CN205827689U - 一种云教育智能系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种云教育智能系统，涉及多媒体产品技术领域；包括主机、第一跟踪摄像机、录播/直播服务器以及云服务器，录播/直播服务器和第一跟踪摄像机均连接在主机上，第一跟踪摄像机用于对课堂上的教师进行摄像；云服务器用于与所述录播/直播服务器实现双向信号的传输；主机由中央控制板、投影仪、电脑主板以及第二跟踪摄像机构成，第一跟踪摄像机与中央控制板通过无线连接，录播/直播服务器、投影仪和第二跟踪摄像机均电性连接在电脑主板的接口上，第二跟踪摄像机用于对课堂上的学生进行摄像；中央控制板与电脑主板电性连接；本实用新型的有益效果是：克服了目前多媒体设别功能单一、多设备互联时的不兼容问题，集多种功能于一体。

Description

一种云教育智能系统

技术领域

本实用新型涉及多媒体产品技术领域，更具体的说，本实用新型涉及一种云教育智能系统。

背景技术

目前我国教育领域中，优秀的教育资源往往是使用有限。优秀的教学场景，教师，教材，往往局限于某一学校，某一课室，对教学资源造成浪费。家长局限于课室之外，无法切实体会学生课堂的教学质量和学生的课堂表现情况。

综上所述，在现有的教育过程中，计算机辅助技术占据了越来越重要的位置。通过使用因特网作为广阔视野的补充学习材料以及包含有各种学校学科和学校使用的软件的培训课程的材料的强大来源，中学的教育过程得到增强。专业教育的因特网门户以及教育网站、电子日记和电子期刊在学校教育中也越来越传播。教师与拥有个人计算机的学生一起在局部校园网络中工作的现象变得越来越常见。广泛分布的应用也包括远程学习，其中学生和教师位于不同的地方，但他们参与到合作的教育过程中。然而，不言而喻，学校教育中需要提供新的基于网络的教育技术，其旨在综合使用数字学习材料和因特网资源，所述材料和资源利用了对学生来说更为先进和方便的通信设施和通信类型。

发明内容

本实用新型的目的在于有效克服传统教育技术的不足，提供一种云教育智能系统，该云教育智能系统克服了目前多媒体设别功能单一、使用范围局限性，以及多设备互联时的不兼容问题，集多种功能于一体，使用非常方便。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种云教育智能系统，其改进之处在于：包括主机、第一跟踪摄像机、录播/直播服务器以及云服务器，所述录播/直播服务器和第一跟踪摄像机均连接在主机上，所述第一跟踪摄像机用于对课堂上的教师进行摄像；所述云服务器用于与所述录播/直播服务器实现双向信号的传输；

所述主机由中央控制板、投影仪、电脑主板以及第二跟踪摄像机构成，所述第一跟踪摄像机与所述中央控制板通过无线连接，所述录播/直播服务器、投影仪和第二跟踪摄像机均电性连接在所述电脑主板的接口上，所述第二跟踪摄像机用于对课堂上的学生进行摄像；所述中央控制板与所述电脑主板电性连接；

所述中央控制板上还设置有显示屏接口、声控接口、适配器接口、智能家居接口、无线视频发送器、拾音器接口以及音频功放接口；所述显示屏接口上连接有显示屏，所述声控接口上连接有声控装置，所述适配器接口上连接着适配器；所述无线视频发送器用于将第一跟踪摄像机和/或第二跟踪摄像机拍摄的视频发送至外部的无线视频接收显示器；所述拾音器接口上连接有拾音器，所述拾音器用于收集学生上课的声音；所述音频功放接口上连接有扩音器；

所述电脑主板包括主板开机电路、主板供电电路、主板BIOS电路、时钟电路以及复位电路；所述主板供电电路包括CPU主供电模块、DDR内存供电模块、AGP供电模块以及总线供电模块。

在上述的结构中，所述云教育智能系统还包括无线麦克风和翻页笔，且所述无线麦克风和翻页笔通过无线连接在所述中央控制板上，所述麦克风用于收集教师上课的声音。

在上述的结构中，所述智能家居接口包括RS232接口、RS485接口以及URRT接口，通过所述的RS232接口、RS485接口或URRT接口连接有电子门铃对讲机、声控板、灯光控制装置、空调温度湿度调节装置以及PM2.5监测装置。

在上述的结构中，所述智能家居接口还通过Zigbee与外部的天然气报警器实现信号的传输。

在上述的结构中，所述云教育智能系统还包括多个蓝牙WIFI音箱，且多个蓝牙WIFI音箱均通过蓝牙或wifi与所述电脑主板连接。

在上述的结构中，所述第一跟踪摄像机通过wifi无线连接在所述的中央控制板上。

在上述的结构中，所述电脑主板上具有VGA/RGB输入接口，通过该VGA/RGB输入接口连接至教师电脑。

在上述的结构中，所述电脑主板上还设置有视频群聊接口，该视频群聊接口用于连接至用户终端。

在上述的结构中，所述电路主板还包括电脑主板声卡电路。

在上述的结构中，所述中央控制板上还设置有USB接口、HDMI接口、RJ45接口、MIC接口、LINE接口、SIM接口、VGA接口以及IR接口。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型的云教育智能系统将第一跟踪摄像机、第二跟踪摄像机、投影仪、蓝牙音箱、无线录音、遥控以及云服务器集于一身，各个设备协调工作，实现空间的节俭，使用方便；在课堂录播中，两部云台摄像机协调工作，一台自动跟踪拍摄教师移动，教师与学生互动时，自动切换另一部摄像机记录学生课堂表现；蓝牙音箱扩大教师语音与音频资源；主机中，集第二跟踪摄像机、电脑主板、投影仪于一身，克服兼容性问题，实现占用空间小，功能多样化的效果；第一跟踪摄像机、拾音器、蓝牙音箱、无线麦克风由一体化主机同一分配管理，资源与云端服务器对接，将现场情景记录云端，发布于互联网，实现资源共享。

