CN112929727B - 一种实验考试系统终端设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种实验考试系统终端设备及其软件系统构架，其中：一种实验考试系统终端设备，包括基于USB摄像机/MIPI摄像机模组的实验考试系统终端设备，以及基于网络摄像机模组的实验考试系统终端设备；其中，一种实验考试系统终端设备的软件系统构架，包括操作系统层和硬件层。本发明是一种“一体化的”实验考试系统终端设备，相比于市面上现有的解决方案，本发明产品具有布线简洁、小巧玲珑、内置电池、占用IP资源少等优势。

Description

一种实验考试系统终端设备
技术领域
本发明涉及考试系统终端，尤其涉及一种实验考试系统终端设备及其软件系统构架。
背景技术
近年，中国各地陆续颁布“中考改革”、“新高考改革”、“1+X中高职改革”的相关政策，这些政策中均有增设针对动手实操类技能的考核，其大致需求是：
1、当学生在进行某种动手实操类技能考核（例如物理/化学实验考核）时，将学生操作的全过程拍摄下来，以录播的方式交由老师进行后期打分；
2、录制设备不能占用过多空间，尤其不能占用操作空间；
3、学生操作的全过程要生成标准的RTSP视频流，以供监考中心、招考办进行统筹管理，或者提供给AI图像分析系统进行自动评分，或者提供给网络硬盘录像机（NVR）进行视频录制；
4、每场考试时，局域网内同时并发10-200名考生不等；
5、除教学以外，还需兼顾日常的示范教学，需要具备大屏投放功能，可以将实操画面投放到大屏幕，或者输出标准的USB画面以兼容第三方教学软件。
为了满足上述需求，许多地区开始出现下述结构的产品，其构成主要是1台平板电脑（PAD）、2台网络摄像机、1套固定支架、1个收纳箱。
以往技术确实可以解决基本的需求，但是却带来几个新的问题：
1、接口转换问题：大多数的PAD只有USB接口，而不具有有线以太网接口，而无线网络在抗干扰、带宽、稳定性等方面均不如有线网络。所以用户一般还需要另配USB转以太网和USB转充电接口的转换器。
2、安装布线问题：由于学生操作的全过程，需要生成标准的rtsp网络视频流，所以现有的产品均采用了网络摄像机，而网络摄像机存在供电的问题、网络布线的问题、安装麻烦的问题、体积过大等问题。即便是使用了支持POE供电技术（在以太网网线中搭载直流电源）的网络摄像机，则每个学生需要1条电源线、3条网线（其中2条支持POE），其布线、理线依然非常困难。
3、IP资源浪费问题：校园局域网是一个特殊的环境，在这个环境下存在大量的网络设备，而网络设备不可避免的会带来网络广播，由此引起的广播风暴使得许多学校困扰不已。所以学校一般会利用VLAN技术、子网掩码技术对局域网划分网段，因此每个网段可用的IP资源相对比较少、比较紧张。以理化生实操考试为例，每个教室的系统要应对20-30个考生并发，一共3个教室，以现有的技术方案（1台PAD、2台摄像机各占1个IP地址）则需要占用180-270个IP地址。目前的校园局域网很几乎无法应对如此多的IP需求，所以大多数项目还需要配套昂贵的局域网改造经费，造成大量浪费。
因此，研发一种实验考试系统终端设备及其软件系统构架，成为本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明是为了解决上述不足，提供了一种实验考试系统终端设备及其软件系统构架。
本发明的上述目的通过以下技术方案来实现：一种实验考试系统终端设备，包括基于USB摄像机/MIPI摄像机模组的实验考试系统终端设备，以及基于网络摄像机模组的实验考试系统终端设备。
其中：一种“基于USB摄像机/MIPI摄像机模组”的实验考试系统终端设备，包括一体化外壳，所述一体化外壳安装有主控主板、摄像机模组、POE隔离器模组（也称PD受电模组）、12V直流电源控制模组、锂电池、触摸面板、USB-HDMI采集卡和液晶屏；所述主控主板通过馈线连接WIFI天线，主控主板通过HDMI线连接USB-HDMI采集卡，USB-HDMI采集卡设有USB-D型口，主控主板通过EDP线连接液晶屏，主控主板通过USB线连接触摸面板，主控主板通过USB线或4P排线连接摄像机模组，主控主板通过4P排线连接POE隔离器模组，所述POE隔离器模组接入12V直流电源控制模组，并连接有RJ45网口连通器，RJ45网口连通器连接外部POE交换机；所述主控主板的正极通过船型开关连接至12V直流电源控制模组正极，主控主板的负极连接至12V直流电源控制模组负极；所述锂电池接入12V直流电源控制模组。
