CN105047024A

CN105047024A - 智能终端机和采用该智能终端机的多媒体教学系统及方法

Info

Publication number: CN105047024A
Application number: CN201510266726.4A
Authority: CN
Inventors: 卢启伟; 陈铿帆
Original assignee: SHENZHEN SHISHANG DEYUAN CULTURE COMMUNICATION Co Ltd
Current assignee: SHENZHEN SHISHANG DEYUAN CULTURE COMMUNICATION Co Ltd
Priority date: 2015-05-22
Filing date: 2015-05-22
Publication date: 2015-11-11

Abstract

本发明公开了一种智能终端机和采用该智能终端机的多媒体教学系统及方法。所述智能终端机内置有音频降噪处理电路，通过实时采集、录制教学者的音频信息，实现了教学音频数据实时录制，解决了学习内容预置智能终端机中，学习时相对单调，乏味，学习效果不佳的问题。本发明还公开了一种多媒体教学系统，其通过使用遥控器实现了多媒体教学操作，同时扩展了远程教学的适用领域。而且本发明遥控器访问远程教学系统的过程中，遥控器可模拟鼠标功能，使用按键触发事件完成对系统的操作，以达到模拟画笔，激光笔等应用结合了人性化设计的目的，使教师在多媒体课程中操控更加便捷。

Description

智能终端机和采用该智能终端机的多媒体教学系统及方法

技术领域：

本发明涉及教育培训方法及设备，具体涉及的是一种智能终端机和采用该智能终端机的多媒体教学系统及方法。

背景技术：

随着多媒体和网络通信技术的快速发展与普及，多媒体智能终端机设备逐渐进入教学领域，其极大丰富了教学手段，使教与学不在受到地域环境等条件的制约，改变了传统的教学方式，实现了网络化的教学方式。

网络教学是指以智能终端机为依据、利用互联网的功能特性和资源，建立网络化的学习环境，促进和支持学生的学习活动。其通过网络技术与课堂教学相结合，实现了跨越进度、跨越时空的教学，实现了个性化的学习。

目前的网络教学方式，其基本原理是：将预先录制好的教学者的音频信息存储在智能终端机中，并对应将这些信息上传到网络教学平台系统，由学习者对应读取该信息进行学习。这种网络教学的方式存在以下缺陷：

一、智能终端机是网络教学系统中极为重要的终端设备，目前的智能终端机主要以平板电脑为主，其对应在平板电脑上安装相应的教学软件，对于采集教师音频信息方面存在很大不足，尤其是在网络学习环境下，音频信息的质量直接决定了教学的效果，而目前的智能终端机则无法有效过滤环境噪音，保证音频数据质量；

二、目前的智能终端机内存储的学习内容是预置在里面的，其学习模式相对固定，学习者在学习时相对单调，乏味，学习效果不佳；

三、目前的教学方式不能实现教学者与学习者之间的实时互动，教学者每天的课件也不可能放置在平板上让学习者学习。

发明内容：

为此，本发明的目的在于提供了一种智能终端机，其内置有音频降噪处理电路，通过实时采集、录制教学者的音频信息，实现了教学音频数据实时录制，解决了学习内容预置智能终端机中，学习时相对单调，乏味，学习效果不佳的问题。

其中，为了解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

一种智能终端机，包括：

一主机，所述主机内置有一音频降噪电路；

一与主机连接的高拍仪；

一遥控器，与所述主机对应无线连接。

优选地，所述音频降噪电路包括：

一音频输入电路，包括有麦克风MIC1、麦克风MIC_CON1和输入切换电路，所述输入切换电路包括有输入麦克风切换开关芯片U545；所述麦克风MIC1与麦克风切换开关芯片U545的JACK_MIC_0_NO脚连接，麦克风MIC_CON1与麦克风切换开关芯片U545的JACK_MIC_0_NC脚连接，麦克风MIC1和麦克风MIC_CON1用于将采集到的包含有噪音的音频信号输入到输入切换电路，并通过麦克风切换开关芯片U545进行切换处理后从COM脚输出，且从COM脚输出的切换后音频信号经过滤波电感L530后到输出端MIC_0；

一音频放大缓冲电路，包括有对麦克风MIC1和麦克风MIC_CON1输入的音频信号分别进行放大缓冲的电路，其中对麦克风MIC1输入音频信号进行放大缓冲的电路包括有电容C888、C889、C890、C891、C892、C893，运算放大器U544A，电阻R831、R832、R833、R834、R835和R836；麦克风切换开关芯片U545的COM脚输出的切换后音频信号经过滤波电感L530后，由输出端MIC_0经过隔直流电容C888后输入到运算放大器U544A的3号脚，经过运算放大器U544A的放大缓冲之后由运算放大器U544A的1号脚输出，再经过隔直流电容C889后到输出端XMIC_0；对麦克风MIC_CON1输入音频信号进行放大缓冲的电路包括有电容C895、C896、C897、C898、C899，运算放大器U544B，电阻R838、R839、R840、R841、R842、R843；输入端MIC_1通过测试点TP24连接到麦克风切换开关芯片U545的JACK_MIC_0_NC脚，而输入端MIC_1经过隔直流电容C895后输入到运算放大器U544B的5号脚，经过运算放大器U544B的放大缓冲之后由运算放大器U544B的7号脚输出，再经过隔直流电容C896后到输出端XMIC_1；

