CN206726524U - 一种低功耗的直播辅助教学设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种低功耗的直播辅助教学设备，包括：低功耗学生终端以及直播控制一体机；所述低功耗学生终端包括：低功耗显示屏幕、ZigBee或蓝牙近距通信模组、输入按钮区、供电电池部件；所述直播控制一体机包括：音视频输入输出接口、VGA接口、教师计算机数据传输接口、摄像机、麦克风、投影显示仪、音箱、网卡、ZigBee或蓝牙近距通信模组。本实用新型显著降低了学生终端的耗电量，不用频繁充电，可降低教室中大量布置充电柜和插座的建设成本；该终端刷新率低，有利于保护学生视力；一台直播控制一体机可容纳多达200台的学生终端接入，完全可以满足一个大班学生的教学需求。

Description

一种低功耗的直播辅助教学设备

技术领域

本实用新型涉及教学直播与录播技术领域，具体来说，涉及一种低功耗的直播辅助教学设备。

背景技术

在远程教育中，一般采用直播与录播系统将教师讲课内容制作为包括音频、视频在内的多媒体形式，由直播中心进行实况录播并可进行实况转播，学生可以通过手持终端接收和观看多媒体形式的教师讲课内容，并与老师实时交互，这样的系统称为教学直播与录播系统。

例如，申请号201610670229.5的中国专利申请“一种便携式教学视频直播系统”以校园网为载体，通过摄像机信号采集将教师授课现场的视频画面拍摄下来，并且进行教师机屏幕信号采集和鼠标移动轨迹采集，还通过本地视频信号采集将教师要在课堂上播放的视频文件拷贝到视频导播平台中，添加到视频直播信号源窗口并与教师同步播放；音频信号采集通过麦克风采集教师授课的声音信号；非编单元、调音单元分别对视、音频信号进行合成，得到画音质量较高的视音频信号，再接入视频导播平台；视频导播平台完成视频导播和视频编码；编码后的视频流从视频导播平台提供给流媒体服务器；教师和学生连接校园网，通过WEB浏览器、视频播放器就可以看到正在直播的视频。

又例如，申请号201510829387.6的中国专利申请“一种远程教学直播系统”包括主服务器模块、网络广播系统、模拟点播服务系统、信号插播与短消息广播系统、视频/屏幕同步传送系统、视频采集系统和视频互动系统；视频互动系统从主服务器模块获取远程直播教学视频，或下载教学视频文件。

在现有技术中，学生侧的终端一般使用平板电脑或者手机。平板电脑或者手机维持显示和通信时耗电高，需要频繁充电，如上课使用时恰好没电则被迫中止上课。因而，直播教室中要配建供电箱，在教室各处布设复杂的充电线路和插口，增大了建设成本。同时，如果学生在上课过程中频繁使用平板电脑，容易损伤视力。

实用新型内容

为了克服现有技术中的上述缺陷，本实用新型提供了一种低功耗的直播辅助教学设备。本实用新型主要解决现有技术中平板电脑或手机形式的学生终端耗电大、需要频繁充电、刷新率高因而损害视力的问题。

本实用新型所述低功耗的直播辅助教学设备包括：低功耗学生终端以及直播控制一体机；

所述低功耗学生终端包括：低功耗显示屏幕、ZigBee或蓝牙近距通信模组、输入按钮区、供电电池部件；

所述直播控制一体机包括：音视频输入输出接口、VGA接口、教师计算机数据传输接口、摄像机、麦克风、投影显示仪、音箱、网卡、ZigBee或蓝牙近距通信模组；所述音视频输入输出接口用于外接所述摄像机、麦克风、投影显示仪和音箱；所述VGA接口和所述教师计算机数据传输接口用于连接教师计算机；所述ZigBee或蓝牙近距通信模组用于无线连接所述低功耗学生终端的ZigBee或蓝牙近距通信模组。