进一步地，所述摄像机模组为USB摄像机或MIPI摄像机。
进一步地，所述摄像机模组为两个。
进一步地，所述12V直流电源控制模组设有12V外部电源接口。
其中：一种“基于网络摄像机模组”的实验考试系统终端设备，包括一体化外壳，所述一体化外壳安装有主控主板、摄像机模组、POE隔离器模组（也称PD受电模组）、12V直流电源控制模组、锂电池、触摸面板、USB-HDMI采集卡和液晶屏；
所述实验考试系统终端设备还包括以太网交换机模组；
所述主控主板通过馈线连接WIFI天线，主控主板通过HDMI线连接USB-HDMI采集卡，USB-HDMI采集卡设有USB-D型口，主控主板通过EDP线连接液晶屏，主控主板通过USB线连接触摸面板，主控主板通过4P排线连接以太网交换机模组，以太网交换机模组连接摄像机模组和POE隔离器模组，所述POE隔离器模组接入12V直流电源控制模组，并连接有RJ45网口连通器；所述主控主板、摄像机模组、以太网交换机模组的正极均通过船型开关连接至12V直流电源控制模组正极，主控主板、摄像机模组、以太网交换机模组的负极连接至12V直流电源控制模组负极；所述锂电池接入12V直流电源控制模组。
进一步地，所述摄像机模组为USB摄像机或MIPI摄像机。
进一步地，所述摄像机模组为两个。
进一步地，所述12V直流电源控制模组设有12V外部电源接口。
前述两个方案区别：基于USB摄像机/MIPI摄像机模组方案少了1套内部交换机模组，只支持三流单IP，不支持三流三IP，部分特殊需求可能会用到三流三IP。基于网络摄像机模组的方案可以通过主控主板USB/MIPI接口连接USB摄像机/MIPI摄像机模组进行组网，兼容性更加强。
本发明做组成部件的说明：
1、所述主控主板说明：
主控主板主要功能是：对整套方案应用层进行管理，操作系统可以是Android、windows、linux方案，主要对前端视频信号采集进行视频编码、解码、渲染等工作。
主控主板通过以太网交换机模组与摄像头和外部连网通信，并通过rtsp流媒体获取摄像机模组的前端采集的视频画面或者通过USB/MIPI获取摄像机的视频流进行视频编码、解码、渲染等工作；通过USB接口与触摸面板进行触摸信息通信；通过屏线接口与液晶屏进行显示信号传输。
2、所述摄像机模组说明：
摄像机模组的主要功能是：前端视频信号采集。
网络摄像机：主控主板通过IP网络获取到网络摄像机的RTSP流媒体，送到解封装模块进行解封装，解封装后得到H.264/265数据，接着送到H.264/265解码器模块进行解码，解码后得到YUV数据送到视频播放模块进行渲染，最后显示视频画面到液晶屏幕上。
USB/MIPI摄像机：主控主板通过USB/MIPI接口得到USB/MIPI摄像机H.264/265数据，送到H.264/265解码器模块进行解码，解码后得到YUV数据送到视频播放模块进行渲染，最后显示视频画面到液晶屏幕上。
3、所述以太网交换机模组：
以太网交换机的主要功能是：将网络摄像机模组与主控主板组网进行网络数据通信，同时连接到POE隔离器模组并通过RJ45以太网接口与外部进行网络数据通信。
4、POE隔离器模组（也称PD受电模组）：
POE隔离器的主要功能是：将POE网线中的以太网和直流供电进行分离。
当DC接口检测到外部反向的DC时（既接入了外部电源），能够隔离此直流电，使其不会反向将电流输出到交换机而导致过载，同时还依然能将上级以太网分离输出到下级。
5、12V直流电源控制模组：
12V直流电源控制主要功能是：对3路（POE隔离器模组分离出的直流电、外部输入电源、锂电池电源）电源输入和1路电源输出进行管理。
当3路电源输入中，只接入任意一种，系统依然可以正常运行，12V直流电源控制板可以带动整套方案设备正常运行。