一音频降噪处理芯片，包括有时钟接口、USB接口、音频接口、双通道I2SDAC接口、双通道I2S接口、数字麦克风接口和双通道I2SADC接口；所述时钟接口包括有12MHz晶体输入脚XTAL_I、12MHz晶体输出脚XTAL_O和时钟输入脚D_CLK_IN；所述USB接口包括有USB_DM脚和USB_DP脚；所述音频接口包括有共模输入信号参考脚XACREFL/XACREFR、左通道麦克风输入脚XMICL、右通道麦克风输入脚XMICR、模拟麦克风1差分输入脚D_MIC1_N、模拟麦克风0差分输入脚D_MIC0_N、模拟麦克风1差分输入脚D_MIC1_P、模拟麦克风0差分输入脚D_MIC0_P；所述双通道I2SDAC接口包括有I2S主时钟脚DAC_MCLK、I2S位时钟脚DAC_BCLK、I2S串行数据脚DAC_DOUT、I2S左/右时钟脚DAC_LRCK、数据输入脚DAC_DIN；所述双通道I2S接口包括有I2S位时钟D_I2S_BCLK、I2S数据输入D_I2S_DI、I2S左/右时钟D_I2S_LRCK、2S串行数据D_I2S_DO；所述数字麦克风接口包括有数字麦克风时钟输入脚D_DMO_CLK、数字麦克风时钟输出脚D_DMI_CLK、数字麦克风数据输入脚D_DMI_DAT、数字麦克风数据输出脚D_DMO_DAT；所述双通道I2SADC接口包括有模数转换数据输出脚ADC_DOUT、I2S左/右时钟脚ADC_LRCK、I2S串行数据输入脚ADC_DIN、I2S位时钟脚ADC_BCLK、I2S主时钟脚ADC_MCLK；其中经过音频放大缓冲电路放大缓冲之后的麦克风MIC1音频信号经过输出端XMIC_0后输入到左通道麦克风输入脚XMICL；经过音频放大缓冲电路放大缓冲之后的麦克风MIC_CON1音频信号经过输出端XMIC_1后输入到右通道麦克风输入脚XMICR；音频降噪处理芯片对输入的两路音频信号通过模拟麦克风和数字麦克风接口阵列消除噪音，并通过ICA算法进行盲源分析，分离出稳态噪声和非稳态噪声，进行语音提取和分离，并将提取和分离的语音信号经过音频降噪处理芯片的左通道线路输出脚XLNOUTL、右通道线路输出脚XLNOUTR输出；

一滤波电路，包括输入端LOUT_L_OUT、LOUT_R_OUT，滤波电感L546、L547，隔直流电容C944、C945；经过音频降噪处理芯片降噪处理后，提取和分离的语音信号经过左通道线路输出脚XLNOUTL，由输入端LOUT_L_OUT输入到滤波电感L546进行滤波处理后，再经过隔直流电容C944由LOUT_L端输出；经过音频降噪处理芯片降噪处理后，提取和分离的语音信号经过右通道线路输出脚XLNOUTR，由输入端LOUT_R_OUT输入到滤波电感L547进行滤波处理后，再经过隔直流电容C945由LOUT_R端输出；以及

一功率放大电路，包括隔直流电容C875、C876，功率放大芯片U543，滤波电感L531、L533、L535、L536，经过滤波电路滤波后由LOUT_L端输出的语音信号经过隔直流电容C875后输入到功率放大芯片U543，经过功率放大芯片U543放大后为一组分别经过滤波电感L531、L533输出到喇叭；经过滤波电路滤波后由LOUT_R端输出的语音信号经过隔直流电容C876后输入到功率放大芯片U543，经过功率放大芯片U543放大后为一组分别经过滤波电感L535、L536输出到喇叭。

优选地，所述麦克风MIC1、麦克风MIC_CON1输入的语音信号中任意一路作为背景噪音的检测信号，另外一路作为语音的检测信号，且所述麦克风MIC1、麦克风MIC_CON1处于距离为5～20CM的不同位置。

优选地，所述音频降噪处理芯片为CM6571芯片；麦克风切换开关芯片U545为SGM3157YC6芯片；运算放大器U544A、U544B均为NJM2746V芯片、功率放大芯片U543为NS4251芯片。

优选地，所述音频输入电路通过音频降噪处理芯片CM6571的USB接口USB_DM和USB_DP与CPU连接。

优选地，所述主机包括底壳和中框，底壳和中框之间固定安装有主板、液晶屏和触控屏，所述主板和液晶屏通过FPC连接器电性连接；所述底壳后端设置有一开口槽，中框后端设置有一容置槽，该容置槽对应位于所述开口槽中，且所述开口槽中还设置有一可翻转打开的翻转盖板，所述翻转盖板翻转后可与容置槽对应形成一密封腔；

所述高拍仪，设置于上述容置槽中，其包括有主支架、副支架和拍照杆，所述主支架一端通过转轴件与固定安装在容置槽中的连接件转动连接，另一端则通过第一垂直转轴与副支架一端活动连接，所述副支架可绕第一垂直转轴垂直于主支架打开或合拢；所述副支架的另一端通过一水平转轴和第二垂直转轴与拍照杆活动连接，所述拍照杆可绕第二垂直转轴垂直于副支架打开或合拢，且在拍照杆处于打开状态时绕水平转轴在水平方向翻转。

优选地，所述遥控器包括触摸板、底壳以从上向下依次安装在触摸板、底壳之间的中框、LED屏、PCB板和电池。

优选地，所述主板上设置有电池、3G模块、SIM卡槽和包含音频降噪电路的主板电路，所述3G模块和SIM卡槽通过主板电路与电池连接。

优选地，所述副支架包括副支架上盖、副支架下盖以及安装在副支架上盖、副支架下盖之间的线路板，该线路板通过设置于主支架内的线路与主板电性连接。

优选地，所述拍照杆包括拍照杆上盖、拍照杆下盖以及安装在拍照杆上盖、拍照杆下盖之间的摄像模块和麦克风，所述摄像模块与所述线路板电性连接，且所述摄像模块上设置有摄像头。

优选地，所述主板上还设置有一用于插IC卡的IC卡插槽和一用于读取磁卡磁条信息的磁卡磁头，所述IC卡插槽和磁卡磁头均与主板电路连接。

优选地，所述底壳后端还设置有一插孔，该插孔中固定有电磁笔。

优选地，所述底壳后端底部设置有一后支撑垫，前端底部设置有一前支撑垫。

另外，本发明还提供了一种采用该智能终端机的多媒体教学系统及方法，用于将上述智能终端机与网络相结合，实现了教与学的实时互动。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种多媒体教学系统，包括：