【附图说明】

图1为本实用新型的云教育智能系统的框图。

图2为本实用新型的云教育智能系统的具体实施例图。

图3、图4为本实用新型的云教育智能系统的主板开机电路的具体实施例图。

图5为本实用新型的云教育智能系统的主板供电电路的框图。

图6为本实用新型的云教育智能系统的CPU主供电模块的电路结构图。

图7、图8、图9为本实用新型的云教育智能系统的DDR内存供电模块的电路结构图。

图10、图11为本实用新型的云教育智能系统的AGP供电模块的电路结构图。

图12为本实用新型的云教育智能系统的总线供电电路的电路结构图。

图13为本实用新型的云教育智能系统的时钟电路的电路结构图。

图14、图15为本实用新型的云教育智能系统的的复位电路的电路结构图。

图16、图17、图18、图19为本实用新型的云教育智能系统的BIOS片管脚定义图。

图20为本实用新型的云教育智能系统的使用LPC总线工作的BIOS芯片的电路结构图。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。

参照图1、图2所示，本实用新型揭示的一种云教育智能系统，包括主机10、第一跟踪摄像机20、录播/直播服务器30以及云服务器40，所述录播/直播服务器30和第一跟踪摄像机20均连接在主机10上，所述第一跟踪摄像机20用于对课堂上的教师进行摄像；所述云服务器40用于与所述录播/直播服务器30实现双向信号的传输；结合图2所示，所述主机10由中央控制板、投影仪、电脑主板以及第二跟踪摄像机构成，所述第一跟踪摄像机与所述中央控制板通过无线连接，所述第一跟踪摄像机通过wifi无线连接在所述的中央控制板上。所述录播/直播服务器30、投影仪和第二跟踪摄像机均电性连接在所述电脑主板的接口上，所述第二跟踪摄像机用于对课堂上的学生进行摄像，所述中央控制板与所述电脑主板电性连接；所述中央控制板上还设置有显示屏接口、声控接口、适配器接口、智能家居接口、无线视频发送器、拾音器接口以及音频功放接口；所述显示屏接口上连接有显示屏，所述声控接口上连接有声控装置，所述适配器接口上连接着适配器；所述无线视频发送器用于将第一跟踪摄像机和/或第二跟踪摄像机拍摄的视频发送至外部的无线视频接收显示器；所述拾音器接口上连接有拾音器，所述拾音器用于收集学生上课的声音；所述音频功放接口上连接有扩音器。在本实施例中，所述电脑主板包括主板开机电路、主板供电电路、主板BIOS电路、时钟电路以及复位电路；所述主板供电电路包括CPU主供电模块、DDR内存供电模块、AGP供电模块以及总线供电模块，所述电路主板还包括电脑主板声卡电路；对于所述的电脑主板，本实用新型将在后续进行详细的描述。

继续参照图1、图2所示，所述云教育智能系统还包括无线麦克风和翻页笔60，以及多个蓝牙WIFI音箱50，所述无线麦克风和翻页笔60通过无线连接在所述中央控制板上，所述麦克风用于收集教师上课的声音；所述多个蓝牙WIFI音箱50均通过蓝牙或wifi与所述电脑主板连接，图1中，还包括一学习型无线遥控器70，该学习型无线遥控器70与主机进行无线信号的传递。另外，所述中央控制板上还设置有USB接口、HDMI接口、RJ45接口、MIC接口、LINE接口、SIM接口、VGA接口以及IR接口。

在本实施例中，所述智能家居接口包括RS232接口、RS485接口以及URRT接口，通过所述的RS232接口、RS485接口或URRT接口连接有电子门铃对讲机、声控板、灯光控制装置、空调温度湿度调节装置以及PM2.5监测装置。所述智能家居接口还通过Zigbee与外部的天然气报警器实现信号的传输。

对于所述的电脑主板，所述电脑主板上具有VGA/RGB输入接口，通过该VGA/RGB输入接口连接至教师电脑；所述电脑主板上还设置有视频群聊接口，该视频群聊接口用于连接至用户终端。

通过上述的结构，我们对本实用新型的云教育智能系统的工作过程进行详细的描述，首先开启主机，主机的中央控制板、电脑主板、第二跟踪摄像机以及投影仪同时启动，启动第一跟踪摄像机、蓝牙WiFi音箱以及录播/直播服务器，并开启主机中自动录/直播软件，在本实施例中，所述的自动录/直播软件运行于Windows操作系统上，或者运行于Kylin os麒麟操作系统上；此后即可实现课堂自动录播和直播。在工作中，第二跟踪摄像机用于对课堂上的学生进行摄像，第一跟踪摄像机20用于对课堂上的教师进行摄像，第一跟踪摄像机和第二跟踪摄像机将信号发送至主机的电脑主板，实现课堂的动态录播，记录教师与学生的互动情况。投影仪投影教师教学文件信息，音频通过蓝牙WiFi音箱推送放大。拾音器采集学生课堂声音信息，无线麦克风采集教师声音，并将音频信号反馈至主机的电脑主板，同时将教师声音通过主机推送至蓝牙WiFi音箱进行方法，并实现真人发音。主机将采集的音、视频信息连接至录播/直播服务器，并上传至云服务器，用户通过远程终端访问获取教学资源。

