CN209118524U - 教学装置集成控制盒及多媒体教学设备及智慧教室及组合式教学一体机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了教学装置集成控制盒及多媒体教学设备及智慧教室及组合式教学一体机，包括控制盒壳体，所述控制盒壳体内包括至少两个空间，第一个空间内设置主控制器，第二个空间内设置计算机，所述第一空间内还设有与主控制器连接的外部接口集成板，所述第二空间内还设有计算机接口集成板。本实用新型有益效果：教学装置集成控制盒独立设置，一旦出现故障，使用者只需将教学装置集成控制盒取下，然后更换状态良好的教学装置集成控制盒即可，无需等待专业人员上门检修，提高设备的使用效率。

Description

教学装置集成控制盒及多媒体教学设备及智慧教室及组合式 教学一体机

技术领域

本实用新型属于教学装置智能控制技术领域，特别涉及教学装置集成控制盒及多媒体教学设备及智慧教室及组合式教学一体机。

背景技术

目前，多媒体黑板或者多媒体讲桌等多媒体设备越来越多的被应用到教学中。上述的这些多媒体设备一般都包括控制箱和受控终端，控制箱内集成了用于实现控制功能的电子元器件，这些电子元器件通常都是直接平铺在箱体内部，导致箱内部布线繁杂，结构松散，非常容易在运输或是使用中产生接触不良或是松脱，一旦出现设备故障，必须要专门的维修人员拆开整个控制箱进行现场检修，给设备维修带来不便。

并且，由于受到控制箱自身大小的限制，控制箱内各功能电子元器件的集成度并不高，仍然有一些关键的电子元器件无法集成到控制箱内部；当这些电子元器件出现故障时，使用者无法对故障进行处理，必须等待专门的维修人员上门检修，影响教学进度。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出了教学装置集成控制盒及多媒体教学设备及智慧教室及组合式教学一体机，以解决现有技术多媒体黑板或者多媒体讲桌等多媒体设备内部元器件布线繁杂，维修不便，影响使用的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型的第一目的是公开一种教学装置集成控制盒，包括控制盒壳体，所述控制盒壳体内包括至少两个空间，第一个空间内设置主控制器，第二个空间内设置计算机，所述第一空间对应的壳体上设有与主控制器连接的外部接口集成板，所述第二空间对应的壳体上设有计算机接口集成板；所述主控制器与所述计算机之间进行信息通信。

将计算机集成到教学装置集成控制盒内部，计算机内部可以预存教学资源，教学资源可以是文字、图像、音频或者视频数据形式；也可以从外部获取文字、图像、音频或者视频信息，计算机内的信息通过相应的输出接口连接到主控制器，实现信息的输出展示。另外，通过USB接口与具有触控功能的电子白板或者电子显示屏连接，能够实现通过触控电子白板或者电子显示屏对计算机进行操作。

进一步地，所述控制盒内增设有电源模块容纳空间；

进一步地，所述电源模块容纳空间内设有电源模块，所述电源模块包括外部供电电源和/ 或内部供电电源。

外部供电电源用于为与教学装置集成控制盒连接的受控终端提供电源，内部供电电源向教学装置集成控制盒内部各模块提供供电电源。

外部设备供电电源用于产生220V交流电，其中一路与主控制器连接，为与教学装置集成控制盒连接的受控终端提供电源，另外一路输出至内部供电电源，内部供电电源经过适配后为教学装置集成控制盒内部各功能模块供电。

进一步地，所述控制盒内增设有接口模块容纳空间；

进一步地，所述接口模块容纳空间内设有接口模块，所述接口模块与主控制器连接，所述接口模块包括：外部设备接入端口，外部音频输入接口，外部图像输入接口，外部HDMI输入接口以及红外接收端口中的一种或者一种以上。

接口模块为日常输入信号用接口，与主控制器连接。

进一步地，所述按键模块容纳空间内设有按键模块，所述按键模块与主控制器连接。

进一步地，所述外部接口集成板分别设有用于连接外部设备的接口、外部音频信号输入接口、外部图像信号输入接口、外部视频信号输入接口、网络接入接口、视频信号输出接口、图像信号输出接口、音频信号输出接口、红外接收端口以及用于控制外部设备开关的控制接口中的一种或者一种以上。

进一步地，所述计算机接口集成板上分别设有网络接入接口、图像输入接口、图像输出接口、音频输入接口、音频输出接口、视频输入接口、视频输出接口以及USB接口中的一种或者一种以上；

进一步地，计算机为OPS电脑或计算机主板或者工控机。

进一步地，所述控制盒壳体上设有散热口。

本发明的第二目的是公开一种多媒体教学设备，包括：上述的教学装置集成控制盒；

进一步地，所述多媒体教学设备为多媒体黑板；

进一步地，所述多媒体教学设备为多媒体讲台。

本发明的第三目的是公开一种智慧教室，包括：上述的教学装置集成控制盒；所述教学装置集成控制盒与智慧教室的服务器以及各使用终端连接。

本发明的第四目的是公开一种组合式教学一体机，包括：上述的教学装置集成控制盒，所述教学装置集成控制盒与信息采集装置、音频输出装置分别连接；

进一步地，所述信息采集装置为高拍仪；或者，文字信息采集装置、图像采集装置、音频采集装置以及视频采集装置中的一种或者多种。

本发明的第五目的是公开一种组合式教学一体机，包括：组合式教学一体机壳体，所述组合式教学一体机壳体内可以设有教学装置集成控制盒容纳空间、信息采集装置容纳空间、视频输出装置容纳空间以及音频输出装置容纳空间中的一个或者多个；所述各空间内分别设有相应的教学装置集成控制盒、信息采集装置、视频输出装置或者音频输出装置；