而且当二种或三种电源输入时，系统也可以正常运行，12V直流电源控制通过稳压芯片管理，使系统优先使用12V直流电源输入，其次使用POE电源输入，最后再使用锂电池。不会因为电源输入源过多导致模块过载或者短路的情况。另外，当12V直流电源控制模组发现有非锂电池电源输入时，会对锂电池进行充电管理。
6、锂电池：
锂电池主要功能是：电量存储与释放，结合12V直流电源控制模组使用。
7、触摸面板：
触摸面板主要功能是：人机交互，通过USB接口与主控主板进行触摸数据信号传输，从触摸点检测装置接收触摸信息，并将它转换成触点坐标送给CPU，同时能接收CPU发来的命令并加以执行。
8、USB-HDMI采集卡：
USB-HDMI采集卡主要功能是：通过USB接口将HDMI数字视频信号传输到外部设备第三方教学软件，兼顾日常的教学功能。
9、液晶屏：
液晶屏主要功能是：通过屏线与主控主板连接，显示主控主板显示信号。
其中：本发明的一种实验考试系统终端设备的软件系统构架，包括操作系统层和硬件层，
所述操作系统层包括操作系统、视频播放模块、H.264/H.265编码器模块（decoding）、H.264/H.265解码器模块（encoding）、RTSP视频流媒体服务器模块、RTSP解封装模块（demuxing）、RTSP封装模块（remuxing）和MP4录制模块（recording）；所述RTSP解封装模块（demuxing）分别连接至H.264/H.265解码器模块（encoding）和RTSP封装模块（remuxing）；所述H.264/H.265编码器模块（decoding）连接至RTSP封装模块（remuxing）；所述RTSP封装模块（remuxing）连接RTSP视频流媒体服务器模块；所述H.264/H.265解码器模块（encoding）连接视频播放模块；
所述硬件层包括以太网和USB/MIPI接口，所述以太网连接网络摄像机模组和RTSP解封装模块（demuxing）；所述USB/MIPI接口连接USB/MIPI摄像机模组、视频播放模块和H.264/H.265编码器模块（decoding）。
进一步地，所述视频播放模块为两个。
进一步地，所述RTSP解封装模块（demuxing）为两个。
进一步地，所述操作系统使用通用的windows、linux、Android等操作系统。
本发明产品支持多种摄像机模组，包括网络摄像机模组和USB/MIPI摄像机模组，但无论使用哪种基础方案，均可以为用户提供2个摄像机的直播画面显示，并提供2路具备一定并发能力的RTSP流（网络硬盘录像机、监考中心、招考办巡考系统等需要使用）。
模式1：采用网络摄像机模组：
模式1包括以下实施步骤：
步骤1：首先通过以太网获取到摄像机的RTSP流媒体，网络摄像机模组一般采用H.264/H.265编码技术编码的并利用RTSP协议进行封装得到标准的网络流媒体。
步骤2：将步骤1中得到的RTSP流媒体送到解封装模块（6）进行解封装，解封装后得到H.264/265数据
步骤3：将步骤2中得到的H.264/265数据送到H.264/265解码器模块（4）进行解码，解码后得到YUV数据
步骤4：将步骤3中得到的YUV数据送到视频播放模块（2）进行渲染，显示视频画面到屏幕上
步骤5：将步骤2中得到的H.264/265数据复制一份，送到RTSP封装模块（7）进行封装，封装后得到RTSP流媒体
步骤6：将步骤5中得到的RTSP流媒体送到RTSP流媒体服务器模块进行RTSP流媒体分发，从而为外设提供足够并发能力的RTSP流。
步骤7：将步骤2中得到的H.264/265数据复制一份，送到MP4录制模块进行录制，生成MP4视频文件。
本模式的实施步骤3、4和步骤5、6以及步骤7为三个分支，在步骤2后并行执行，不分先后顺序。
模式2：采用USB/MIPI摄像机模组：
模式2包括以下实施步骤：
步骤1：首先通过USB/MIPI接口获取到摄像机的YUV数据，USB/MIPI摄像机模组一般都有YUV 数据的输出。
步骤2：将步骤1中得到的YUV送到视频播放模块（2），进行渲染，显示视频画面到屏幕上。