至少两台智能终端机，其中一台为教学终端，其他为学习终端；

一遥控器，与所述教学终端对应无线连接匹配，用于发出控制教学终端的操作控制指令；

一后台服务器，用于存储教学终端录制上传的课程信息，并通过录制课程的ID和时间戳与该课程信息进行匹配；

其中所述教学终端、学习终端及后台服务器之间通过网络连接；

所述教学终端用于对教师课程进行录制，并对应以数据流和音频流的方式上传保存在后台服务器中，以及接收来自遥控器的控制指令，并对应依照指令进行操作；

所述学习终端用于获取录制课程的ID，并对应从后台服务器中读取与时间戳对应的数据流和音频流。

优选地，所述数据流为教学终端在教师多媒体课堂中录制的讲课时间和动作信息；所述音频流为教学终端在教师多媒体课堂中录制的课堂时间和语音信息。

与上述系统相对应的，本发明还提供了一种多媒体教学方法，包括步骤：

S1、通过教学终端录制教师课程，并对应以数据流和音频流的方式上传保存在后台服务器中；

S2、学习终端对应从后台服务器获取录制课程的ID，并对应从后台服务器中读取与时间戳对应的数据流和音频流。

优选地，步骤S1之前包括：

建立教学终端、学习终端以及后台服务器之间的通信连接，所述通信连接包括有线网络连接以及WIFI、3G、4G无线网络连接。

优选地，建立教学终端与遥控器之间的通讯连接。

优选地，步骤S1中通过教学终端录制教师课程时，同时设置与该录制课程对应的ID。

优选地，步骤S2之后还包括有：

学习终端通过后台服务器反馈信息到教学终端，教学终端针对该反馈信息对应进行解答，其中所述反馈信息包括学习终端建立的电子文本文档或通过高拍仪摄像头扫描的手写纸质文档。

优选地，教学终端主动发起提问，要求指定学习终端进行回答，并在其回答结束后给予反馈；或者教学终端主动发起提问，学习终端进行反馈响应，且在教学终端做出选择后，被选择的学习终端进行回答，且在回答结束后教学终端给予反馈。

相对于单纯从移动终端出发，本发明通过移动终端来操作软件的功能实现教师与学生之间的教学互动而言，使用遥控器来操作更扩展了远程教学的适用领域。在遥控器访问远程教学系统的过程中，遥控器可模拟鼠标功能，使用按键触发事件完成对系统的操作，以达到模拟画笔，激光笔等应用结合了人性化设计的目的，使教师在多媒体课程中操控更加便捷。

另外，本发明还实现了老师将每天的电子教案以及上课现场课件实时上传，使外校学生或者学生家长能够随时随地观看，实现了优质师资力量的无线分享；本系统通过网络服务器对老师的教案及视屏资料进行上传保存，避免了因老师的离职或退休而造成知识的丢失；另外，本发明基于网络的教学方式，实现了老师、学生教与学的实时同步反馈，具有互动性强，学习效果好的优点。

附图说明：

图1为本发明智能终端机的结构示意图；

图2为本发明智能终端机的使用状态示意图一；

图3为本发明智能终端机的使用状态示意图二；

图4为本发明智能终端机的使用状态示意图三；

图5为本发明智能终端机的遥控器结构示意图；

图6为本发明音频降噪处理芯片的电路原理图；

图7为本发明音频输入电路的电路原理图；

图8为本发明音频放大缓冲电路的电路原理图；

图9为本发明滤波电路的电路原理图；

图10为本发明功率放大电路的电路原理图；

图11为本发明教学系统的网络连接原理图；

图12为本发明教学系统中教学端课程录制原理图；

图13为本发明教学系统中学习端课程回顾的原理图；

图14为本发明教学方法的实施流程图。

具体实施方式：

为阐述本发明的思想及目的，下面将结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明。

请参见图1～图5所示，本发明实施例提供了一种智能终端机，其主要用于教育领域，其主要针对目前教学用智能终端设备存在音频信息环境噪音多、音频质量不高，学习不能实现实时同步反馈，互动性差，学习效果不好的问题。

本发明主要包括有主机1、高拍仪和遥控器8。其中所述主机1包括有底壳11和中框14，底壳11和中框14之间固定安装有主板12、液晶屏13和触控屏15，所述主板12上设置有主板电路，该主板电路包括有上述音频降噪电路和CPU芯片，所述CPU与所述音频降噪电路中CM6571芯片通过USB接口连接。所述触控屏15为电容电磁复合式双层触摸屏，上层为电容屏，下层为电磁屏。

主板12上还设置有电池121、3G模块、SIM卡槽、IC卡插槽124和磁卡磁头123，所述3G模块、SIM卡槽、IC卡插槽124和磁卡磁头123均与主板电路连接，主板电路与电池121连接，通过电池121供电；磁卡磁头123用于读取磁卡磁条信息，IC卡插槽124用于插IC卡，读取IC卡信息。本发明通过IC卡插槽和磁卡磁头可实现银行卡的刷卡，便于教学培训机构的现场缴费，同时也可通过发放会员卡，实现刷卡签到、会员管理目的。

主板12上设置有FPC连接器122，通过该FPC连接器122可与液晶屏13连接。底壳11后端设置有一个开口槽111，中框14的后端设置有一个容置槽2，该容置槽2对应位于所述开口槽111中，且在所述开口槽111中还设置有一个可翻转打开的翻转盖板3，所述翻转盖板3翻转后可与容置槽2对应形成一个密封腔。底壳11的后端还设置有一个插孔112，该插孔112中可对应固定电磁笔7，该电磁笔7内置有控制电路、电磁笔感应模块和供电电池，所述控制电路与电磁笔感应模块及供电电池电连接，一端为电磁笔尖，另一端激光笔端，电磁笔中部设有降噪话筒，降噪话筒连接控制电路，所述控制电路设有蓝牙模块，用于传输声音信号，该电磁笔不仅可以直接在触摸屏上书写，同时拿在手里可充当话筒和激光遥控器使用。

在底壳11的底部还设置有一个用于固定3G模块的卡盖115，另外为了达到较好的视角，在底壳11后端底部设置有一个后支撑垫114，前端底部设置有一个前支撑垫113，以使整个主机1处于一定倾斜角度，方便用户观看使用。

高拍仪，设置于上述容置槽2中，其包括有主支架4、副支架5和拍照杆6，所述主支架4一端通过转轴件41与固定安装在容置槽2中的连接件42转动连接，另一端则通过第一垂直转轴54与副支架5一端活动连接。

副支架5包括副支架上盖51、副支架下盖52以及安装在副支架上盖51、副支架下盖52之间的线路板53，该线路板53通过设置于主支架4内的线路与主板12上的主板电路连接。

拍照杆6包括拍照杆上盖61、拍照杆下盖62以及安装在拍照杆上盖61、拍照杆下盖62之间的摄像模块63和麦克风，所述摄像模块63与所述线路板53电性连接，且所述摄像模块63上设置有摄像头631。