另外需要说明的是，本实用新型的云教育智能系统通过投影仪的作用，可以直接将第一跟踪摄像机和/或第二跟踪摄像机拍摄的图像进行投影。具体的，在所述电脑主板上具有多个与投影仪连接的接口，包括PC HDMI IN接口、External HDMI IN接口、DLP AudioOUT接口、External VGA IN接口、External IR IN接口、LP controll touchpad-key*9接口、DLP and PC comunication–UART接口。通过上述的接口的设置，将投影仪直接与电脑主板进行通信，另外由于第一跟踪摄像机连接于中央控制板上，中央控制板与电脑主板电性连接，第二跟踪摄像机连接于电脑主板上，因此第一跟踪摄像机和第二跟踪摄像机拍摄的视频可以直接通过投影仪进行投影；也可以将视频存储在录播/直播服务器内，或者直接上传至云服务器中，用于则可以通过远程终端访问以获取教学资源。

对于所述的电脑主板，包括主板开机电路、主板供电电路、主板BIOS电路、时钟电路以及复位电路；所述主板供电电路包括CPU主供电模块、DDR内存供电模块、AGP供电模块以及总线供电模块，所述电路主板还包括电脑主板声卡电路。

如图3所示，主板开机电路又叫软开机电路,是利用电源的工作原理，在主板自身上设计的一个线路，此电路以南桥或I/O 为核心，由门电路、电阻、电容、二极管（少见）三极管、门电路、稳压器等元件构成，整个电路中的元件皆由紫线5V 提供工作电压，并由一个开关来控制其是否工作，如图3所示，当操作者瞬间触发主板上POWER开关之后，在POWER 开关上会产生一个瞬间变化的电平信号，即0 或1 的开机信号，此信号会直接或间接地作用于南桥或I/O 内部的开机触发电路，使其恒定产生一个0 或1 的的信号，通过外围电路的转换之后，变成一个恒定的低电平并作用于电源的绿线。当电源的绿线被拉低之后，电源就会输出各路电压（红5V、橙3.3V、黄12V 等）向主板供电，此时主板完成整个通电过程。

对于所述的主板开机电路，在本示例中，以INTEL 主板83627HF 作为一具体实施例，如图4所示，W83627系列I/O 在Intel 芯片组的主板中从Intel810 主板开始，到目前的主板当中，都有广泛的应用，而且在实际维修中极容易损坏。下面我们INTEL芯片组上最常见的83627HF开机电路图为例，讲解开机电路的具体工作流程。参照图4所示，具体工作流程如下：

1、插上ATX 电源后，82801DB 的南桥得到3.3VSB 和1.5VSB 待机电压，5VSB 给I/O 芯片83627HF的61脚提供5VSB待机电压，图中的CMOS跳线安装在1、2 脚位置，南桥CMOS电路工作正常，32.768K 的实时晶振产生起振电压，32.768K的晶振起振后将此频率送到南桥。

2、83627Hf 的61脚上是由5VSB紫色线提供的待机电压，提供I/O 内部的开机触发电路工作所需要的供电。

3、点PWR开关，83627HF 的68 脚上得到一个高电平，67脚经内部电路逻辑给南桥送出一个3.3V 到0V 的电压跳变，此信号叫做PWRBTN_SB#信号，南桥收到此信号后，给I/O芯片的第73 脚送出SLP_S3#信号，I/O 收到此信号后，在72脚送出一个持续的低电平，将绿线电压拉低，完成开机。

图4中红色框内为CMOS电路原理图，图中所示跳线为CMOS 跳线，2脚接入南桥RTCTST#脚，此信号脚为RTC实时振荡电路复位引脚，低电平有效，当低电平时将清除南桥内部CMOS电路设置。当ATX电源有5VSB供电时，5VSB经过二极管D1给CMOS跳线2脚3V左右电压，当断开ATX供电时，由CMOS电池为2脚继续提供高电平。这就是为什么主板放置很久还可以保存CMOS设置及CMOS时间可以准确走时的原因。当跳线安装在2-3位置的时候，则会清除CMOS设置，32.768K 晶振停振。此时主板无法加电。当主板无法保存CMOS 设置时，则应检修此电路，常见的为二极管D1或者D2损坏造成的。

需要说明的是，对于所述的主板开机电路，还具体其他种类的电路结构，并说明书中仅以上述的方案为最佳实施例，但该实施例并不对本实用新型的范围构成任何影响。

如图5所示，我们对主板供电电路进行详细的说明，图5为所述主板供电电路的框图，该主板供电电路的输出为1.5V、2.5V、3.3V以及Vcc，对于所述的主板供电电路，主要分为以下几个供电模块进行讲解：

