CN206402265U - 多媒体教室监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的多媒体教室监控系统，包括：上位机，所述上位机包括射频集成电路，所述射频集成电路通过网络服务接口定时获取校园一卡通系统与教务系统的数据信息；下位机，包括单片机、输入输出单元、射频读卡器、网络通信器和时钟发生器，所述射频读卡器用于读取校园卡信息，并将读取的校园卡信息发送至上位机进行验证；所述上位机还用于接收一移动终端发出的控制指令，并根据所述控制指令向下位机发送操作指令。本实用新型提供的多媒体教室监控系统，不仅实现了多媒体教室监控系统与校园一卡通系统、教务系统的集成，而且实现了多媒体教室设备的远程监控，降低了硬件成本，提高了监控效果的稳定性。

Description

多媒体教室监控系统

技术领域

本实用新型涉及通信技术领域，尤其涉及一种多媒体教室监控系统。

背景技术

多媒体中央单片机是学校多媒体教室常用的现代化教学设备，目前大部分此类产品为单机版，也就是只能在教室现场对投影机、音响、电脑等周边教学设备进行集中控制。网络版的多媒体中控产品也有一些，但是存在与校园一卡通、教务系统集成困难，大规模使用硬件成本较高，安装部署复杂，不具备移动设备端监控功能等等一系列的问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种多媒体教室监控系统，用以解决现有的多媒体教室监控系统与校园一卡通系统、教务系统集成难度大的问题，在实现多媒体教室设备远程监控的同时，降低控制成本，提高监控的稳定性。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种多媒体教室监控系统，包括：上位机，所述上位机包括射频集成电路，所述射频集成电路通过网络服务接口定时获取校园一卡通系统与教务系统的数据信息；下位机，包括单片机、输入输出单元、射频读卡器、网络通信器和时钟发生器，且所述输入输出单元、射频读卡器、网络通信器和时钟发生器均与所述单片机连接，所述射频读卡器用于读取校园卡信息，并将读取的校园卡信息发送至上位机进行验证；所述上位机还用于接收一移动终端发出的控制指令，并根据所述控制指令向下位机发送操作指令。

优选的，所述输入输出单元向多媒体教室中的多媒体设备发送控制信号，并接受多数多媒体设备的反馈信号。

优选的，所述网络通信器通过TCP协议连接所述上位机。

优选的，所述下位机还包括存储器，所述存储器用于存储校园一卡通数据与教务数据。

优选的，所述存储器存储的数据信息是通过上位机下发的。

优选的，所述上位机每隔一预定时间间隔，向所述存储器下发校园一卡通数据与教务数据。

优选的，所述输入输出单元包括操作面板、继电器控制电路和音视频切换电路。

优选的，所述移动终端为手机或平板电脑。

优选的，所述上位机还包括后台数据库，所述后台数据库从所述下位机实时获取多媒体教室中设备的状态信息。

优选的，所述移动终端定时读取所述后台数据库中的数据，并实时刷新用户交互界面。

本实用新型提供的多媒体教室监控系统，不仅实现了多媒体教室监控系统与校园一卡通系统、教务系统的集成，而且实现了多媒体教室设备的远程监控，降低了硬件成本，提高了监控效果的稳定性。

附图说明

附图1是本实用新型具体实施方式的多媒体教室监控系统结构示意图；

附图2是本实用新型具体实施方式的多媒体教室监控系统中的下位机结构示意图；

附图3是本实用新型具体实施方式的多媒体教室监控系统中的射频读卡器与单片机连接的电路图；

附图4是本实用新型具体实施方式的多媒体教室监控系统中的网络通信器与单片机连接的电路图；

附图5是本实用新型具体实施方式的多媒体教室监控系统中的时钟发生器与单片机的电路图；

附图6是本实用新型具体实施方式的多媒体教室监控系统中的输入输出单元的电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型提供的多媒体教室监控系统的具体实施方式做详细说明。

本具体实施方式提供了一种多媒体教室监控系统，附图1是本实用新型具体实施方式的多媒体教室监控系统结构示意图，附图2是本实用新型具体实施方式的多媒体教室监控系统中的下位机结构示意图。