由于副支架5的一端通过第一垂直转轴54与主支架4活动连接。副支架5可绕第一垂直转轴54垂直于主支架4打开或合拢，当打开时，副支架5与主支架4垂直，且副支架5可绕第一垂直转轴54在水平面内旋转；当合拢时，副支架5与主支架4重叠。

副支架5的另一端通过一个水平转轴65和第二垂直转轴64与拍照杆6活动连接，拍照杆6可绕第二垂直转轴64垂直于副支架5打开或合拢，当打开时，拍照杆6可与副支架5打开至同一水平位置，二者处于同一水平线上；当合拢时，副支架5与拍照杆6对应重叠。

拍照杆6与副支架5之间还安装有一个水平转轴65，当拍照杆6相对于副支架5打开时，二者处于同一水平线上，此时在垂直方向上转动拍照杆6，拍照杆6可绕水平转轴65转动，对应将拍照杆6上安装有摄像头631和麦克风的一端朝向用户。

当副支架5、主支架4以及拍照杆6三者处于合拢状态时，副支架5和拍照杆6与主支架4对应重叠，此时转动主支架4，其绕转轴件41转动，可对应容置于容置槽2中，对应将翻转盖板3转动到闭合状态，此时从外部看，本发明智能终端机为一个平板电脑。

当翻转盖板3处于打开状态时，可将高拍仪从容置槽2中取出，并对应按照如图1～3所示的方式将其打开至需要工作的状态。

本发明可通过设置的电磁笔7对整个智能终端机进行操作，以实现教学。通过电磁笔可以极大方便老师与学生在线互动，老师的白板可以远程广播给学生；而采用的高拍仪可以方便老师为学生实时答疑，学生不清楚的题目可以直接通过高拍仪拍照上传，同时也方便了师生的在线互动。

另外，本发明智能终端机还可以通过遥控器8进行操作控制，其中遥控器8主要包括有触摸板801、中框802、LED屏803、底壳804、按键805、按键806、导光柱807、PCB板808、麦克风809、麦克风810、麦克风811、USB接口812以及电池813(见图5)。

其中触摸板801与底壳804之间从上向下依次安装有中框802、LED屏803、PCB板808和电池813。

遥控器8上对应设置有按键805、按键806，用于实现操作控制，如遥控器8开关等。

遥控器8上对应设置有麦克风809、麦克风810、麦克风811，用于实现用户的语音输入。

遥控器8上还设置有USB接口812，用于实现对遥控器8的充电，以及读取数据等。

遥控器8的触摸屏上，适配以下三个基本模式按键：【鼠标模式】、【画图模式】、【键盘模式】，点击不同按键，遥控器可切换至不同的应用场景。

还需要说明的是，本发明所述的智能终端机采用了一种音频降噪电路，该音频降噪电路包括有：音频输入电路、音频放大缓冲电路、音频降噪处理芯片、滤波电路和功率放大电路。

如图7所示，图7为本发明音频输入电路的电路原理图。本实施例中音频输入电路，包括有一个输入切换电路和两个麦克风(麦克风MIC1和麦克风MIC_CON1)。这两个麦克风用于采集包含有噪音的语音信号(分别为两路)，其中可选择任意一路作为背景噪音的检测信号，而另外一路则作为语音的检测信号，且所述的两个麦克风(麦克风MIC1、麦克风MIC_CON1)处于不同位置，且二者之间的距离为5～20CM。

输入切换电路包括有输入麦克风切换开关芯片U545，其对应采用SGM3157YC6芯片。麦克风MIC1与麦克风切换开关芯片U545的1号脚(JACK_MIC_0_NO)连接，以通过麦克风MIC1输入音频信号；麦克风MIC_CON1与麦克风切换开关芯片U545的3号脚(JACK_MIC_0_NC)连接，以通过麦克风MIC_CON1输入音频信号；麦克风切换开关芯片U545的3号脚(COM)为输出脚，其对应为JACK_MIC_0并连接到滤波电感L530后分为两路输出，一路对应到输出端MIC_0，另一路通过电阻R823、R822后对应到输出端MIC_BAISI；在电阻R823、R822之间还通过电容C877接地。

麦克风MIC1和麦克风MIC_CON1将采集到的包含有噪音的音频信号输入到输入切换电路，并通过麦克风切换开关芯片U545进行切换处理后从COM脚输出，且从COM脚输出的切换后音频信号经过滤波电感L530后到输出端MIC_0，并对应输入到音频放大缓冲电路。

如图8所示，图8为本发明音频放大缓冲电路的电路原理图。音频放大缓冲电路，包括有两部分，第一部分对麦克风MIC1输入的音频信号进行放大缓冲处理，第二部分对麦克风MIC_CON1输入的音频信号进行放大缓冲处理。

其中第一部分电路包括有电容C888、C889、C890、C891、C892、C893，运算放大器U544A，电阻R831、R832、R833、R834、R835和R836；运算放大器U544A为NJM2746V芯片，电容C888为隔直流电容，U544A的3号脚与电容C888连接，在电容C888与U544A的3号脚之间还连接有电阻R832，所述电阻R832的另一端分为两路，一路通过电容C890接地，另一路通过电阻R833接电；U544A的2号脚分为两路，一路通过电阻R834与U544A的1号脚连接，另一路则通过电阻R836、C891接地；U544A的1号脚通过电容C889、电阻R831到输出端XMIC_0。

麦克风切换开关芯片U545的COM脚输出的切换后音频信号经过滤波电感L530后，由输出端MIC_0经过隔直流电容C888后输入到运算放大器U544A的3号脚，经过运算放大器U544A的放大缓冲之后由运算放大器U544A的1号脚输出，再经过隔直流电容C889后到输出端XMIC_0。

第二部分电路包括有电容C895、C896、C897、C898、C899，运算放大器U544B，电阻R838、R839、R840、R841、R842、R843；运算放大器U544B为NJM2746V芯片，电容C895为隔直流电容，U544B的5号脚与电容C895连接，在电容C895与U544B的5号脚之间还连接有电阻R839，所述电阻R839的另一端分为两路，一路通过电容C898接地，另一路通过电阻R840接电；U544B的6号脚分为两路，一路通过电阻R841与U544B的7号脚连接，另一路则通过电阻R843、C899接地；U544B的7号脚通过电容C896、电阻R838到输出端XMIC_1。

