视频、音频信号；所述信号转换设备用于将采集的信号转换为相应的有线网络信号和将接收的有线网络信号转换为相应的视频、音频信号。

本实施例的工作原理为：A采集的现场端信号后转换成3G网络信号后通过3G网络信号基站D发送到信号运营商服务器2，再通过有线网络送至多媒体教室实现单向实时通信；4采集的教室端信号通过3G网络信号基站D传送至3G信号运营商服务器2，再通过3G网络发送到现场端，由此实现双向实时通信。

所述3G信号运营商网络服务器设有条件访问限制，互联网用户需通过合法性验证之后才能接收所述工作现场采集的信号并转换输出。

所述信号转换设备，若用于现场端信号转换，其编码方式与3G信号编码方式一致；若用于教室端和其他客户终端，其编码方式与有线网络编码方式一致。

实施例二

如图1所示，一种基于WIFI网络的远程教育双向实时通信系统，包括现场端视频、音频采集与输出设备A，设置在工作现场1，教室端视频、音频采集与输出设备4，若干台信号转换设备，客户端网络服务器3，还包括一台具有WIFI功能的笔记本电脑C，WLAN网络信号基站D’，WLAN信号运营商网络服务器2’，现场端信号转换设备集成在笔记本电脑C内。

所述现场端视频、音频采集与输出设备A与所述具有WIFI功能的笔记本电脑C连接，所述现场端视频、音频采集与输出设备A采集工作现场的视频、音频信号，经信号转换设备转换为相应的WIFI网络信号并通过笔记本电脑C发送出去；所述笔记本电脑C也接收来自WLAN网络信号基站D’的WLAN网络信号，通过信号转换之后进行视频、音频输出。

所述WLAN网络信号基站D’用于传输WLAN网络信号，所述WLAN信号运营商网络服务器2’用于储存发自工作现场的WIFI网络信号，并经互联网5传输到所述客户端服务器3；所述客户端服务器3连接客户端内部局域网6，所述局域网6覆盖所有多媒体教室，用于给所述多媒体教室提供信号来源。

所述教室端视频、音频信号采集与输出设备4和一台信号转换设备连接，所述教室端视频、音频采集与输出设备4采集教室内的视频、音频信号和输出接收到的视频、音频信号；所述信号转换设备用于将采集的信号转换为相应的有线网络信号和将接收的有线网络信号转换为相应的视频、音频信号。

本实施例的工作原理为：A采集的现场端信号后转换成WIFI网络信号后通过WLAN网络信号基站D’传送至WLAN信号运营商服务器2’，再通过有线网络送至多媒体教室实现单向实时通信；4采集的教室端信号通过有线网络传送至信号运营商服务器2’，再通过WLAN网络信号基站D’发送到现场端，由此实现双向实时通信。

所述WLAN信号运营商网络服务器设有条件访问限制，互联网用户需通过合法性验证之后才能接收所述工作现场采集的信号并转换输出。

所述信号转换设备，若用于现场端信号转换，其编码方式与WIFI信号编码方式一致；若用于教室端和其他客户终端，其编码方式与有线网络编码方式一致。

此外，本发明还可以以其他WLAN网络信号或者卫星信号作为信号传输载体，只需更换相应的信号供应商，即可实现相同的实时双向通信功能。

所述现场视频、音频采集与输出设备，端信号转换设备和无线网络信号发送、接收设备集成在一个模块外壳内。

任何不脱离本发明实质和精神的变形，均应视为在本发明的保护范围之内，本发明的保护范围视权利要求书而定。

Claims (8)

1.一种远程教育双向实时通信系统，包括现场端视频、音频采集与输出设备，教室端视频、音频采集与输出设备，若干台信号转换设备，客户端网络服务器，其特征在于：还包括无线网络信号发送、接收设备，无线网络信号基站，无线信号运营商网络服务器。

2.根据权利要求1所述一种远程教育双向实时通信系统，其特征在于：所述现场端视频、音频采集与输出设备与一台信号转换设备连接，所述信号转换设备连接所述无线网络信号发送、接收设备，所述现场端视频、音频采集与输出设备用于采集工作现场的视频、音频信号和输出接收到的视频、音频信号；所述信号转换设备用于将采集的信号转换为相应的无线网络信号和将接收的无线网络信号转换为相应的视频、音频信号；所述无线网络信号发送、接收设备用于发送和接收无线网络信号。

3.根据权利要求1所述一种远程教育双向实时通信系统，其特征在于：所述无线网络信号基站用于传输无线网络信号，所述信号运营商网络服务器用于储存发自工作现场的无线网络信号，并经互联网传输到所述客户端服务器；所述客户端服务器连接客户端内部局域网，所述局域网覆盖所有多媒体教室，用于给所述多媒体教室提供信号来源。

4.根据权利要求1所述一种远程教育双向实时通信系统，其特征在于：所述教室端视频、音频信号采集与输出设备和一台信号转换设备连接，所述教室端视频、音频信号采集与输出设备用于采集教室内的视频、音频信号和输出接收到的视频、音频信号；所述信号转换设备用于将采集的信号转换为相应的有线网络信号和将接收的有线网络信号转换为相应的视频、音频信号。

5.根据权利要求1所述一种远程教育双向实时通信系统，其特征在于：所述无线网络信号发送、接收设备，是3G网络信号发送、接收设备，或者是WIFI等WLAN信号发送、接收设备，也或者是卫星信号发送、接收设备。

6.根据权利要求1或3所述一种远程教育双向实时通信系统，其特征在于：所述信号运营商网络服务器设有条件访问限制，互联网用户需通过合法性验证之后才能接收所述工作现场采集的信号并转换输出。

7.根据权利要求1所述一种远程教育双向实时通信系统，其特征在于：所述信号转换设备，若用于现场端信号转换，其编码方式与无线信号编码方式一致；若用于教室端和其他客户终端，其编码方式与有线网络编码方式一致。

8.根据权利要求1或2所述一种远程教育双向实时通信系统，其特征在于：所述现场端视频、音频采集与输出设备，信号转换设备和无线网络信号发送、接收设备集成在一个模块外壳内。

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