步骤3：将步骤1中得到的YUV数据复制一份，送到H.264/265编码器模块（3）进行编码，编码后得到H.264/265数据。
步骤4：将步骤3中得到的H.264/265数据送到RTSP封装模块（7）进行封装，封装后得到RTSP流媒体。
步骤5：将步骤4中得到的RTSP流媒体送到RTSP流媒体服务器模块进行RTSP流媒体分发，从而为外设提供足够并发能力的RTSP流。
步骤6：将步骤3中得到的H.264/265数据复制一份，送到MP4录制模块进行录制，生成MP4视频文件。
本模式的实施步骤2和步骤3、4、5为两个分支，在步骤1后并行执行，不分先后顺序。步骤6和步骤4、5为两个分支，在步骤3后并行执行，不分先后顺序。
本软件系统构架兼容性主要体现在三方面：
1．主控主板操作系统层面：可以使用Android、windows、linux操作系统，兼容性强，适用于各地方考试政策要求、使用过程中根据各地方考试政策要求安装即可。
2．视频前端采集方案：目前市场上大部分使用网络摄像机模和USB/MIPI摄像机，本发明兼容网络摄像机模和USB/MIPI摄像机，同时适用于各地方考试对摄像机的政策要求。
3．使用场地布线方案：支持只有POE网线即可满足整套方案设备正常运作；支持普通网线+锂电池即可整套设备方案正常运作若干时长（时长与锂电池剩余电量有关）；支持普通网线+外部电源即可整套设备方案正常运作；支持无线网络连接方式+外部电源输入即可满足整套设备方案正常运作；支持无线网络连接方式+锂电池即可整套设备方案正常运作若干时长（时长与锂电池剩余电量有关）。总而言之，适用于现实中考场各种电源、网络布线情况。
本发明与现有技术的优点是：本发明是一种“一体化的”实验考试系统终端设备，相比于市面上现有的解决方案，本发明产品具有布线简洁、小巧玲珑、内置电池、占用IP资源少等优势。
具体地说有以下优点：
1．安装部署方便，不需要改动考场布线整套方案都可以兼容使用，减少了不必要的开支，节省人力物力。
2．装卸简易，傻瓜式拆卸，开机即启动，便于日常的安装使用和收纳，减轻日常因新设备使用带来培训，误操作等问题。
3．兼容性强，软硬件兼容方案，不限于某种操作系统，不限于某种摄像机
4．一体化设计，外观小巧玲珑，使用后便于收纳，不占用过多空间。
附图说明
图1是本发明基于USB摄像机/MIPI摄像机模组的实验考试系统终端设备的结构示意图。
图2是本发明基于网络摄像机模组的方案的实验考试系统终端设备的结构示意图。
图3是本发明的软件系统构架示意图。
图4是本发明中主控主板的原理框图。
图5是本发明中以太网交换机模组的原理框图。
图6是本发明中POE隔离器模组的原理框图。
图7是本发明中12V直流电源控制模组的原理框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步详述。
如图1、图2所示，一种实验考试系统终端设备，包括基于USB摄像机/MIPI摄像机模组的实验考试系统终端设备，以及基于网络摄像机模组的实验考试系统终端设备。
其中：如图1所示，一种“基于USB摄像机/MIPI摄像机模组”的实验考试系统终端设备，包括一体化外壳10，所述一体化外壳10安装有主控主板1、摄像机模组2、POE隔离器模组4（也称PD受电模组）、12V直流电源控制模组5、锂电池6、触摸面板7、USB-HDMI采集卡8和液晶屏9；所述主控主板1通过馈线连接WIFI天线，主控主板1通过HDMI线连接USB-HDMI采集卡8，USB-HDMI采集卡8设有USB-D型口，主控主板1通过EDP线连接液晶屏9，主控主板1通过USB线连接触摸面板7，主控主板1通过USB线或4P排线连接摄像机模组2，主控主板1通过4P排线连接POE隔离器模组4，所述POE隔离器模组4接入12V直流电源控制模组5，并连接有RJ45网口连通器，RJ45网口连通器连接外部POE交换机；所述主控主板1的正极通过船型开关连接至12V直流电源控制模组5正极，主控主板1的负极连接至12V直流电源控制模组5负极；所述锂电池6接入12V直流电源控制模组5。
进一步地，所述摄像机模组为USB摄像机或MIPI摄像机。
进一步地，所述摄像机模组2为两个。
进一步地，所述12V直流电源控制模组5设有12V外部电源接口。