第二部分电路的输入端MIC_1通过测试点TP24连接到麦克风切换开关芯片U545的JACK_MIC_0_NC脚，而输入端MIC_1经过隔直流电容C895后输入到运算放大器U544B的5号脚，经过运算放大器U544B的放大缓冲之后由运算放大器U544B的7号脚输出，再经过隔直流电容C896后到输出端XMIC_1，并输入到音频降噪处理芯片。

如图6所示，图6为本发明音频降噪处理芯片的电路原理图。上述音频输入电路和音频放大缓冲电路均为音频降噪处理芯片的外围电路，其中音频降噪处理芯片为CM6571芯片，CM6571作为一颗自动回音消除的处理核心，采用语音处理技术，应用在语音和音乐等通讯方面，能有效降低环境噪音(ENC)，具备远距离智能语音捕获(SVC)，语音强化(HDVOICE)，背景噪音消除(AEC)，远距离录音(LDR)等功能。

其中音频降噪处理芯片包括有时钟接口、USB接口、电源接地接口、音频接口、双通道I2SDAC接口、双通道I2S接口、数字麦克风接口、双通道I2SADC接口、S/PDIFI/O接口、可编程IO部分、主串行总线接口和设置引脚部分。

上述时钟接口包括有12MHz晶体输入脚XTAL_I、12MHz晶体输出脚XTAL_O和时钟输入脚D_CLK_IN。USB接口包括有USB_DM脚和USB_DP脚，均为USB2.0数据接口，其中通过该USB接口可以与CPU连接，所述CPU对应为与CM6571进行数据通信的中央处理器芯片。电源接地接口包括有5V数字电路电源DV50、1.8V电源VCC18IO、+3.3V输出XV33、数字地GND18IO/GND3IO、5V模拟电源AV50、模拟地AGND、+3.5V供电电压XV35_DAC、+3.5V参考电压XV35_ADC、+3.5V驱动电压XV35_DRIVER、接滤波电容D_XV24_DA、模拟地D_AGND、模拟电源D_AVDD、参考电压，电容接地D_XVREF、数字电源D_DVDD、PLL电源，电容接地D_XV1.2、数字地D_DGND。音频接口包括有共模输入信号参考脚XACREFL/XACREFR、左通道麦克风输入脚XMICL、右通道麦克风输入脚XMICR、模拟麦克风1差分输入脚D_MIC1_N、模拟麦克风0差分输入脚D_MIC0_N、模拟麦克风1差分输入脚D_MIC1_P、模拟麦克风0差分输入脚D_MIC0_P、左通道线路输入脚XLINL、右通道线路输入脚XLINR、麦克风基准电压2.75V脚XMICBIAS2及XMICBIAS1、参考电压电容接地脚XVAG、控制模拟电压输出脚XVOLADJ、左通道线路输出脚XLNOUTL、无电容线路输出脚XLOCOM、右通道线路输出脚XLNOUTR、辅助差分输入P脚D_AUXIN_P、辅助差分输入N脚D_AUXIN_N。双通道I2SDAC接口包括有I2S主时钟脚DAC_MCLK、I2S位时钟脚DAC_BCLK、I2S串行数据脚DAC_DOUT、I2S左/右时钟脚DAC_LRCK、数据输入脚DAC_DIN。双通道I2S接口包括有I2S位时钟D_I2S_BCLK、I2S数据输入D_I2S_DI、I2S左/右时钟D_I2S_LRCK、2S串行数据D_I2S_DO。数字麦克风接口包括有数字麦克风时钟输入脚D_DMO_CLK、数字麦克风时钟输出脚D_DMI_CLK、数字麦克风数据输入脚D_DMI_DAT、数字麦克风数据输出脚D_DMO_DAT。双通道I2SADC接口包括有模数转换数据输出脚ADC_DOUT、I2S左/右时钟脚ADC_LRCK、I2S串行数据输入脚ADC_DIN、I2S位时钟脚ADC_BCLK、I2S主时钟脚ADC_MCLK。S/PDIFI/O接口包括有S/PDIF发送脚SPDIF_O；可编程IO部分包括有通用可编程I/O脚GPIO_10～GPIO_18；主串行总线接口包括有2线主串行数据脚I2C_SDAT_0、2线串行时钟脚I2C_SCLK_0、I2C时钟脚D_I2C_CLK_1、I2C数据脚D_I2C_DAT_1；设置引脚包括有关机状态脚PDSW、测试脚TEST_0、测试脚D_TEST_1、工作模式选择脚D_MSEL_0、复位引脚D_RSTN。

其中经过音频放大缓冲电路放大缓冲之后的麦克风MIC1音频信号经过输出端XMIC_0后输入到左通道麦克风输入脚XMICL；经过音频放大缓冲电路放大缓冲之后的麦克风MIC_CON1音频信号经过输出端XMIC_1后输入到右通道麦克风输入脚XMICR；音频降噪处理芯片对输入的两路音频信号通过模拟麦克风和数字麦克风接口阵列消除噪音，并通过ICA算法进行盲源分析，分离出稳态噪声和非稳态噪声，进行语音提取和分离，并将提取和分离的语音信号经过音频降噪处理芯片的左通道线路输出脚XLNOUTL、右通道线路输出脚XLNOUTR输出到滤波电路。

其中本发明中采用的音频降噪处理芯片CM6571采用双麦克风阵列消除噪音，利用ICA算法进行盲源分析，麦克风MIC1、麦克风MIC_CON1这两个麦克风收到的远场噪声幅度是基本一样的，而对近场声源，收到的幅度就相差很大，通过算法分离就可以得到比较好的效果。另外噪声分为稳态噪声和非稳态噪声，对于稳态噪声，在频域上进行功率谱的叠加，然后滤波来消除，对于非稳态噪声，不同位置上的两个麦克风，对接收到的信号进行处理，通过其相位，幅度，频率，信噪比等的不同特征，分离出所有不希望得到的稳态噪声和非稳态噪声，就可以实现去噪，生源定位和跟踪，语音提取和分离，从而提高嘈杂环境下的语音质量。