优选的是，所述低功耗学生终端的低功耗显示屏幕为电子墨水屏幕。

优选的是，所述低功耗学生终端的低功耗显示屏幕为OLED屏幕。

优选的是，所述低功耗学生终端的输入按钮区包括多个机械触发式按钮，所述按钮至少包括：前后翻页按钮、方向按钮、字母键。

优选的是，所述低功耗学生终端的供电电池部件包括供电电池、电池电量采样模组以及充电提示警示灯。

进一步优选的是，所述供电电池包括主电池和备用电池，所述主电池为可充电锂电池，备用电池为钮扣电池或太阳能电池。

优选的是，所述低功耗学生终端还包括外接存储卡口。

优选的是，所述直播控制一体机通过ZigBee或蓝牙近距通信模组无线连接1-200个所述低功耗学生终端。

优选的是，所述直播控制一体机包括教师操作控制台，所述教师操作控制台设置音频信号切换开关、视频信号切换开关、网络状态提示灯、学生终端接入状态显示灯。

优选的是，所述直播控制一体机的网卡通过有线网口连接网线，或者接入无线互联网络。

通过本实用新型，每个直播教室内可以放置一台直播控制一体机，该直播控制一体机拍摄教师授课现场的音视频信号，并且采集教师计算机屏幕显示的课程教案画面信号，将上述信号通过网卡发送给其它直播教室内的直播控制一体机。每台直播控制一体机通过ZigBee或蓝牙无线连接该一体机所负责教室区域之内的所述低功耗学生终端，从而由直播控制一体机作为中间节点，将课程教案画面传输给低功耗学生终端进行显示；同时，直播控制一体机利用投影显示仪和音箱播放教师授课现场的音视频信号。教师还可以通过教师计算机向直播控制一体机当中导入课堂问卷等文件，由直播控制一体机发送至低功耗学生终端进行显示；学生可以通过低功耗学生终端的输入按钮区填写课堂问卷后回传给直播控制一体机，再由直播控制一体机输送至教师计算机，供教师评阅。

采用电子墨水屏的低功耗学生终端耗电量相比手机、平板电脑等终端下降至1/100，不用频繁充电，方便易用，可降低教室中大量布置充电柜和插座的建设成本；该终端刷新率低，有利于保护学生视力；价格便宜，结实耐用。采用OLED显示屏的低功耗学生终端也可以显著降低功耗。低功耗学生终端与直播控制一体机设备通过ZigBee或蓝牙协议连接，提高了每台直播控制一体机设备可接入的终端数量；对比来看，一个家庭网关可有效接入的终端为8个左右，一个价格是家庭网关10倍的企业级网关可稳定工作的终端数量是25个左右，而本申请的每台直播控制一体机设备作为中间网关，可容纳的学生终端可达200个，完全可以满足一个大班学生的教学需求。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：

图1是本系统的整体架构示意图；

图2是直播控制一体机组成结构示意图；

图3是低功耗学生终端结构示意图；

图4是低功耗学生终端的供电电路结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型的技术方案，并使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合实施例及实施例附图对本实用新型作进一步详细的说明。

本实用新型提供了一种低功耗的直播辅助教学设备，图1是本实用新型的整体架构示意图，包括低功耗学生终端1以及直播控制一体机。其中，每个直播教室内可以放置一台直播控制一体机；在有教师进行现场授课的直播教室当中，直播控制一体机作为主直播控制一体机2，拍摄教师授课现场的音视频信号，并且采集教师计算机屏幕显示的课程教案画面信号，将上述信号经IP网络发送给其它直播教室内的从直播控制一体机3。主直播控制一体机2与从直播控制一体机3采用的是硬件配置与结构完全相同的直播控制一体机设备，彼此之间可以进行切换。每台直播控制一体机通过ZigBee或蓝牙无线连接该一体机所负责教室区域之内的所述低功耗学生终端1，从而由直播控制一体机作为中间节点，将课程教案画面传输给低功耗学生终端1进行显示；同时，从直播控制一体机3可利用投影显示仪和音箱播放教师授课现场的音视频信号。所述直播控制一体机通过ZigBee或蓝牙近距通信模组能够支持无线连接1-200个所述低功耗学生终端。教师还可以通过教师计算机向直播控制一体机当中导入课堂问卷等文件，由直播控制一体机发送至低功耗学生终端1进行显示；学生可以通过低功耗学生终端1的输入按钮区填写课堂问卷后回传给直播控制一体机，再由直播控制一体机输送回传文件至教师计算机，供教师评阅。

图2是直播控制一体机组成结构示意图。所述直播控制一体机包括：音、视频输入输出接口、VGA接口、教师计算机数据传输接口、摄像机、麦克风、投影显示仪、音箱、网卡、ZigBee或蓝牙近距通信模组。所述音、视频输入输出接口用于外接所述摄像机、麦克风、投影显示仪和音箱。所述VGA接口和所述教师计算机数据传输接口用于连接教师计算机；VGA接口采集教师计算机的屏幕显示的课程教案画面信号；教师计算机数据传输接口实现教师计算机向直播控制一体机当中文件的导入，以及直播控制一体机输送回传文件至教师计算机。所述ZigBee或蓝牙近距通信模组用于无线连接所述低功耗学生终端的ZigBee或蓝牙近距通信模组。网卡通过有线网口连接网线，或者接入无线互联网络，从而实现图1中各直播控制一体机的相互连接。所述直播控制一体机还包括教师操作控制台，所述教师操作控制台设置音频信号切换开关、视频信号切换开关、网络状态提示灯、学生终端接入状态显示灯。对于从直播控制一体机，操作人员可以利用音频信号切换开关、视频信号切换开关，在由主直播控制一体机发送过来远程授课音视频信号和本机采集的音视频信号之间予以切换。网络状态提示灯连接到网卡，用于反映本直播控制一体机的网络连接状态，网络不通时可提供警示；同样，学生终端接入状态显示灯连接到ZigBee或蓝牙近距通信模组，当本直播控制一体机接入的学生终端达到最大容量时，则由该学生终端接入状态显示灯提供警示。