其中：如图2所示，一种“基于网络摄像机模组”的实验考试系统终端设备，包括一体化外壳10，所述一体化外壳10安装有主控主板1、摄像机模组2、POE隔离器模组4（也称PD受电模组）、12V直流电源控制模组5、锂电池6、触摸面板7、USB-HDMI采集卡8和液晶屏9；
所述实验考试系统终端设备还包括以太网交换机模组3；
所述主控主板1通过馈线连接WIFI天线，主控主板1通过HDMI线连接USB-HDMI采集卡8，USB-HDMI采集卡8设有USB-D型口，主控主板1通过EDP线连接液晶屏9，主控主板1通过USB线连接触摸面板7，主控主板1通过4P排线连接以太网交换机模组3，以太网交换机模组3连接摄像机模组2和POE隔离器模组4，所述POE隔离器模组4接入12V直流电源控制模组5，并连接有RJ45网口连通器；所述主控主板1、摄像机模组2、以太网交换机模组3的正极均通过船型开关连接至12V直流电源控制模组5正极，主控主板1、摄像机模组2、以太网交换机模组3的负极连接至12V直流电源控制模组5负极；所述锂电池6接入12V直流电源控制模组5。
进一步地，所述摄像机模组为USB摄像机或MIPI摄像机。
进一步地，所述摄像机模组2为两个。
进一步地，所述12V直流电源控制模组5设有12V外部电源接口。
前述两个方案区别：基于USB摄像机/MIPI摄像机模组方案少了1套内部交换机模组，只支持三流单IP，不支持三流三IP，部分特殊需求可能会用到三流三IP。基于网络摄像机模组的方案可以通过主控主板USB/MIPI接口连接USB摄像机/MIPI摄像机模组进行组网，兼容性更加强。
本发明做组成部件的说明：
1、所述主控主板说明：
主控主板主要功能是：对整套方案应用层进行管理，操作系统可以是Android、windows、linux方案，主要对前端视频信号采集进行视频编码、解码、渲染等工作。
如图4所示，主控主板通过以太网交换机模组与摄像头和外部连网通信，并通过rtsp流媒体获取摄像机模组的前端采集的视频画面或者通过USB/MIPI获取摄像机的视频流进行视频编码、解码、渲染等工作；通过USB接口与触摸面板进行触摸信息通信；通过屏线接口与液晶屏进行显示信号传输。
2、所述摄像机模组说明：
摄像机模组的主要功能是：前端视频信号采集。
网络摄像机：主控主板通过IP网络获取到网络摄像机的RTSP流媒体，送到解封装模块进行解封装，解封装后得到H.264/265数据，接着送到H.264/265解码器模块进行解码，解码后得到YUV数据送到视频播放模块进行渲染，最后显示视频画面到液晶屏幕上。
USB/MIPI摄像机：主控主板通过USB/MIPI接口得到USB/MIPI摄像机H.264/265数据，送到H.264/265解码器模块进行解码，解码后得到YUV数据送到视频播放模块进行渲染，最后显示视频画面到液晶屏幕上。
3、所述以太网交换机模组：
如图5所示，以太网交换机的主要功能是：将网络摄像机模组与主控主板组网进行网络数据通信，同时连接到POE隔离器模组并通过RJ45以太网接口与外部进行网络数据通信。
4、POE隔离器模组（也称PD受电模组）：
POE隔离器的主要功能是：将POE网线中的以太网和直流供电进行分离。
如图6所示，当DC接口检测到外部反向的DC时（既接入了外部电源），能够隔离此直流电，使其不会反向将电流输出到交换机而导致过载，同时还依然能将上级以太网分离输出到下级。
5、12V直流电源控制模组：
12V直流电源控制主要功能是：对3路（POE隔离器模组分离出的直流电、外部输入电源、锂电池电源）电源输入和1路电源输出进行管理。
如图7所示，当3路电源输入中，只接入任意一种，系统依然可以正常运行，12V直流电源控制板可以带动整套方案设备正常运行。
而且当二种或三种电源输入时，系统也可以正常运行，12V直流电源控制通过稳压芯片管理，使系统优先使用12V直流电源输入，其次使用POE电源输入，最后再使用锂电池。不会因为电源输入源过多导致模块过载或者短路的情况。另外，当12V直流电源控制模组发现有非锂电池电源输入时，会对锂电池进行充电管理。
6、锂电池：
锂电池主要功能是：电量存储与释放，结合12V直流电源控制模组使用。