1、CPU 主供电模块，也称为VRM模块。CPU主供电一般称为V-CORE。

2、DDR内存供电模块，分别为DDR_VCC，内存主供电，电压为2.5V及DDR_VTT，负载电压，也可称为辅助电压，电压为1.25V。

3、AGP 供电模块，也成为AGP_VDDQ。

4、总线供电模块，不同的芯片组需要不同的供电电压，常见的为1.5V、2.5V、1.8V。

对于所述的CPU主供电模块，CPU主供电的大致构成及工作原理如下：如图6所示，CPU主供电是CPU工作的必须条件，主要由电源IC、场效应管、电感线圈、电容等组成，有时会再加入稳压二极管、三极管组成CPU主供电路。现有技术中的主板基本上都为开关电源供电方式，将输入的直流电通过一个开关电路转换为宽度可调的脉冲电流，然后再通过滤波电路转换回直流电。通过PWM 控制器IC芯片发出脉冲信号控制MOSFET 场效应管轮流导通和关闭。参照图6所示，主板通电后，电源IC（又叫PWM Control）开始工作，发出脉冲信号，使得两个场效应管轮流导通，当负载两端的电压VCORE（如CPU 需要的电压）要降低时，通过场效应管的开关作用，外部电源对L2 进行充电并达到所需的额定电压。当负载两端的电压升高时，通过场效应管的开关作用，外部电源供电断开，L2释放出刚才充入的能量，这时的L2就变成了电源继续对负载供电。随着L2上存储能量的消耗，负载两端的电压开始逐渐降低，外部电源通过场效应管的开关作用又要充电。依此类推在不断地充电和放电的过程中就行成了一种稳定的电压，永远使负载两端的电压不会升高也不会降低。对于CPU主供电，包括单相CPU供电电路和多相CPU供电电路，在本实用新型的此实施例中则不再详细阐述。

对于所述的DDR内存供电模块，此处进行详细的说明，内存分为SDR和DDR两种：（1）SDR 内存，主要用于P3主板当中，供电为3.3V，一般由ATX电源的橙色线直接提供，有时也会通过主板上的3.3V供电电路产生。此电路相对比较简单，不再列举。（2）DDR 内存，主要用于P4主板当中，供电为2.5V,电压不再是通过+3.3V，而是通过+5V来调整；845GE/PE 的DDR核心电压是2.5V，是从+5V 和+5VSB 调节而来。具体来说，+5V 通过一个2.5V调节器调整成2.5V的电压，同时+5VSB也通过2.5V备用调节器调整成2.5V电压，这两路2.5V电压联合为DDR内存Vdd/Vddq供电，另外，内存模组的Vtt电压也由这个2.5V电压调整而来。

参照图7所示，为第一种2.5V供电产生方式的电路结构示意图，图7为由LM358控制场管产生2.5VDDR供电的电路。在主板上比较常见此类设计，358的同相输入端为5V供电，反相输入端为低电平，此时1叫输出高电平，2.5VDDR反馈通过1K电阻接反相输入端，用来调整1脚输出，此供电电路中，LM358及场管容易损坏，LM358 12V 供电所接的C459帖片电容漏电也会导致LM358无法正常工作。

参照图8所示，为第二种2.5VDDR供电产生方式的电路结构示意图，由HIP 公司的生产的ISL 6520电源辅助IC控制场管产生2.5VDDR供电，其基本工作原理和CPU主供电相同，6520通过控制Q40、Q41 轮流导通，经L26 电感，给内存供电。此电路常见于865档次主板中，输出电流相对较大，可以提供较大功率输出。

参照图9所示，为1.25V负载电压产生方式的电路结构示意图，RT9173第一脚接2.5VDDR 供电，5、6、7、8 脚接橙色3.3V，第3脚为2.5V经两个10K电阻分压得到的1.25V基准电压，第4 脚输出负载电压，接DDR内存的负载排阻，给内存的AD线提供上拉电压。

对于所述的AGP供电模块，AGP供电根据AGP标准不同分为3.3V和1.5V供电。APG 2X显示卡使用3.3V核心供电，AGP4X显卡为1.5V，AGP8X 显卡为0.8V。在8X的显卡中，主板AGP供电电路提供的工作电压仍为1.5V，但在信号传输上，使用0.8V的电压。那么在主板的AGP供电插槽就可以分为两大类：一为AGP2X/4X自适应插槽，二为APG4X/8X自适应插槽。下面我们分别讲述这两类插槽的供电原理。

主板上的AGP 插槽可分为以下几种：

（1）AGP3.3V插槽主板3.3V槽，TYPEDET#针（2A Pin）、GC_DET#针（3A Pin）、MB_DET#针（11A Pin）还没有定义，故开路。66A、66B（Vref）也是开路。I/O 信号（Vddq）电压3.3V。只能插AGP3.3V显卡。如440LX 主板。

（2）AGP1.5V插槽主板1.5V槽，TYPEDET#针（2A Pin）接地，不能识别开路状态，GC_DET#针（3A Pin）、MB_DET#针（11A Pin）开路。66A、66B（Vref）接入主板电路。可以插AGP 通用、AGP3.0_1.5V、AGP3.0 通用显卡。对于AGP3.0_1.5V和AGP3.0通用显卡来说，也只能提供1.5V I/O电压（0.8V是由显卡转换），速度只能是4X。如845主板。

（3）AGP2X/4X显卡通用主板通用槽，TYPEDET#针（2A Pin）可以识别AGP3.3V，AGP1.5V 显卡，从而正确设定I/O电压（Vddq）。GC_DET#针（3A Pin）、MB_DET#针（11A Pin）开路。66A、66B（Vref）接入主板电路。可以插入前面列出的四种显卡。对于AGP3.0_1.5V和AGP3.0 通用显卡来说，也只能提供1.5V I/O 电压（0.8V是由显卡转换），速度只能是4X。此外，由于AGP3.0还有其他信号的改变，很有可能导致显卡不能正常工作，特别是一些低档显卡，如815 主板。

