CN104199539A - 会议/教学设备互动平台系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出的一种会议/教学设备互动平台系统，云终端一体机，包含了网络模块、控制模块、显示模块和RJ45/Wi-Fi/蓝牙/3G/4G/G.hn/Zigbee/Z-ware/RFID网络连接模块，上述各模块上设有通过数据总线连接各种拓展类设备和配件的多种数据接口，云终端一体机以具备智能操作系统的准系统板为主板，安装、运行多种应用软件作为云终端连接云服务器，内置带路由交换功能的至少1个或多个网关连接各种网络和设备，实现网络功能；通过带有软件形式或通过数据总线板载硬件形式的声音捕捉控制模块和动作捕捉控制模块，实现声控和形控功能；通过相应的接口接入和管控移动存储设备、数字设备和其它设备；通过DLNA/IGRS和云实现包括多屏设备之间的操控、互动和甩屏功能。

Description

会议/教学设备互动平台系统

技术领域

本发明是关于“具有智能操作系统的多功能准系统板+投影/液晶显示模块+智能互动功能配件+后台云服务”所组成的设备解决方案。 

背景技术

随着多媒体信息化技术的飞速发展，各种展厅、多媒体教室的兴建，字化、多媒体、互动、声光电类设备在各种会议、教学、展示等现场和领域的应用越来越广泛。科学技术的飞速发展，带领人们在今天实现了太多曾经不敢想象的教学手段与方式。多媒体技术使让、教师如虎添翼，也让学生更加形象地触摸知识的殿堂。教育要跟上时代步伐，走数字化、信息化之路是其必然的选择，利用多媒体技术辅助教学已成为全世界范围内各式学校发展的趋势，无论是高等学府还是启蒙幼教，人们都能看到它们的身影。随着社会对教育的认识程度越来越高，教学平台的发展也越来越快，由单一的以教师为中心发展到现在的综合性的教学模式，利用科技的发展，借助各种多媒体设备来改变这种传统教学模式。像现在最常见的利用多媒体电脑、投影机、实物展示台、电子白板、电视机、多媒体讲台、功放音箱、话筒、精品课程录播系统等教学设备器材组成的一个教学环境就统称为教学平台。为了满足人们对教学的需求，多媒体设备的种类也越来越多，教学平台的范围也越来越广。传统的多媒体教室中幻灯演示模式，已经不能满足互动教学的要求。教师教学平台，由于其内容的不同，教学平台有其特有的实现方式，比如传统的以教师课堂为主体的教学平台，有以网络为基础的网络教学平台，有以电视视频为载体的远程视频教学平台等等。随着电子白板产品的逐步普及使用白板产品的人越来越多，长时间以来不断有老师反应，传统的电子白板产品存在着很大的问题一直都困扰着他们。比如复杂的接线工程，由于传统的白板还需要接驳投影机、屏幕、音响等诸多外部设备，这些都需要使用线缆连接；再比如在使用的过程当中，受环境光干扰的现象很严重，给老师授课，会议的使用带来了极大的困扰。而且电子白板后续投入耗费巨大，传统电子白板所使用的投影仪，灯泡耗材绝对是不小的投入。近几年，多媒体电脑、投影机、实物展示台、电子白板、电视机、多媒体讲台、功放音箱、话筒、录播系统设备有了非常大的变化，互动白板、互动投影机以及触摸液晶电视等，产品实现方式各异，但却各有特点。但目前实现上述相应功能的设备而言，虽然有些已经具备了一定的智能化、互动性和兼容性，但尚无形成一个综合了“网络结点+应用结点+服务结点”的智能设备；同时，也还没有“管理+教+学”三屏操控/互动，能兼容并管控现有的多种教学设备 和配件，综合性解决方案的设备。现有的设备，无论是电脑/服务器，智能网关，还是电子书包，都只能实现分散、集中各自独立的少部分功能；几乎所有的教学设备管控设备，大多停留在开关和音量调节的简单阶段，管控手段比较单一，智能化局限大，而且可管控的设备数量也较少，能够实现远程管控和服务性能的设备也不多。众所周知，投影设备作为教学过程中必不可少的演示工具，早已普及到有些大专院校的每一间教室。然而使用普通前投式投影机会导致很多的不便：比如人体的阴影会投射在屏幕上、刺目的强光使教师的眼睛会受到严重的伤害等等。目前已有运用3MVikuiti超近距投影技术的数字媒体系统技术，内置了电子感应笔、音响单元、和诸多扩展控制接口，把投影机、扬声器、电视、白板集成到单一紧凑的机箱里，虽然解决了显示领域的有些技术难题，还不能实现“网络+应用+服务”的三合一智慧结点和智能多屏操控/互动，以及多种教学设备配件的全兼容和智能操作系统的平台应用服务。 