如图1、2所示，本具体实施方式所述的多媒体教室监控系统，包括上位机11和下位机12。所述上位机11可以为一监控中心网络服务器。所述上位机11包括射频集成电路111，所述射频集成电路111通过网络服务接口(WEB服务接口)定时获取校园一卡通系统14与教务系统15的数据信息。这样一来，就在多媒体教室监控系统与校园一卡通系统14、教务系统15之间建立了数据连接，实现了多媒体教室监控系统、校园一卡通系统14、教务系统15三者的集成。所述下位机12，包括单片机121、输入输出单元125、射频读卡器122、网络通信器123和时钟发生器124，且所述输入输出单元125、射频读卡器122、网络通信器123和时钟发生器124均与所述单片机121连接，所述射频读卡器122用于读取校园卡信息，并将读取的校园卡信息发送至上位机进行验证。为了实现对所述多媒体教室中的多媒体设备(例如笔记本电脑、投影机、台式电脑等)的控制，优选的，所述输入输出单元125向多媒体教室中的多媒体设备发送控制信号，并接受多数多媒体设备的反馈信号。具体来说，用户在所述下位机12上采用校园卡刷卡时，所述射频读卡器122读取所述校园卡中的信息，并将读取的信息发送至所述上位机11，由于所述上位机可以通过网络服务接口获取校园一卡通系统14与教务系统15的数据信息，因而，所述上位机11可以对所述下位机12读取的校园卡信息进行验证，并将验证结果反馈至所述下位机12，所述下位机12根据反馈结果可以执行相应的操作。不仅如此，所述上位机12还用于接收一移动终端发出的控制指令，并根据所述控制指令向下位机发送操作指令。这样一来，所述移动终端即可通过所述上位机12间接控制所述下位机11，实现了远程对多媒体教室中多媒体设备的控制。其具体的实现方式可以是，在所述移动终端安装一第三方应用程序(APP)，所述第三方应用程序可以通过无线网络与所述上位机11进行通信，即用户可以在一移动终端的所述第三方应用程序的界面输入控制指令，所述第三方应用程序再将所述控制指令以数据信号的形式发送至所述上位机11，所述上位机11根据接收到的控制指令，将相应的操作指令发送至所述下位机11，所述下位机根据所述操作指令执行相应的操作。优选的，所述移动终端为手机或平板电脑。

在本具体实施方式中，为了降低成本，且不影响所述多媒体教室监控系统的监控效果，优选的，所述单片机121为Silabs公司的C8051F020单片机。

附图3是本实用新型具体实施方式的多媒体教室监控系统中的射频读卡器与单片机连接的电路图。所述射频读卡器122选用的是Philips公司的MFRC522芯片。配置所述单片机121交叉开关XBR0.1＝1使能SPI接口，其引脚P0.2～P0.5功能依次为SCK、MISO、MOSI、NSS，与MFRC522的SPI接口连接，在SPI通信中MFRC522用作从机，SPI时钟SCK由主机产生。单片机121的P2.7接口与MFRC52的RST引脚连接，作为复位信号以实现芯片的复位操作。MFRC522将数据调制成13.56MHZ的载波信号从TX1和TX2引脚输出，再经过匹配和滤波电路的整理以后通过天线发送出去。

附图4是本实用新型具体实施方式的多媒体教室监控系统中的网络通信器与单片机连接的电路图。为了实现稳定的网络通信，优选的，所述网络通信器123通过TCP协议连接所述上位机。具体来说，网络通信器123选用的芯片是Silabs公司的CP2200，CP2200内部集成了IEEE 802.3以太网媒体访问单片机(MAC)和10BASE-T物理层(PHY)，完全兼容100/1000BASE-T网络，并且自适应全/半双工通信模式。通过配置单片机的EMIOCF为0xFB，将单片机外部存储器接口EMIF配置在P4至P7引脚，同时配置P74OUT为0xFF使能P4至P7推勉输出。单片机P3.5引脚连接CP2200的RST引脚执行复位操作，单片机P4.6引脚连接CP2200读控制信号引脚RD，单片机P4.7引脚连接CP2200写控制信号引脚WR，单片机P5.7引脚连接CP2200的片选信号引脚CS。P6和P7引脚分别作为地址总线低8位和数据总线与CP2200的地址线A0～A7和数据线D0～D7连接。配置单片机交叉开关XBR1.2为1使能INT0，将单片机INT0引脚P0.5与CP2200中断信号输出引脚INT连接。当CP2200接收到数据包时通过INT引脚输出低电平来通知单片机。CP2200通过RJ-45模块与外部以太网的连接。

附图5是本实用新型具体实施方式的多媒体教室监控系统中的时钟发生器与单片机的电路图。本具体实施方式所述的时钟发生器优选为，由Philips公司开发的一款低功耗CMOS实时时钟/日历芯片PCF8563，它提供一个可编程时钟输出、一个中断输出和掉电检测器，所有的地址和数据均可通过I2C总线接口串行传递。PCF8563芯片的最大总线速度为400kbit/s，每次读写数据后，其内嵌的字地址寄存器都会自动产生增量。如图5所示，经过交叉开关XBR0.0＝1配置使能单片机SDA/SCL引脚。SMBus的I/O接口是一个双线的双向串行总线。数据传输的最大速率可达系统时钟频率的八分之一。SMBus可以工作在主从两种方式，且在一个总线上可以有多个主器件。SMBus提供有SDA(串行数据)控制，SCL(串行时钟)产生和同步、仲裁逻辑以及起始/停止的控制和产生电路。单片机通过SMBus总线读取时钟发生器的当前系统日期和时间，当教室中控没有联网的情况下，仍然可以根据读取到的系统日期和时间，查询单片机本地FLASH存储器里面的工号，然后进行比对判断是否需要接通外围继电器。使用时钟芯片与使用单片机计时器计算时间日期相比较，一方面在中控电源关闭的时候时钟芯片能够凭借外挂电池继续工作，另一方面时钟芯片计时更加准确并且具有闰年补偿功能。