（4）AGP 4X/8X 显卡通用主板1.5V槽，通过GC_DET#信号（3A Pin）识别AGP3.0和AGP1.5V显卡。可以插入除3.3V以外的三种显卡。MB_DET#针（11A Pin）接地，可以向显卡提供AGP3.0主板信号。66A、66B（Vref）接入主板电路。AGP2.0的显卡传输速度1x，2x，4x。AGP3.0的显卡传输速度8x，4x。1.5V槽已经从物理上拒绝AGP3.3V显卡插入，TYPEDET#针（2APin）只能用于识别AGP1.5V 显卡，如865主板。

AGP 2X/4X 插槽主板核心核心供电（图中标识为VDDQ）产生方式参考图，如图10所示，当不插显卡或插上AGP2X显卡的时候，TYPEDET#此信号引脚开路，Q20三极管处于导通状态，拉低第2脚电压，根据运算放大器的工作原理，3脚与2脚电压差达到最大值，此时1脚输出电压达到最高值，约12V，则场效应管Q1的2、3脚完全导通，VDDQ输出电压为3.3V。当插上AGP4X 显卡，TYPEDET#引脚接地，Q20的D、S 极截止，LM324的2 脚电压上升，3脚与2脚电压差变小，1脚输出电压也变低，场效应管的G极控制电压变低，VDDQ核心电压输出1.5V。

APG4X/8X显卡工作模式识别原理见图11，为1.5VAGP插槽，根据显卡上的G_DET#脚，来自动识别AGP4X/8X 显卡，确定其工作模式。AGP4X显示卡插入AGP插槽，G_DET#脚悬空，为开路，则三极管Q42导通，场效应管Q43截止，VCC_AGP 经过带电阻R221、R226 分压，得到0.75V的AGP_REF 电压，接入主板北桥。

AGP8X显示卡插入AGP插槽，G_DET#为地电位，则三极管Q42截止，场效应管Q43导通，VCC_AGP通过R221、R226、R216电阻分压得到AGP_REF电压为0.35V，接入北桥。北桥根据获得的AGP_VREF电压，即可确定与显示卡的工作模式。

对于所述的总线供电电路，南北桥总线电压供电，在P4档次的主板中，南北桥是通过专门设计的总线进行数据传输的，在Intel 的主板中，叫做HUB LINK总线，VIA的叫做V-LINK 总线，SIS 的则叫做妙渠总线。不同的南桥需要的总线供电电压是不同的。其产生方式参考图12。常见南桥所需要的通讯总线电压见下表。

对于所述的时钟电路，下面我们对时钟电路的构成及工作原理进行说明，在主板上，各种设备都需要在统一的节拍下协同工作，如果主板上的时钟不同步会造成各种各样的故障，轻则死机、不稳定；重则系统不能正常运行。

时钟电路以晶振（14.318MHZ）和时钟芯片(又叫分频处理器)为核心，主板通电之后，电源通过电路转换之后向时钟芯片供电，时钟芯片在主板上的供电一般为2.5V和3.3V，时钟芯片供电正常后开始工作，和晶振一起产生振荡，在晶振的两个脚上都可以测到波形，晶振的两个脚之间的阻值在400-750欧姆之间，两个脚上都有1.5V左右的电压，由时钟芯片提供，晶振产生的频率总和是14.318MHZ。之后时钟芯片会把14.318MHZ的基准时钟分割成不同周期，然后再对每个不同周期的频率信号进行升频或者降频，产生不同频率的时钟信号，通过时钟芯片的外围电路，直接发出为主板上的其他设备提供时钟信号。在主板上，时钟线比AD线要粗一些，并带有弯曲。

下面以845主板上的实际电路图见图13，讲解时钟电路的工作过程。VCC3 通过FB1给时钟芯片提供3.3V供电，FB1在实际的电路中，是一个贴片电感，此3.3V供电是时钟芯片工作的最基本条件。CPU供电正常后，通过电路，给时钟芯片的第19脚发出VTT_PWRGD#信号，南桥给时钟芯片的20脚发出PWROK信号，时钟芯片开始工作，给时钟晶振X2发出起振电压，X2起振后，给时钟芯片一个14.318MHZ 的频率，时钟芯片得到此频率后，经过内部叠加、分割处理，得到14.318M、33M、66M、48M、100M 的时钟频率，经过它旁边的220、330的排阻送到南桥、北桥、PCI、CPU、I/O、BIOS 等各设备。

在有些主板上，有两个时钟芯片，没有连接晶振的时钟芯片是专门为北桥及内存提供时钟的。在早期的主板中，如815之前的主板，时钟芯片是有两组供电的，分别为2.5V和3.3V，其中2.5V供电也是通过一个贴片电感给时钟芯片供电，此供电一般和CPU的外核供电连接，是由一个电路产生的。不同类型或档次的主板芯片组，需要的时钟电路不同，其时钟体系也是不同的，本实用新型则不再详细阐述。

对于所述的复位电路，如图14所示，本实用新型提出了一具体实施例，主板上的复位信号一般都由南桥产生，当ATX电源工作时，灰线会在瞬间有一个延迟（相对于电源其它的各路电压输出延迟）的动作，产生一个由0-1变化的电平信号，这个瞬间变化的电平信号会直接或间接的作用于南桥内部的复位系统控制器，首先让南桥复位，当南桥复位后，就会产生不同的复位信号直接或者间接的送到各个设备去。