如图9所示，图9为本发明滤波电路的电路原理图。其中该滤波电路包括有输入端LOUT_L_OUT、LOUT_R_OUT，滤波电感L546、L547，隔直流电容C942、C943、C944、C945，电阻R923、R924。输入端LOUT_L_OUT与滤波电感L546之间连接有隔直流电容C943，所述隔直流电容C943接地；滤波电感L546与C944连接，且在二者之间连接有电阻R924，通过电阻R924接地；输入端LOUT_R_OUT与滤波电感L547之间连接有隔直流电容C942，且该隔直流电容C942接地；滤波电感L547与C945连接，且在二者之间连接有电阻R923，通过电阻R923接地。

经过音频降噪处理芯片降噪处理后，提取和分离的语音信号经过左通道线路输出脚XLNOUTL，由输入端LOUT_L_OUT输入到滤波电感L546进行滤波处理后，再经过隔直流电容C944由LOUT_L端输出；经过音频降噪处理芯片降噪处理后，提取和分离的语音信号经过右通道线路输出脚XLNOUTR，由输入端LOUT_R_OUT输入到滤波电感L547进行滤波处理后，再经过隔直流电容C945由LOUT_R端输出。

如图10所示，图10为本发明功率放大电路的电路原理图。其中本实施例功率放大电路，包括隔直流电容C875、C876、C879、C880、C881、C882、C883、C884、C886，功率放大芯片U543，滤波电感L531、L533、L534、L535、L536，电阻R819、R820、R823、R826，功率放大芯片U543为NS4251芯片。隔直流电容C875通过电阻R820与功率放大芯片U543的8号脚INNA连接，U543的电源脚VDD1、VDD2通过L534连接到VDDSW，且VDD1、VDD2还通过C881、C882接地；U543的VREF脚通过C883接地，HP-IN脚与电阻R823连接；隔直流电容C876通过电阻R826与功率放大芯片U543的13号脚INNB连接。

功率放大芯片U543的VONA脚和VOPA脚构成一组输出信号到喇叭，其中VONA脚通过滤波电感L531输出到喇叭，且在滤波电感L531与喇叭之间连接有电容C879，该电容C879接地；U543的VOPA脚通过滤波电感L533输出到喇叭，且在滤波电感L533与喇叭之间连接有电容C880，该电容C880接地。其中经过滤波电路滤波后由LOUT_L端输出的语音信号经过隔直流电容C875后输入到功率放大芯片U543，经过功率放大芯片U543放大后为一组音频信号分别经过滤波电感L531、L533后输出到喇叭。

功率放大芯片U543的VONB脚和VOPB脚构成另外一组输出信号到喇叭，其中VONB脚通过滤波电感L535输出到喇叭，且在滤波电感L535与喇叭之间连接有电容C884，该电容C884接地；U543的VOPB脚通过滤波电感L536输出到喇叭，且在滤波电感L536与喇叭之间连接有电容C886，该电容C886接地。经过滤波电路滤波后由LOUT_R端输出的语音信号经过隔直流电容C876后输入到功率放大芯片U543，经过功率放大芯片U543放大后为另一组音频信号分别经过滤波电感L535、L536输出到喇叭。

由于通常情况下用户的正常语音频率为2～20Khz，而超出或低于该范围的音频信号均可视为环境噪音。本电路通过使用双MIC环境噪音消除技术，可消除噪音达30dB以上，也可以提供回音消除与单MIC噪音降低功能，使用者在嘈杂的环境下也可以得到清晰的语音通话或录制效果。

以上是对本发明所述的智能终端机的说明，下面将结合附图11～13对本发明采用上述智能终端机的多媒体教学系统及方法作进一步的说明。

本发明教学系统主要包括有至少两台智能终端机，其中一台为教学终端，其他为学习终端。其中还包括有一个与教学终端对应匹配的遥控器，本实施例中遥控器优选为Android语音遥控器。

其中上述的智能终端机采用IMX6主板，IMX6主板内置Android系统和系统优化单元，系统优化单元可对Bootloader、Linuxkernel、AndroidInit进程启动和AndroidServer服务启动进行优化，其集成有包括由拾音器、AEC回音消除模块、音频放大器、外接扬声器或耳机组成的音频单元；由高拍仪摄像头、视频编解码器组成的视频单元；由触摸屏、电磁笔、LINE-IN接口、USB接口组成的输入单元；由触摸屏、HDMI接口组成的显示单元；由闪存、储存器、TFT卡插槽组成的存储单元；由磁条读写、IC读写、数据解码及加密处理芯片组成的刷卡单元以及由RJ45接口、WIFI模块、3GPCI-E模块组成的通信单元。

Android语音遥控器主要通过遥控来控制和快捷操作多媒体在线教育互动功能，同时也兼备模拟鼠标操作和语音输出的能力。其模拟鼠标操作的能力在于，启动电视远程教育系统和事件过滤器；在特定按钮事件触发之后，通过事件过滤器对遥控器的按键事件进行过滤，过滤出特定按键事件，其中，所述特定按键事件包括方向按键事件、标记按键事件以及确定按键事件；根据过滤出的特定按键事件模拟鼠标操作。Android语音遥控器的语音功能在于：语音使用遥控器按键事件触发并通过2.4GHz频段输出至Android盒子，通过Android盒子实现与远端学生语音实时互动。

Android语音遥控器可分别切换【鼠标模式】、【画图模式】、【键盘模式】。

其中鼠标模式为，模拟鼠标的移动、左键点击功能；

画图模式为：结合现有教学平台应用，选择画图模式后，可以直接在白板上进行描绘，书写，再次点击鼠标模式后，关闭画图模式；

键盘模式的基础按键包括有：Android软键盘基础按键、Home、返回、多语言切换、上、下、左、右(四个方向选择键)、确定、课件点播、上课、麦克风On/Off、音量+音量--、自定义3个模块切换键①②③、左右翻页、基础键位说明等，其中上述Home按键对应-----Android盒子桌面，返回按键对应------返回上一步(系统返回按键)；上下左右按键对应------课件、课程列表上下左右切换通过确定键实现执行对应选择文件；确定按键对应------选中后的执行按键；多语言切换按键对应------未来多语言版本切换；多媒体课件播放按键对应播放、暂停、前后翻页；麦克风On/Off按键对应内置麦克风开关；音量+音量-按键。其应用场景如下：课前教师提前使用PC电脑，通过后台Web应用，将课件等上课资料上传至服务器；之后教师使用遥控器，操作Android盒子，将上课资料下载至盒子，完成上课准备；课中教师通过盒子，完成课堂授课；课后：学生，家长可以通过学生端平板电脑，或者PC等其他方式查看，回放各老师课堂讲课录像。