目前家庭网关、计算机和服务器作为分立设备，应用已经很普及；云服务和云终端、Android和iOS等智能系统及相应的应用程序商店和平台模式已经在一些设备的基础上流行；基于电脑屏、电视屏和移动设备(手机或Pad)屏的三屏互动已经逐步可以实现，智能家居控制产品也开始实现……，但是市场上仍然缺乏能具备各种功能，并且具备各种I/O接口，音视频录制、处理、播放系统所具备的各种音视频输入输出接口，以及通讯系统所具备的固网、移动网、无线网接入方式，并能实现多路录播功能的融合性多媒体准系统。至于应用程序商店和平台模式则都是最近才出现的功能。目前市场上，可能最为接近的产品为最新推出的“智能电视”产品，但也仅有部分I/O接口，音视频处理、播放所具备的最基本音视频接口，以及固网和wifi/蓝牙接入方式，并支持一定的三屏互动功能。但是其基本功能和目标市场与人们期望的产品仍然有非常大的差距和差异性。 

发明内容

本发明的目的是针对现有技术设备存在的功能和系统管理的不足之处，提供一种可适应各种投影环境，点选视频等操作更加方便，易学易用，无时间、空间限制，具有开放性、互动性、直观性和易操作性，可实现“网络+应用+服务”三合一智慧结点功能、智能多屏操控/互动功能、远程会议、多种教学设备配件全兼容和管控，实现更多的可基于云、智能操作系统的平台应用服务功能的融合性会议/教学设备互动平台系统设备，以解决各种会议、教学、展示等现场和领域的各种应用和服务。 

本发明的上述目的可以通过以下措施来实现：一种会议/教学设备互动平台系统，包括云服务器和自带有智能操作系统的云终端一体机，其特征在于，所述云终端一体机，包含 了网络模块、控制模块隔、显示模块和RJ45/Wi-Fi/蓝牙/3G/4G/G.hn/Zigbee/Z-ware/RFID网络连接模块，其上设有通过数据总线连接各种拓展类设备和配件的多种数据接口，该云终端一体机以具备智能操作系统的多功能x86/ARM/MIPS准系统板为主板，安装、运行多种应用软件作为云终端连接云服务器，实现智能操作系统下的各种应用软件、服务和应用程序商店/平台的功能，内置带路由交换功能的至少1个或多个网关连接各种网络和设备，实现网络功能；通过带有软件形式或通过数据总线板载硬件形式的声音捕捉控制模块和动作捕捉控制模块，实现声控和形控功能；通过板载蓝牙、2.4G、红外模块连接各种具备无线传输功能的设备；板载或通过数据总线、接口连接上述网络模块，通过音视频接口连接显示/投影模块、麦克风、音响设备和其它音视频设备实现显示、投影、声音接入、音视频播放，以及数字或模拟的音视频输入和输出功能；通过数据接口连接摄像头、麦克风、电子白板、RFID读取设备，实现影像接入、声音接入、电子白板的使用控制和录屏，RFID读取功能，并通过相应的接口可接入和管控移动存储设备、数字设备和其它设备；通过DLNA/IGRS技术和云技术实现包括多屏设备之间的操控、互动和甩屏功能。 