7、触摸面板：
触摸面板主要功能是：人机交互，通过USB接口与主控主板进行触摸数据信号传输，从触摸点检测装置接收触摸信息，并将它转换成触点坐标送给CPU，同时能接收CPU发来的命令并加以执行。
8、USB-HDMI采集卡：
USB-HDMI采集卡主要功能是：通过USB接口将HDMI数字视频信号传输到外部设备第三方教学软件，兼顾日常的教学功能。
9、液晶屏：
液晶屏主要功能是：通过屏线与主控主板连接，显示主控主板显示信号。
其中：本发明的一种实验考试系统终端设备的软件系统构架，包括操作系统层和硬件层，
所述操作系统层包括操作系统、视频播放模块、H.264/H.265编码器模块（decoding）、H.264/H.265解码器模块（encoding）、RTSP视频流媒体服务器模块、RTSP解封装模块（demuxing）、RTSP封装模块（remuxing）和MP4录制模块（recording）；所述RTSP解封装模块（demuxing）分别连接至H.264/H.265解码器模块（encoding）和RTSP封装模块（remuxing）；所述H.264/H.265编码器模块（decoding）连接至RTSP封装模块（remuxing）；所述RTSP封装模块（remuxing）连接RTSP视频流媒体服务器模块；所述H.264/H.265解码器模块（encoding）连接视频播放模块；
所述硬件层包括以太网和USB/MIPI接口，所述以太网连接网络摄像机模组和RTSP解封装模块（demuxing）；所述USB/MIPI接口连接USB/MIPI摄像机模组、视频播放模块和H.264/H.265编码器模块（decoding）。
进一步地，所述视频播放模块为两个。
进一步地，所述RTSP解封装模块（demuxing）为两个。
进一步地，所述操作系统使用通用的windows、linux、Android等操作系统。
本发明产品支持多种摄像机模组，包括网络摄像机模组和USB/MIPI摄像机模组，但无论使用哪种基础方案，均可以为用户提供2个摄像机的直播画面显示，并提供2路具备一定并发能力的RTSP流（网络硬盘录像机、监考中心、招考办巡考系统等需要使用）。
模式1：采用网络摄像机模组：
如图5所示，模式1包括以下实施步骤：
步骤1：首先通过以太网获取到摄像机的RTSP流媒体，网络摄像机模组一般采用H.264/H.265编码技术编码的并利用RTSP协议进行封装得到标准的网络流媒体。
步骤2：将步骤1中得到的RTSP流媒体送到解封装模块（6）进行解封装，解封装后得到H.264/265数据
步骤3：将步骤2中得到的H.264/265数据送到H.264/265解码器模块（4）进行解码，解码后得到YUV数据
步骤4：将步骤3中得到的YUV数据送到视频播放模块（2）进行渲染，显示视频画面到屏幕上。
步骤5：将步骤2中得到的H.264/265数据复制一份，送到RTSP封装模块（7）进行封装，封装后得到RTSP流媒体。
步骤6：将步骤5中得到的RTSP流媒体送到RTSP流媒体服务器模块进行RTSP流媒体分发，从而为外设提供足够并发能力的RTSP流。
步骤7：将步骤2中得到的H.264/265数据复制一份，送到MP4录制模块进行录制，生成MP4视频文件。
本模式的实施步骤3、4和步骤5、6以及步骤7为三个分支，在步骤2后并行执行，不分先后顺序。
模式2：采用USB/MIPI摄像机模组：
如图5所示，模式2包括以下实施步骤：
步骤1：首先通过USB/MIPI接口获取到摄像机的YUV数据，USB/MIPI摄像机模组一般都有YUV 数据的输出。
步骤2：将步骤1中得到的YUV送到视频播放模块（2），进行渲染，显示视频画面到屏幕上。
步骤3：将步骤1中得到的YUV数据复制一份，送到H.264/265编码器模块（3）进行编码，编码后得到H.264/265数据。
步骤4：将步骤3中得到的H.264/265数据送到RTSP封装模块（7）进行封装，封装后得到RTSP流媒体。
步骤5：将步骤4中得到的RTSP流媒体送到RTSP流媒体服务器模块进行RTSP流媒体分发，从而为外设提供足够并发能力的RTSP流。