本发明Android语音遥控器可大大方便用户在不使用移动终端的情况下，可在电视终端进行远程教育系统的控制、课程录制、语音互动等，使得用户在使用云教学时更加方便、快捷。本发明教学系统还包括有一后台服务器，通过该后台服务器可存储教学终端录制上传的课程信息，并通过录制课程的ID和时间戳与该课程信息进行匹配。所述后台服务器上部署有CentOS6.4或以上系统，使用Mysql数据库，用于智能终端机互动数据包括音频、视频和文本文件的存储，形成目录和索引，用于读取及调用，还储存系统运行产生的包括事件信息、登录信息、日志信息，用于课件编辑管理系统对课件的上传、管理。

教学终端、学习终端及后台服务器之间通过网络连接，三者之间可通过RJ45接口实现有线通信，或通过WIFI模块、3GPCI-E模块及4G模块等实现无线网络通信。所述教学终端用于对教师课程进行录制，并对应以数据流和音频流的方式上传保存在后台服务器中；所述学习终端用于获取录制课程的ID，并对应从后台服务器中读取与时间戳对应的数据流和音频流。所述数据流为教学终端在教师多媒体课堂中录制的讲课时间和动作信息；所述音频流为教学终端在教师多媒体课堂中录制的课堂时间和语音信息。

另外，该系统还包括有一台与所述教学终端通信连接的放映设备。所述放映设备采用投影仪和屏幕或者是宽屏显示器，用于课堂教学时，教师控制终端机通过HDMI接口连接所述放映设备，将终端机的触摸屏内容放映出来。

本系统还包括有教师PC端，教师通过PC端课登录所述的后台服务器，下载安装课件编辑器，该编辑器源码采用C&C++方式进行开发，基于Office2010Word版本进行多选题、单选题、判断题的添加和编辑，然后上传至后台服务器，形成试题课件和课件解析结果以XML文档保存在服务器；所述智能终端机利用课件解析的信息对课件进行分割并生成SWF题目文件，在触摸屏上进行显示，而答案的智能评判则是学生做完后的答案和服务器端预存的答案进行比对，在答题结束后可自动进行成绩统计，以方便随堂练习或测试。

本发明智能终端机包含有3GPCI-E模块，该模块中对应插入有SIM卡，本系统可将学生使用的学习终端SIM卡通信号码与该学生家长的手机号码相互绑定，而学生端使用家长姓名及手机号码在服务器注册个人档案账号，家长通过自己的姓名及手机号码可登陆服务器，通过将服务器与家长登陆信息相对比，可实现登陆该学生个人档案账号，以使家长能够随时了解该学生在校上课情况及成绩轨迹。

本系统摆脱了由固定课室、讲台、教案、课本、黑板、粉笔等组成的传统教学系统及方式，实现现代化的互联网互动式的教学方式，摆脱了时空的限制，通过数据库储存电子课本，实现减轻了携带沉重的教材课本的负担，提高了教学效率，互动性和趣味性。本发明的智能终端机设计轻便、小巧方便携带，有效地解决了现有电教室教学系统，原有台式电脑机柜笨重、占用空间大、设备多、布线复杂、操作不便、排除故障难的问题。本发明设有HDMI接口连接放映设备和触摸屏的设计，实现电磁笔直接在触摸屏上编写，替代电脑输入键盘和黑板的书写，操作更为方便快捷，有利于提高教学质量和效率。本发明通过3GPCI-E模块插入SIM卡，实现连接3G移动网络，通过移动运营商可实现与家长智能手机终端进行绑定，通过登录服务器学生个人档案账号，查看老师后台上传至服务器数据库里的学生成绩统计及作业上课情况，实现随时随地了解子女在学校的学习情况。

以上是对本发明多媒体教学系统的描述，下面将结合附图14对采用智能终端机进行多媒体教学方法做进一步描述，其中包括有如下步骤：

首先建立教学终端、学习终端以及后台服务器之间的通信连接，所述通信连接包括有线网络连接以及WIFI、3G、4G无线网络连接，同时建立教学终端与遥控器之间的配对连接。

接着通过教学终端录制教师课程，并对应以数据流和音频流的方式上传保存在后台服务器中；其中通过教学终端录制教师课程时，需要同时设置与该录制课程对应的ID。

然后学习终端对应从后台服务器获取录制课程的ID，并对应从后台服务器中读取与时间戳对应的数据流和音频流。

学习终端通过后台服务器反馈信息到教学终端，教学终端针对该反馈信息对应进行解答，其中所述反馈信息包括学习终端建立的电子文本文档或通过高拍仪摄像头扫描的手写纸质文档。教学终端主动发起提问，要求指定学习终端进行回答，并在其回答结束后给予反馈；或者教学终端主动发起提问，学习终端进行反馈响应，且在教学终端做出选择后，被选择的学习终端进行回答，且在回答结束后教学终端给予反馈。

本发明智能终端机可基于互联网开发课前备课、课堂教学、课后辅导和远程教育等应用。课前备课，教师通过带有Android操作系统的智能终端机进行备课，启动智能终端机，按需求建立Word、PPT文档编辑课件，或者通过高拍仪摄像头扫描手写纸质教案；课堂教学，教师使用教学终端机，学生使用学习终端机，教学终端机和学习终端机之间通过WIFI模块或RJ45连接网线建立网络连接，其采用TCP/IP多播协议实现主从控制，所有子控制终端机同步显示主控制终端机界面，实现多屏同步授课；课堂授课步骤可云端同步接入学习终端机，学习终端机通过所述通信单元连接互联网，实现与所述后台服务器网络连接，通过网络登录远程教育应用单元，对课程进行预约，通过教师端的教学终端机确认，实现远程同步接收教师教学终端机通过高拍仪摄像头、拾音器采集的视频和音频信号，和触摸屏内容同步到服务器数据库，从而实现学习终端机同步学习或后续回顾学习的目的；互动交流，通过教学终端机解除多屏同步，所有学习终端机为独立个体，学习终端机之间仍可进行网络连接，将学生分为若干讨论组进行互动，随堂作业的自由交流讨论；实时问答，学生通过电子举手按键，教学终端机接收有意愿回答问题的学生座位列表，教师选择学生回答，通过教学终端机授权所有其他学习终端机同步显示该学习终端机的界面，如果回答错误，教师返回有意愿回答问题的学生座位列表，重新选择学生回答，如果回答正确，则进入下一个问题。