本发明相比于现有技术具有如下有益效果。 

相对于现有会议、教育、展示所用的投影设备、网络设备和控制设备而言，本发明首先是以单一设备来综合实现了原来至少需要显示/投影、课堂/会议录播、网络和控制四个设备的功能；并且，由于是结合了带有智能操作系统的多功能准系统，且可以同时作为云终端，从而可以实现“网络+应用+服务”的三合一智慧结点和平台的功能；并且基于DLNA/IGRS和云技术，配备移动终端，实现“管理+教+学”的三屏操控/互动功能，而其中的管理屏由设备自带的显示/投影模块实现，教和学的屏由移动终端(Pad或手机)来实现事实上是多设备之间的多屏操控/互动；同时，由于搭载了智能系统，该设备配备了多种设备的驱动程序，板载了多种数据和音视频接口，可以从软、硬件上对接和管控更多的设备和配件，形成统一整体，并根据对接的设备和配件进行应用功能拓展；而且，基于智能操作系统可以实现类似APP store的应用程序商店功能，并作为应用程序的平台，扩展更多应用和服务。在此设备解决方案的基础上，可以实现“网络+应用+服务”的三合一智慧结点功能，智能多屏操控/互动功能，多种教学设备配件的全兼容，实现更多的可基于云、智能操作系统的平台应用服务功能。本发明具备了现有技术几乎所有的功能和技术性能，如下表所示。 

技术性能对比表 

备注：1、●表示全部支持，○表示部分支持；2、多网络支持：固网、蓝牙、WIFI、物联网等；3、可扩展性：扩展性外设以及所相关提供的应用及服务。 

附图说明

下面结合附图，对本发明做详细描述和举例。 

图1是本发明会议/教学设备互动平台系统的系统组成示意图。 

图2是本发明云终端一体机的构造示意图。 

图3是本发明会议/教学设备互动平台系统第一个实施例实现示意图。“网络+应用+服务”三合一智慧结点和平台的实现； 

图4是本发明会议/教学设备互动平台系统第二个实施例实现示意图。“管理+教+学”的三屏操控/互动的实现； 

图5是本发明软硬件对接扩展设备和配件的第三个实施例的实现示意图。 

具体实施方式

参阅1。在以下描述的最佳实施例中，会议/教学设备互动平台系统是以连接云服务器的一体机为基础，该一体机可以视为一个云终端。该云终端一体机包含了网络模块、控制模块和显示模块，并自带有智能操作系统；云终端一体机上设有通过数据总线连接各种拓展 类设备和配件的多种数据接口，该云终端一体机以具备智能操作系统的多功能x86/ARM/MIPS准系统板为主板，安装、运行多种应用软件作为云终端连接云服务器，实现智能操作系统下的各种应用软件、服务和应用程序商店/平台的功能，同时，云终端一体机通过RJ45/Wi-Fi/蓝牙/3G/4G/G.hn/Zigbee/Z-ware/RFID等网络连接方式，通过1394/USB/串行/SATA/SCSI/PCI-E/Thunderbolt/数据卡接口等多种数据接口或者总线的方式，通过HDMI/YpbPr/SPDIF/AV/DVI/VGA/TRS/SCART/Displayport等音视频接口等连接方式，来连接各种拓展类设备和配件，组成了一个更完整的系统；云终端一体机通过RJ45/Wi-Fi/3G/4G等方式连接到云，并借助云连接到其它的一体机或其它电脑及设备。从而形成会议/教学设备互动平台系统。会议/教学设备互动平台系统以具备智能操作系统的多功能x86/ARM/MIPS准系统板为主板，可以安装和运行多种应用软件，并作为云终端连接云服务器，以便实现智能操作系统下的各种应用软件、服务和应用程序商店/平台的功能；带有软件形式的声音捕捉控制模块和动作捕捉控制模块，或通过数据总线板载硬件形式的声音捕捉控制模块和动作捕捉控制模块，来实现声控和形控功能；板载蓝牙、2.4G、红外模块，来连接各种具备无线传输功能的设备；板载或通过数据总线、接口来连接RJ45/Wi-Fi/3G/4G/Zigbee/Z-ware/G.hn等网络模块，设备同时内置了带路由交换功能的1个或多个网关，实现网络功能并连接各种网络和设备；通过音视频接口连接显示/投影模块、麦克风、音响设备和其它音视频设备，来实现显示、投影、声音接入、音视频播放，以及数字或模拟的音视频输入和输出功能；通过数据接口连接摄像头、麦克风、电子白板、RFID读取设备，实现影像接入、声音接入、电子白板的使用控制和录屏，RFID读取功能，并通过相应的接口可接入和管控移动存储设备、数字设备和其它设备；通过DLNA/IGRS技术和云技术，来实现的包括多屏设备之间的操控、互动和甩屏等功能。 