当主板在运行工程中，出现意外问题，需要强行复位时,就通过Reset来实现，Rsest键一端为低电平(一般接地)，一端为高电平(由红线或橙线间接提供)，通常为3.3V并和南桥内的复位系统控制器直接或间接的相连,当短接Reset后，通过相关电路，把南桥中复位系统控制器的输入端电平拉低，开始工作，并再次向系统设备发送复位信号，实现电脑的重启。

主板上的复位一般都是南桥为中心的，当然也有例外情况，在一些名牌大厂设计的主板上，设计有专用的芯片及电路，用来产生各设备的复位，如ASUS的AS-016、MSI 的MS-5芯片等。我们在实际维修中所检修的复位电路，主要是指从RST开关到南桥，ATX灰色线到南桥的电路。最终目的是检修是否有低电平去触发南桥。

参照图15所示，对于所述的复位电路，本实用新型提出了一具体实施例，图15为MS-6552复位电路图，其自动复位过程如下：当主板通电后，灰色线延时输出低电平，给74HCT07的第11脚，输入一个低电平，74HCT07 的第10脚输出低电平，经330电阻，给74HCT14（非门）的第3 脚，第4脚输出高，入第5 脚，第6脚输出低电平给南桥，南桥收到复位信号后，发出复位信号，一路经两个三极管逻辑电平转换给IDE 复位，另一路经74HCT07跟随器后，给PCI、AGP、北桥分别复位。CPU 的复位是由北桥发出的，这个是在任何主板上都是不变的。手动复位过程如下：点击RST开关，直接给74HCT14 的第3脚输入一个低电平，经过74HCT14逻辑给南桥发出低电平，过程如上所述。

对于所述的主板BIOS电路，下面我们对主板BIOS电路的工作原理进行说明。

BIOS，意即基本输入/输出系统，与其它软件相同，都需要存储器做载体，只不过这种载体不是常见的随机存储器（RAM），而只是只读存储器（ROM）。目前几乎所有主流主板的BIOS使用的都是29、39、49 系列的ROM，而它也正是CIH病毒攻击主板的主要目标。

当处理器需要对该芯片进行读写操作时，首先必须选中该芯片，即在“CE#”端送出低电平，然后，再根据是读指令还是写指令，将相应的“OE#”引脚或“WE#”引脚拉至低电平，同时处理器要通过地址线送出待读取或写入芯片指定存储单元的地址，把该存储单元中的数据读出或者将数据线上的数据写入到指定的存储单元中，完成一次读或写操作。由此可见，BIOS并非处于主板上的特殊位置，也并非什么特殊设备，它就挂在主板的总线上，并受CPU 的控制完成读写操作。

BIOS(Basic Input-Output System)，既基本输入/输出系统，实质上是最层的ROM管理程序，其内部包括整机系统中最重要的开机上电自检程序，系统启动自举程序，基本输入/输出中断服务程序，系统信息参数设置程序等等。下面分别介绍这4个主要功能模块。

1、开机(POST)上电自检。

机器接通电源后，系统有一对各部件和设备进行检查的过程，这是由BIOS中一个上电自检程序POST(Power On Self Tset)来完成的。它包括对主板上的CPU，芯片组，主存储器，CMOS 存储器，在板I/O 接口以及显卡，软盘/硬盘子系统和键盘/鼠标等地测试，自检中若发现问题，系统将会给出屏幕信息并鸣笛报警。

2、系统启动自举程序

在完成POST自检后，BIOS将按照系统CMOS设置中的启动顺序搜寻软盘驱动器A、硬盘驱动器C、CD-ROM、网络服务器等有效的启动驱动设备，读入操作系统的引导记录，然后将系统控制权移交给引导记录，由引导记录完成操作系统的启动。

3、BIOS 中断服务程序

这是系统软、硬件之间的一个可编程接口，操作系统对软盘、硬盘、光驱、鼠标、键盘和显示器等外围设备的管理即建立在系统BIOS的这一功能上。

4、BIOS 系统参数设置程序

即使是使用同一型号主机板装配的电脑，其部件的配置也可以差别极大，因此应对每台机器的具体配置首先进行登记才能达到识别、诊断与管理的目的。这些配置信息就是放在一块可读写的CMOS RAM芯片中的，他除了保存着系统的CPU、存储器、软盘/硬盘驱动器、显示器、键盘和鼠标等部件的信息外，还有年月日时分秒等日期信息。

BIOS 芯片的各脚定义和工作原理，对于所述的BIOS芯片，主板上常见BIOS 芯片按照封装方式分为两种，一种为长方形，也成为DIP封装，双列直插式，另一种是方形的，称为PLCC封状。按照系列分为29、39、49 系列其中29、39 系列多为5V 供电，49系列多为3.3V供电。按照容量常见的有1M、2M、4M，目前的主板大部分使用2M和4M的BIOS 芯片。常见的几种BIOS 芯片管脚定义图见图16、图17、图18以及图19。

图16、图17是Winbond w29c020 芯片的管脚示意图，首先认识下这个BIOS 芯片，W29C020，表示此芯片为Winbond(华邦)29 系列,“020”则表示为2MBIOS 芯片。再如：SST39SF040 表示SST 的39 系列，4M 芯片。