步骤6：将步骤3中得到的H.264/265数据复制一份，送到MP4录制模块进行录制，生成MP4视频文件。
本模式的实施步骤2和步骤3、4、5为两个分支，在步骤1后并行执行，不分先后顺序。步骤6和步骤4、5为两个分支，在步骤3后并行执行，不分先后顺序。
本软件系统构架兼容性主要体现在三方面：
1．主控主板操作系统层面：可以使用Android、windows、linux操作系统，兼容性强，适用于各地方考试政策要求、使用过程中根据各地方考试政策要求安装即可。
2．视频前端采集方案：目前市场上大部分使用网络摄像机模和USB/MIPI摄像机，本发明兼容网络摄像机模和USB/MIPI摄像机，同时适用于各地方考试对摄像机的政策要求。
3．使用场地布线方案：支持只有POE网线即可满足整套方案设备正常运作；支持普通网线+锂电池即可整套设备方案正常运作若干时长（时长与锂电池剩余电量有关）；支持普通网线+外部电源即可整套设备方案正常运作；支持无线网络连接方式+外部电源输入即可满足整套设备方案正常运作；支持无线网络连接方式+锂电池即可整套设备方案正常运作若干时长（时长与锂电池剩余电量有关）。总而言之，适用于现实中考场各种电源、网络布线情况。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种实验考试系统终端设备，其特征在于：包括一体化外壳，所述一体化外壳安装有主控主板、摄像机模组、POE隔离器模组、12V直流电源控制模组、锂电池、触摸面板、USB-HDMI采集卡和液晶屏；所述12V直流电源控制模组对POE隔离器模组分离出的直流电、外部输入电源和锂电池电源这3路电源输入和1路电源输出进行管理，12V直流电源控制通过稳压芯片管理，使系统优先使用12V直流电源输入，其次使用POE电源输入，最后再使用锂电池；所述主控主板通过馈线连接WIFI天线，主控主板通过HDMI线连接USB-HDMI采集卡，USB-HDMI采集卡设有USB-D型口，主控主板通过EDP线连接液晶屏，主控主板通过USB线连接触摸面板，主控主板通过USB线或4P排线连接摄像机模组，主控主板通过4P排线连接POE隔离器模组，所述POE隔离器模组接入12V直流电源控制模组，并连接有RJ45网口连通器，RJ45网口连通器连接外部POE交换机；所述主控主板的正极通过船型开关连接至12V直流电源控制模组正极，主控主板的负极连接至12V直流电源控制模组负极；所述锂电池接入12V直流电源控制模组；所述摄像机模组为USB摄像机或MIPI摄像机。
2.一种实验考试系统终端设备，其特征在于：包括一体化外壳，所述一体化外壳安装有主控主板、摄像机模组、POE隔离器模组、12V直流电源控制模组、锂电池、触摸面板、USB-HDMI采集卡和液晶屏；所述12V直流电源控制模组对POE隔离器模组分离出的直流电、外部输入电源和锂电池电源这3路电源输入和1路电源输出进行管理，12V直流电源控制通过稳压芯片管理，使系统优先使用12V直流电源输入，其次使用POE电源输入，最后再使用锂电池；
所述实验考试系统终端设备还包括以太网交换机模组；
所述主控主板通过馈线连接WIFI天线；主控主板通过HDMI线连接USB-HDMI采集卡，USB-HDMI采集卡设有USB-D型口；主控主板通过EDP线连接液晶屏；主控主板通过USB线连接触摸面板；主控主板通过4P排线连接以太网交换机模组，以太网交换机模组连接摄像机模组和POE隔离器模组，所述POE隔离器模组接入12V直流电源控制模组，并连接有RJ45网口连通器；所述主控主板、摄像机模组、以太网交换机模组的正极均通过船型开关连接至12V直流电源控制模组正极，主控主板、摄像机模组、以太网交换机模组的负极连接至12V直流电源控制模组负极；所述锂电池接入12V直流电源控制模组；所述摄像机模组为网络摄像机。
3.根据权利要求1或2所述的一种实验考试系统终端设备，其特征在于：所述摄像机模组为两个。
4.根据权利要求1或2所述的一种实验考试系统终端设备，其特征在于：所述12V直流电源控制模组设有12V外部电源接口。
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