如图2所示，“显示/投影+课堂/会议录播+网络+控制”四设备合一的实现云终端一体机设备包含了网络模块、控制模块和显示模块，并自带有智能操作系统。安装了智能操作系统的多功能主板(x86/ARM/MIPS架构)起到控制模块的作用，通过HDMI或其它音视频接口连接显示模块(包括内置音响的声音模块)，通过RJ45/Wi-Fi或总线方式连接一个或多个网关(一个或多个网关即形成网络模块)，而这些网关可以提供RJ45/Wi-Fi等连接方式接入拓展设备(包括终端)和配件。而一体机的多功能主板通过RJ45//Wi-Fi/3G/4G等方式连接到云。多功能板还会连接电子白板和摄像设备，实现多路录制：显示模块和电子白板的两路显示视频的内录，摄像设备的外录(可以为多路)。从而也可以实现多路的播放，或者根据需要来自动(软件设置剪辑规则)/手动剪辑，进行单路播放。从而实现了“显示/投影 +教学/会议录播+网络+控制”四设备合一。 

图2描述了“显示/投影+教学/会议录播+网络+控制”三设备合一的实现形式。一体机包括显示/投影模块和内置音响模块，显示/投影模块和内置音响模块通过HDMI或其他音视频连接方式连接控制模块，内置音响模块通过音视频接口连接显示/投影模块。接控制模块主要包括连接电子白板和摄像设备的x86/ARM/MIPS准系统的多功能主板，多功能主板通过RJ45/Wi-Fi/蓝牙/3G/4G/G.hn/Zigbee/Z-ware/RFID连接网络模块，网络模块包含网关1、网关2…网关N提供RJ45/Wi-Fi/蓝牙接入。板载蓝牙、2.4G、红外模块通过显示模块和内置路由器交换网关数据、捕捉控制模块声音数据。 

在图3所示实施例中，云终端一体机2…N设备对上通过RJ45//Wi-Fi/3G/4G方式连接云，对下通过之前提及的多种网络/数据/音视频方式：RJ45/Wi-Fi/蓝牙/3G/4G/G.hn/Zigbee/Z-ware/RFID等网络连接一体机1，1394/USB/串行/SATA/SCSI/PCI-E/Thunderbolt/数据卡接口等多种数据接口或者总线、HDMI/YpbPr/SPDIF/AV/DVI/VGA/TRS/SCART/Displayport等音视频接口等连接方式连接下游的扩展设备、扩展配件的一个网络结点。同时，云终端一体机1的多功能主板搭载智能操作系统(如Android/iOS/Windows或类似系统)；而配备了智能系统之后，即可以搭载应用程序商店和平台(如苹果的APP Store或类似平台)；在应用程序商店和平台上，可以承载数量惊人的应用程序和服务程序，从而可以提供应用和服务给上游的云，以及云所连接的其它网络和设备，也可以提供应用和服务给下游的扩展设备、扩展配件和受众，并成为上下游的应用和服务通路。因而，云终端一体机即实现了“网络+应用+服务”三合一智慧结点和平台。 