BIOS 芯片容量2M 或者是4M，指的是2MBit 或者是4MBit，那么对应的BIOS 程序容量根

据以下计算：

1M=1024Kbit，8Bit=1Byte，

那么1M 的BIOS 芯片可以刷写128Kbyte的BIOS程序，2M的BIOS芯片可以刷写256Kbyte的BIOS 程序，4M 的BIOS 芯片可以刷写512Kbyte 的BIOS 程序。

从图中可看出，其管脚按功能可分成四大部分，分别为电源脚、地址脚、数据脚和控制脚，上面已写出,其中的地址脚、数据脚和控制脚分别和主板的地址总线、数据总线、控制总线相连。在控制脚中，“WE#”引脚和“OE#”引脚是控制芯片写入、输出数据的使能端，“CE#”引脚为芯片的片选端，。

VCC：表示供电。有5V，3.3V。

VPP：表示编程电压。12V，5V，3.3V，0V。

VSS：表示地线。

A：表示地址信号：1M 的BIOS 芯片有17 根线；

2M 的BIOS 芯片有18 根地址线。

D：表示数据信号：有8 根数据线。

WE#:表示读/写信号：高电平表示读,低电平表示写。此信号由南桥发出。

OE#:表示数据允许输出信号。此信号由南桥发出。

CE#/CS#:表示片选信号。此信号由南桥发出。

图18为Intel 的82802AB 芯片的管脚定义图，此类BIOS 芯片又称为固件中心（FWH），通常在Intel810 以及后期的芯片组主板中使用。其工作方式与29、39 系列的BIOS芯片不同，其主要工作条件供电（3.3V）、时钟（33MHZ）、复位（3.3—0V 跳变）。分别为芯片第32 脚、31 脚、2 脚。

图19为SST49LF002 的引脚定义图，“（）”表示的为其在FWH 架构的工作模式下的引脚定义。

BIOS工作原理如下，29和39系列的BIOS一般在ISA总线下工作，49系列的BOIS多在LPC总线下工作，ISA架构的BIOS芯片，主要在VIA和SIS等的P4，K7主板上使用，工作电压为5V，LPC架构的BIOS芯片，使用在VIA和INTEL及NVIDIA的P4，K7,K8 等主板上。工作电压为3.3V。我们分别讲解这两种总线的工作方式。

对于使用ISA总线工作的BIOS芯片，是通过ISA总线来和南桥进行数据交换的，当CPU被复位，后在第一个工作周期，就会发出寻址指令，通过南桥，选中BIOS的22脚CS#脚，此时我们可以用示波器量到一个低电压跳变，然后南桥将BIOS的24脚OE#置为低电平，然后读取BIOS中的数据。

对于使用LPC总线工作的BIOS 芯片工作方式见图20。图20中，LAD0~LAD3（LPCCommand、Address、Data）这四讯号线用来传输LPC Bus的命令、地址和数据。LREAME（LPCFrame） 当这个讯号有效时，指示开始或结束一个LPC 周期。INIT#信号为BIOS 的初始化信号。这个BIOS 的最基本工作条件即供电（VCC3）、时钟（31 脚，33Mhz）、复位（2 脚，PCI_RST，在Intel 架构主板上由I/O 发出），CPU 发出寻址指令后，南桥发出INIT#初始化信号，正常INIT#信号可以用示波器量到一个3V的电压，然后从LAD0~LAD3 读取BIOS 数据。

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本实用新型的云教育智能系统，与现有技术相比，其优势主要凸显在以下三个方面，现在我们针对这三个方面进行详细的描述。

1、低成本高性能录播、直播教室，智能音频系统，硬件设施一体化，省时、省力、省成本。

传统的精品教室为了能达到满足教学需求，在装修方面对声学方面要求严格，对教室的顶棚、四周墙壁、地面、窗帘等进行吸音、静音、降噪等处理。在设备投入方面需要购置互动录播机、智能导播台、老师图像锁定自动跟踪系统、学生图像锁定自动跟踪系统、板书传感器、高清摄像机、数字处理器、无源扩声音箱、录音话筒等。巨额的装修费，购置昂贵的设备，边远的农村无法承受这笔巨额开销，不符合中国的国策（人人通、班班通、校校通），无法普及。

为了真正实现人人通、班班通、校校通，需要打造低成本、高技术代替现有精品教室方案。本实用新型的云教育智能系统实现不需要重新装修教室，将教室的老师手持无线话筒或者头戴无线话筒、学生利用多个无线拾音器收集声音、无线音箱、无线老师图像锁定自动跟踪系统、学生图像锁定自动跟踪系统等价格低廉性能优越设备组合一起，实现传统教室的吸音、静音、降噪等处理，实现师生互动、趣味性教学；让中国每个村庄都能承受低开销就能达到能达到甚至超越传统教室水准。

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采用运动跟踪分析、人脸识别等软件算法技术可以实现录播、直播、师生智能考勤、远程监控等功能。传统的填鸭式教学缺乏趣味性，干燥无味，无法提高学生学习兴趣及效率。现代的教育，通过无线话筒声音老师和学生即时通话互动、通过无线摄像生动地录制或者远程播放等配套设备，可以看作是师生进行一种生命与生命的交往、沟通，把教学过程看作是一个动态发展着的教与学统一的交互影响和交互活动过程，在这个过程中，通过优化“教学互动”的方式，即通过调节师生关系及其相互作用，形成和谐的师生互动、生生互动、学习个体与教学中介的互动，强化人与环境的交互影响，以产生教学共振，达到提高教学效果的一种教学结构模式。双向视频交互及课件录播功能的互动教学平台系统，满足地区所有学校、教育局之间跨地区远程教师培训、远程讨论评估，考场实时监控、网络视频会议、远程教学辅导、课程网络直播、远程述职答辩、学术研讨网络会议、考前互动答疑等信息沟通，帮助教育行政部门组织一些优秀教师录制课件、开设同步教学课程，解决当地师资与教育资源不平衡现象，实现当地教育均衡发展；通过网络开展教研活动，统一备课、统一教学进度，整体提升当地教育信息化水平和中小学教师 在信息技术环境下的教育教学水平，全面提升教学质量。