低功耗学生终端1是学生侧持有和使用的一种低功耗的专用终端设备。图3是其结构示意图，包括：低功耗显示屏幕、ZigBee或蓝牙近距通信模组、输入按钮区、供电电池部件。

所述低功耗显示屏幕优选采用电子墨水屏幕，电子墨水屏刷新率极低，这种屏幕不刷新显示就不耗电，因此功耗是非常低的，这就避免了平板电脑、手机作为学生侧终端时出现的待机时间短、频繁充电或者因中途没电而影响课程学习的情形。电子墨水屏近似纸张的显示效果对保护学生视力也有额外的益处。视频具有很高的刷新率，因而电子墨水屏目前还不能良好显示视频。不过，由于本系统中低功耗学生终端是用于显示课程教案画面以及课堂测试文件的，这些都是以文字为主的静态内容，因而使用电子墨水屏显示是非常适合的。当然，低功耗学生终端的显示屏也可以采用其它类型的低功耗显示技术来实现，例如采用了OLED屏。

低功耗学生终端1的ZigBee或蓝牙近距通信模组执行无线信号收发，与直播控制一体机进行无线连接。ZigBee或蓝牙近距通信模组的耗电量也是比较低的，而且基于ZigBee或蓝牙的连接方式可以显著提高直播控制一体机可接入的学生终端数量，每台可达到200个。

所述低功耗学生终端的输入按钮区包括多个机械触发式按钮，所述按钮至少包括：前后翻页按钮、方向按钮、字母键。同时，为了方便学生将作业等文件导入，低功耗学生终端还包括外接存储卡口。

图4是所述低功耗学生终端的供电电池部件电路结构示意图。低功耗学生终端的供电电池包括主电池和备用电池，所述主电池为可充电锂电池，备用电池为钮扣电池或太阳能电池。一般采用主电池作为工作电源，连接至电池部件输出端子，同时切断将备用电源连接至该端子；所述低功耗学生终端的供电电池部件还具有电池电量采样模组，电池电量采样模组采样主电池的两端电压，当电压过低时表示主电池剩余电量不足，此时电池电量采样模组控制充电提示警示灯进行闪烁提醒。在主电池电量耗尽后，则切换为采用备用电池连接电池部件输出端子进行供电。

本实用新型显著降低了学生终端的耗电量，不用频繁充电，可降低教室中大量布置充电柜和插座的建设成本；该终端刷新率低，有利于保护学生视力；一台直播控制一体机可容纳多达200台的学生终端接入，完全可以满足一个大班学生的教学需求。

以上描述中的尺寸和数量均仅为参考性的，本领域技术人员可根据实际需要选择适当的应用尺寸，而不脱离本实用新型的范围。本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种低功耗的直播辅助教学设备，其特征在于，包括：低功耗学生终端以及直播控制一体机；

所述低功耗学生终端包括：低功耗显示屏幕、ZigBee或蓝牙近距通信模组、输入按钮区、供电电池部件；

所述直播控制一体机包括：音视频输入输出接口、VGA接口、教师计算机数据传输接口、摄像机、麦克风、投影显示仪、音箱、网卡、ZigBee或蓝牙近距通信模组；所述音视频输入输出接口用于外接所述摄像机、麦克风、投影显示仪和音箱；所述VGA接口和所述教师计算机数据传输接口用于连接教师计算机；所述ZigBee或蓝牙近距通信模组用于无线连接所述低功耗学生终端的ZigBee或蓝牙近距通信模组。

2.根据权利要求1所述的低功耗的直播辅助教学设备，其特征在于，所述低功耗显示屏幕为电子墨水屏幕。

3.根据权利要求1所述的低功耗的直播辅助教学设备，其特征在于，所述低功耗显示屏幕为OLED屏幕。

4.根据权利要求1所述的低功耗的直播辅助教学设备，其特征在于，所述低功耗学生终端的输入按钮区包括多个机械触发式按钮，所述按钮至少包括：前后翻页按钮、方向按钮、字母键。

5.根据权利要求1所述的低功耗的直播辅助教学设备，其特征在于，所述供电电池部件包括供电电池、电池电量采样模组以及充电提示警示灯。

6.根据权利要求5所述的低功耗的直播辅助教学设备，其特征在于，所述供电电池包括主电池和备用电池，所述主电池为可充电锂电池，备用电池为钮扣电池或太阳能电池。

7.根据权利要求1所述的低功耗的直播辅助教学设备，其特征在于，所述低功耗学生终端还包括外接存储卡口。

8.根据权利要求1所述的低功耗的直播辅助教学设备，其特征在于，所述直播控制一体机通过ZigBee或蓝牙近距通信模组无线连接1-200个所述低功耗学生终端。

9.根据权利要求1所述的低功耗的直播辅助教学设备，其特征在于，所述直播控制一体机包括教师操作控制台，所述教师操作控制台设置音频信号切换开关、视频信号切换开关、网络状态提示灯、学生终端接入状态显示灯。

10.根据权利要求1所述的低功耗的直播辅助教学设备，其特征在于，所述直播控制一体机的网卡通过有线网口连接网线，或者接入无线互联网络。