在图4所示的实施例中，描述了“网络+应用+服务”三合一智慧结点和平台的实现形式。云终端一体机2…N通过网络及电脑，经显示/投影模块连接云，直接呈现出第一个屏幕，可视为“管理屏”或者“教屏、学屏幕，当然，也可以通过之前提及的多种网络/数据/音视频方式：RJ45/Wi-Fi/蓝牙/3G/4G/G.hn/Zigbee/Z-ware/RFID等网络连接方式，1394/USB/串行/SATA/SCSI/PCI-E/Thunderbolt/数据卡接口等多种数据接口或者总线的方式，HDMI/YpbPr/SPDIF/AV/DVI/VGA/TRS/SCART/Displayport等音视频接口等连接方式，后续可简称：“多种网络/数据/音视频方式”连接到其它的显示设备来作为“管理屏”；同时，一体机1可通过多种网络/数据/音视频方式连接到老师或主要讲解人使用的带显示设备，呈现出“教屏”；以及学生或听众们使用的带显示设备，呈现出“学屏”。每一类屏幕的具体数量都可以视具体情况而定。由于都连接到一体机，所以三类屏之间可以通过一体机1、2…N 进行音视频、数据及各种文件联系和交互，进行三屏之间的控制和互动(如DLNA/IGRS或类似方式)；同时，由于一体机连接到云，因此也同样可以通过云的方式来实现在这个一体机1之下的三屏之间的控制和互动。而通过云的方式，把一体机1之下的三屏与一体机2，乃至一体机N之下的三屏连接起来，实现更广范围的三屏控制和互动。 

在图5所示的实施例中，软硬件对接扩展设备和配件的实现形式。云终端一体机的内部架构包括控制部分+显示部分+网络部分+操作系统，而显示部分可以是投影或其它显示部分：1.投影部分可采用3LCD或DLP技术，光源可采用普通光源或最新的LED光源，透镜可采用短焦或超短焦；2.采用液晶可以是LCD+背光，或LED，甚至OLED等。智能操作系统部分，会预先集成扩展设备和配件的通用驱动和专用驱动程序(组成设备驱动程序库)，以便可以自动适配常用的扩展设备和配件。而在控制部分的内核架构包括CPU，3DGPU，高清编解码，高级安全加解密等。在智能识别部分则包括声音识别、动作识别和数据输入输出部分。而音视频接口提供了：HDMI，YpbPr，SPDIF，AV，DVI，VGA，TRS，SCART，Displayport等。I/O和网络总线/接口包括：USB，CARD(多种数据卡接入)，I2C/SPI/UART，1394，Thunderbolt，SCSI，SATA，PCI-E，RFID，Ethernet，Wi-Fi，蓝牙，G.hn，Zigbee/Z-ware，3G，4G，以及IR等。通过上述的驱动程序库和相关接口，总线等，即可连接相关的扩展设备和配件：如电脑，智能手机，Pad(含电子书包)，电子白板，摄像设备，复印打印扫描设备，显示投影设备(含电视机)，物联网终端设备，移动存储设备，麦克风，音响，鼠标类(包括空中鼠标等)，触控屏，键盘类(包括遥控器、无线键盘和触控键盘等)，激光笔，翻页笔等。 

应该理解，本发明的实施例仅仅是举例性的，而非穷举罗列，更不是对本发明保护范围、应用和实用作出具体限定，本领域普通技术人员在本发明的精神和启示下，可以做出各种不同组合或等同替换，这些组合或等同替换都应包括在本发明的保护范围内。 

Claims (8)