对于学习终端而言，学生可启动终端机，并登录服务器下载教师上传到服务器的作业文档；并直接在触摸显示屏手写输入答案内容，或者在纸质作业本上书写，然后通过高拍仪摄像头扫描形成文档上传至服务器。其具体使用方式如下：首先教师和学生使用各自的终端机用个人身份信息通过网络在后台服务器注册，该注册信息与数据库储存的信息进行匹配完成后，才能确认注册完成；之后学生登录网络进入到后台服务器中的互动答疑应用单元，并通过触摸屏编写问题或通过高拍仪扫描书写的问题，完成问题文件上传至后台服务器，之后则在互动答疑应用单元查看教师列表，并点击查看教师详情，然后选择教师进行求解；而教师则使用教学终端，登录后台服务器中的互动答疑单元模块，查看待答问题列表，然后选择问题，使用触摸屏、电磁笔编写或高拍仪扫描等方式书写文本，或采用高拍仪录制解答的音、视频文件，完成答案上传；最后学生则查看已回答的问题列表，下载并查看问题的详情及回放答案。

综上所述，本发明通过对教师在线课堂的多媒体(分题多媒体白板讲解、答题智能成绩统计、课后音频讨论及发言等)讲课、课堂发言音频系统进行实时录制，学生通过远程试题辅导系统或在线讲课系统的课堂回顾功能，实现了对录制课程的点播回顾。

以上是对本发明所提供的智能终端机和采用该智能终端机的多媒体教学系统及方法进行了详细的介绍，本文中应用了具体个例对本发明的结构原理及实施方式进行了阐述，以上实施例只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种智能终端机，其特征在于，包括：

一主机，所述主机内置有一音频降噪电路；

一与主机连接的高拍仪，

一遥控器，与所述主机对应无线连接。

2.如权利要求1所述的智能终端机，其特征在于，所述音频降噪电路包括：

3.如权利要求2所述的智能终端机，其特征在于，所述麦克风MIC1、麦克风MIC_CON1输入的语音信号中任意一路作为背景噪音的检测信号，另外一路作为语音的检测信号，且所述麦克风MIC1、麦克风MIC_CON1处于距离为5～20CM的不同位置。

4.如权利要求2所述的智能终端机，其特征在于，所述音频降噪处理芯片为CM6571芯片；麦克风切换开关芯片U545为SGM3157YC6芯片；运算放大器U544A、U544B均为NJM2746V芯片、功率放大芯片U543为NS4251芯片。

5.如权利要求2所述的智能终端机，其特征在于，所述音频输入电路通过音频降噪处理芯片CM6571的USB接口USB_DM和USB_DP与CPU连接。

6.如权利要求1～5任一所述的智能终端机，其特征在于，所述主机包括底壳和中框，底壳和中框之间固定安装有主板、液晶屏和触控屏，所述主板和液晶屏通过FPC连接器电性连接；所述底壳后端设置有一开口槽，中框后端设置有一容置槽，该容置槽对应位于所述开口槽中，且所述开口槽中还设置有一可翻转打开的翻转盖板，所述翻转盖板翻转后可与容置槽对应形成一密封腔；

7.如权利要求1或6所述的智能终端机，其特征在于，所述遥控器包括触摸板、底壳以从上向下依次安装在触摸板、底壳之间的中框、LED屏、PCB板和电池。

8.如权利要求6所述的智能终端机，其特征在于，所述主板上设置有电池、3G模块、SIM卡槽和包含音频降噪电路的主板电路，所述3G模块和SIM卡槽通过主板电路与电池连接。

9.如权利要求6所述的智能终端机，其特征在于，所述副支架包括副支架上盖、副支架下盖以及安装在副支架上盖、副支架下盖之间的线路板，该线路板通过设置于主支架内的线路与主板电性连接。

10.如权利要求6所述的智能终端机，其特征在于，所述拍照杆包括拍照杆上盖、拍照杆下盖以及安装在拍照杆上盖、拍照杆下盖之间的摄像模块和麦克风，所述摄像模块与所述线路板电性连接，且所述摄像模块上设置有摄像头。

11.如权利要求10所述的智能终端机，其特征在于，所述主板上还设置有一用于插IC卡的IC卡插槽和一用于读取磁卡磁条信息的磁卡磁头，所述IC卡插槽和磁卡磁头均与主板电路连接。

12.如权利要求11所述的智能终端机，其特征在于，所述底壳后端还设置有一插孔，该插孔中固定有电磁笔。

13.如权利要求12所述的智能终端机，其特征在于，所述底壳后端底部设置有一后支撑垫，前端底部设置有一前支撑垫。

14.一种多媒体教学系统，其特征在于，包括：

至少两台如权利要求1～12任一所述的智能终端机，其中一台为教学终端，其他为学习终端；

15.如权利要求14所述的多媒体教学系统，其特征在于，所述数据流为教学终端在教师多媒体课堂中录制的讲课时间和动作信息；所述音频流为教学终端在教师多媒体课堂中录制的课堂时间和语音信息。

16.一种多媒体教学方法，其特征在于，包括步骤：

17.如权利要求16所述的多媒体教学方法，其特征在于，步骤S1之前包括：

18.如权利要求16或17所述的多媒体教学方法，其特征在于，建立教学终端与遥控器之间的通讯连接。

19.如权利要求16所述的多媒体教学方法，其特征在于，步骤S1中通过教学终端录制教师课程时，同时设置与该录制课程对应的ID。

20.如权利要求16所述的多媒体教学方法，其特征在于，步骤S2之后还包括有：

21.如权利要求16所述的多媒体教学方法，其特征在于，教学终端主动发起提问，要求指定学习终端进行回答，并在其回答结束后给予反馈；或者教学终端主动发起提问，学习终端进行反馈响应，且在教学终端做出选择后，被选择的学习终端进行回答，且在回答结束后教学终端给予反馈。