3、以人为本，简单易控。

本实用新型的云教育智能系统功能高度集成，一体机设备内嵌直播、录播、点播、触控、图像跟踪、视频会议、教学互动、教学分析、本地监控于一体，不仅可以单独操控，还能集中管理。系统在整体设计上注重用户体验，从管理者、使用者、实施者的角度出发，以人为本，力求在功能上做到“实用”，在操控上做到“简易”。系统全面支持各种设备跨平台浏览器访问直播、点播及实现部分核心功能的APP模式控制管理；可通过网络远程导播，自动或手动进行实时导播，通过后期导播软件更加明确体现教师授课意图；轻松实现WEB在线编辑课件，多路音视频同步裁剪，无需安装任何软件；在点播课件的同时可实时点评，点评内容与课件同步，教师可根据评论进行内容的调整和自身教学水平的提升。系统同时坚持可扩展性，为学校用户充分考虑到二次开发及升级的余地。学校可在校园录播系统的基础上进行升级，不破坏原有结构，充分利用现有设备与系统，只需添加相应设备，系统基础框架与业务应用扩展无缝集成，轻松部署，使学校用户有更多的选择余地。在后期的运营维护中还能实现软件的远程升级和在线升级的功能。

以上所描述的仅为本实用新型的较佳实施例，上述具体实施例不是对本实用新型的限制。在本实用新型的技术思想范畴内，可以出现各种变形及修改，凡本领域的普通技术人员根据以上描述所做的润饰、修改或等同替换，均属于本实用新型所保护的范围。

Claims (10)

1.一种云教育智能系统，其特征在于：包括主机、第一跟踪摄像机、录播/直播服务器以及云服务器，所述录播/直播服务器和第一跟踪摄像机均连接在主机上，所述第一跟踪摄像机用于对课堂上的教师进行摄像；所述云服务器用于与所述录播/直播服务器实现双向信号的传输；

所述主机由中央控制板、投影仪、电脑主板以及第二跟踪摄像机构成，所述第一跟踪摄像机与所述中央控制板通过无线连接，所述录播/直播服务器、投影仪和第二跟踪摄像机均电性连接在所述电脑主板的接口上，所述第二跟踪摄像机用于对课堂上的学生进行摄像；所述中央控制板与所述电脑主板电性连接；

所述中央控制板上还设置有显示屏接口、声控接口、适配器接口、智能家居接口、无线视频发送器、拾音器接口以及音频功放接口；所述显示屏接口上连接有显示屏，所述声控接口上连接有声控装置，所述适配器接口上连接着适配器；所述无线视频发送器用于将第一跟踪摄像机和/或第二跟踪摄像机拍摄的视频发送至外部的无线视频接收显示器；所述拾音器接口上连接有拾音器，所述拾音器用于收集学生上课的声音；所述音频功放接口上连接有扩音器；

所述电脑主板包括主板开机电路、主板供电电路、主板BIOS电路、时钟电路以及复位电路；所述主板供电电路包括CPU主供电模块、DDR内存供电模块、AGP供电模块以及总线供电模块。

2.根据权利要求1所述的一种云教育智能系统，其特征在于：所述云教育智能系统还包括无线麦克风和翻页笔，且所述无线麦克风和翻页笔通过无线连接在所述中央控制板上，所述麦克风用于收集教师上课的声音。

3.根据权利要求1所述的一种云教育智能系统，其特征在于：所述智能家居接口包括RS232接口、RS485接口以及URRT接口，通过所述的RS232接口、RS485接口或URRT接口连接有电子门铃对讲机、声控板、灯光控制装置、空调温度湿度调节装置以及PM2.5监测装置。

4.根据权利要求3所述的一种云教育智能系统，其特征在于：所述智能家居接口还通过Zigbee与外部的天然气报警器实现信号的传输。

5.根据权利要求1所述的一种云教育智能系统，其特征在于：所述云教育智能系统还包括多个蓝牙WIFI音箱，且多个蓝牙WIFI音箱均通过蓝牙或wifi与所述电脑主板连接。

6.根据权利要求1所述的一种云教育智能系统，其特征在于：所述第一跟踪摄像机通过wifi无线连接在所述的中央控制板上。

7.根据权利要求1所述的一种云教育智能系统，其特征在于：所述电脑主板上具有VGA/RGB输入接口，通过该VGA/RGB输入接口连接至教师电脑。

8.根据权利要求1所述的一种云教育智能系统，其特征在于：所述电脑主板上还设置有视频群聊接口，该视频群聊接口用于连接至用户终端。

9.根据权利要求1所述的一种云教育智能系统，其特征在于：所述电路主板还包括电脑主板声卡电路。

10.根据权利要求1所述的一种云教育智能系统，其特征在于：所述中央控制板上还设置有USB接口、HDMI接口、RJ45接口、MIC接口、LINE接口、SIM接口、VGA接口以及IR接口。