1.一种会议/教学设备互动平台系统，包括云服务器和自带有智能操作系统的云终端一体机，其特征在于，所述云终端一体机，包含了网络模块、控制模块、显示模块和RJ45/Wi-Fi/蓝牙/3G/4G/G.hn/Zigbee/Z-ware/RFID网络连接模块，上述各模块上设有通过数据总线连接各种拓展类设备和配件的多种数据接口，该云终端一体机以具备智能操作系统的多功能x86/ARM/MIPS准系统板为主板，安装、运行多种应用软件作为云终端连接云服务器，实现智能操作系统下的各种应用软件、服务和应用程序商店/平台的功能，内置带路由交换功能的至少1个或多个网关连接各种网络和设备，实现网络功能；通过带有软件形式或通过数据总线板载硬件形式的声音捕捉控制模块和动作捕捉控制模块，实现声控和形控功能；通过板载蓝牙、2.4G、红外模块连接各种具备无线传输功能的设备；板载或通过数据总线、接口连接上述网络模块，通过音视频接口连接显示/投影模块、麦克风、音响设备和其它音视频设备实现显示、投影、声音接入、音视频播放，以及数字或模拟的音视频输入和输出功能；通过数据接口连接摄像头、麦克风、电子白板、RFID读取设备，实现影像接入、声音接入、电子白板的使用控制和录屏，RFID读取功能，并通过相应的接口接入和管控移动存储设备、数字设备和其它设备；通过DLNA/IGRS技术和云技术实现包括多屏设备之间的操控、互动和甩屏功能。 

2.如权利要求1所述的会议/教学设备互动平台系统,其特征在于：云终端一体机通过RJ45/Wi-Fi/蓝牙/3G/4G/G.hn/Zigbee/Z-ware/RFID等网络连接方式，通过1394/USB/串行/SATA/SCSI/PCI-E/Thunderbolt/数据卡接口等多种数据接口或者总线的方式，通过HDMI/YpbPr/SPDIF/AV/DVI/VGA/TRS/SCART/Displayport音视频接口等连接方式，来连接各种拓展类设备和配件，组成了一个更完整的系统。 

3.如权利要求1所述的会议/教学设备互动平台系统,其特征在于：云终端一体机通过RJ45/Wi-Fi/3G/4G等方式连接到云，并借助云连接到其它的一体机或其它电脑及设备，从而形成会议/教学设备互动平台系统。 

4.如权利要求1所述的会议/教学设备互动平台系统,其特征在于：在应用程序商店和平台上，承载有应用程序和服务程序，提供应用和服务给上游的云，以及云所连接的其它网络和设备，提供应用和服务给下游的扩展设备、扩展配件和受众，并成为上下游的应用和服务通路。 

5.如权利要求1所述的会议/教学设备互动平台系统,其特征在于：云终端一体机2…N通过网络及电脑，经显示/投影模块连接云，直接呈现出第一个屏幕，视为“管理屏”或者“教屏、学屏幕。 

6.如权利要求5所述的会议/教学设备互动平台系统,其特征在于：一体机1通过多种网络/数据/音视频方式连接到主要讲解人使用的带显示设备，呈现出“教屏”；以及学生或听众们使用的带显示设备，呈现出“学屏”。 

7.如权利要求6所述的会议/教学设备互动平台系统,其特征在于：每一类屏幕的具体数量连接到一体机，三类屏之间可以通过一体机1、2…N进行音视频、数据及各种文件联系和交互，进行三屏之间的控制和互动；同时，由于一体机连接到云，同样可以通过云的方式来实现在这个一体机1之下的三屏之间的控制和互动,而通过云的方式，把一体机1之下的三屏与一体机2，乃至一体机N之下的三屏连接起来，实现更广范围的三屏控制和互动。 

8.如权利要求1所述的会议/教学设备互动平台系统,其特征在于：智能操作系统部分预先集成扩展设备和配件的通用驱动和专用驱动程序组成设备驱动程序库，自动适配常用的扩展设备和配件。