附图6是本实用新型具体实施方式的多媒体教室监控系统中的输入输出单元的电路图。如图6所示，所述输入输出单元125包括操作面板1251、继电器控制电路1252和音视频切换电路1253。用户通过操作面板1251输入操作命令，继电器电路1252控制着投影机、投影幕布、功放音响等设备的电源开断，音视频切换电路1253根据操作面板上键盘矩阵的输入切换系统输出至对应的音视频源。以上三者共同构成输入输出单元125，实现对多媒体教学设备的管理控制。

系统选用两片MAX4885芯片并联的方式控制3路VGA信号(台式机、笔记本、视频展台)的输入选择，如图6所示，单片机P3.3和P3.4口作为切换电路的控制信号。双声道音频切换电路采用CD4052双4选1模拟开关，也是通过单片机P3.3和P3.4口的输出编码来控制CD4052进行音频通道切换，设备对应编码与视频切换相同。

为了确保在出现网络故障或者离线的情况下，仍然可以通过刷校园卡来实现对多媒体教室中设备的监控，优选的，所述下位机12还包括存储器，所述存储器用于存储校园一卡通数据与教务数据。更优选的，所述存储器存储的数据信息是通过上位机下发的。为了实现所述下位机12中存储器内数据的实时更新，更优选的，所述上位机11每隔一预定时间间隔，向所述存储器下发校园一卡通数据与教务数据。

例如，所述下位机12在没有通电的情况下，所述上位机11组态软件显示下位机12为离线状态。当下位机12上电复位完成初始化以后，网络通信器123会以TCP协议自动连接上位机11端口，上位机组态软件显示下位机12为在线状态。在线状态下，下位机会循环判断是否有校园卡卡在识别区，如果读得校园卡信息则推送给上位机进行验证，如果上位机一直没有回应(例如超过3秒)则通过查询本地存储器(例如flash存储)进行验证。下位机会一直监听上位机的控制指令并完成对周边多媒体设备的控制。下位机每15秒种向上位机发送保持在线状态的心跳包，同时每1小时发送一次下位机的存储器数据表更新的请求包以尽量保持和校园一卡通系统数据及教务系统数据一致。下位机根据输入输出单元125键盘电路的中断请求，读取键值并执行。

优选的，所述上位机11还包括后台数据库112，所述后台数据库112从所述下位机12实时获取多媒体教室中设备的状态信息。更优选的，所述移动终端定时读取所述后台数据库112中的数据，并实时刷新用户交互界面。这样一来，用户就可以通过移动终端实时、准确的了解多媒体教室中设备的使用状况，实现了对多媒体教室中设备的远程监控。

本实用新型提供的多媒体教室监控系统，不仅实现了多媒体教室监控系统与校园一卡通系统、教务系统的集成，而且实现了多媒体教室设备的远程监控，降低了硬件成本，提高了监控效果的稳定性。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种多媒体教室监控系统，其特征在于，包括：

上位机，所述上位机包括射频集成电路，所述射频集成电路通过网络服务接口定时获取校园一卡通系统与教务系统的数据信息；

下位机，包括单片机、输入输出单元、射频读卡器、网络通信器和时钟发生器，且所述输入输出单元、射频读卡器、网络通信器和时钟发生器均与所述单片机连接，所述射频读卡器用于读取校园卡信息，并将读取的校园卡信息发送至上位机进行验证；

所述上位机还用于接收一移动终端发出的控制指令，并根据所述控制指令向下位机发送操作指令。

2.根据权利要求1所述的多媒体教室监控系统，其特征在于，所述输入输出单元向多媒体教室中的多媒体设备发送控制信号，并接受多数多媒体设备的反馈信号。

3.根据权利要求1所述的多媒体教室监控系统，其特征在于，所述网络通信器通过TCP协议连接所述上位机。

4.根据权利要求1所述的多媒体教室监控系统，其特征在于，所述下位机还包括存储器，所述存储器用于存储校园一卡通数据与教务数据。

5.根据权利要求4所述的多媒体教室监控系统，其特征在于，所述存储器存储的数据信息是通过上位机下发的。

6.根据权利要求5所述的多媒体教室监控系统，其特征在于，所述上位机每隔一预定时间间隔，向所述存储器下发校园一卡通数据与教务数据。

7.根据权利要求1所述的多媒体教室监控系统，其特征在于，所述输入输出单元包括操作面板、继电器控制电路和音视频切换电路。

8.根据权利要求1所述的多媒体教室监控系统，其特征在于，所述移动终端为手机或平板电脑。

9.根据权利要求1所述的多媒体教室监控系统，其特征在于，所述上位机还包括后台数据库，所述后台数据库从所述下位机实时获取多媒体教室中设备的状态信息。

10.根据权利要求9所述的多媒体教室监控系统，其特征在于，所述移动终端 定时读取所述后台数据库中的数据，并实时刷新用户交互界面。