进一步地，所述信息采集装置为高拍仪；或者，文字信息采集装置、图像采集装置、音频采集装置以及视频采集装置中的一种或者多种。

本实用新型的有益效果为：

所有元器件以模块化的形式集成在教学装置集成控制盒内部，各模块之间连线简洁，布线清晰，方便检修。

教学装置集成控制盒独立设置，内部集成了多种功能模块，各功能模块合理布局，与教学装置集成控制盒壳体有机的融为一体；一旦出现故障，使用者只需将教学装置集成控制盒取下，然后更换状态良好的教学装置集成控制盒即可，无需等待专业人员上门检修，提高设备的使用效率。更换下来的教学装置集成控制盒可以直接寄回厂家维修，节约维修成本。

内部功能模块受到教学装置集成控制盒壳体的固定保护，避免在运输途中对元器件造成二次损坏。

内置计算机，能够通过网络下载或者外部输入的方式获取信息，方便教学资源的获取与存储，为教师授课提供了便利。

设置多种功能的接口，满足数据传输以及受控终端开关控制的多种需求。

附图说明

图1为教学装置集成控制盒布局示意图；

图2为教学装置集成控制盒内部模块组成示意图；

图3为教学装置集成控制盒壳体分解示意图；

图4为一体机结构内部结构示意图；

图5为一体机结构外部结构示意图；

图6为一体机盖板示意图；

其中，1.底板，2.外部接口集成板，3.侧板，4.计算机接口集成板，5.按键，6.信号输入接口，7.散热口，8.电源适配器卡件，9.主控制器容纳空间，10.OPS电脑容纳空间，11.电源模块容纳空间，12.接口模块容纳空间，13.教学装置集成控制盒固定件，14.高拍仪容纳空间容纳空间，15.音响设备容纳空间，16.盖板。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

实施例一

基于背景技术中指出的现有技术存在的问题，本实用新型公开了一种教学装置集成控制盒，包括教学装置集成控制盒壳体，教学装置集成控制盒壳体包括底盒和盖板；底盒包括底板、两个侧板、外部接口集成板和计算机接口集成板，外部接口集成板和计算机接口集成板分别设置在底板的上下两侧。

参照图1，教学装置集成控制盒壳体内分别设有主控制器容纳空间，计算机容纳空间，电源模块容纳空间，接口模块容纳空间和按键模块容纳空间；主控制器容纳空间靠近外部接口集成板设置或者设置在外部接口集成板内侧，计算机容纳空间靠近计算机接口集成板设置，电源模块容纳空间靠近主控制器容纳空间设置，按键模块容纳空间靠近按键区设置，接口模块需要与主控制器连接，因此接口模块容纳空间尽量靠近主控制器设置。

上述布局方式能够将关键的功能模块都集成在教学装置集成控制盒内部，集成度高，维修方便；各功能模块的布局方式充分考虑了各功能模块的连接以及不同接口的引出，各个端口及各功能模块都是围绕教学装置集成控制盒去布局，设计合理，布局紧凑，节省空间。

图2给出了教学装置集成控制盒内部各功能模块的连接关系示意图，教学装置集成控制盒内部集成了主控制器、计算机、接口模块、电源模块以及按键模块。主控制器与计算机通过通信接口连接，主控制器与接口模块通过通信接口连接，主控制器与按键模块电连接，电源模块与主控制器和电源适配器分别电连接，其中，电源模块产生220V交流电，经主控制器控制为与教学装置集成控制盒连接的受控终端提供电源；电源适配器接收电源模块产生的电源，经过适配后为教学装置集成控制盒内部主控制器、计算机和按键模块供电。

外部接口为与主控制器连接的接口，因此，主控制器设置在靠近外部接口集成板的位置或者直接设置在外部接口集成板的内侧，方便外部接口与主控制器的连接，节省布线空间。

其中，本实施例中，外部接口具体包括：含有百兆/千兆自适应RJ45接口用于网络的接入，含有两路输出的VGA接口用于本机或外部设备的视频信号输出，一路输出的HDMI接口用于输出本机HDMI图像，两路USB2.0接口用于连接电子白板或液晶大屏的触摸设备或者作为外部设备信号接入的端口，一路输出的音频2.5mm接口用于接入外置音响，一路音频输出的音响压线接口用于接入内部的无源音箱，两路RS232控制接口(一路为平行线序，一路为交叉线序)用于控制外部设备的开关，一路音频输入2.5mm接口用于外部音频信号的输入,一路 MIC输入2.5mm接口用于外部MIC设备的音频输入等。

主控制器的作用是接收按键操作指令并根据按键操作指令产生相应的控制信号；接收计算机或者外部输入的文字、图像、音频或者视频信息，进行展示。

主控制器能够产生控制开关通断的信号以及控制信号传输的信号，比如：供电电源通断控制，教学装置集成控制盒的开关机控制、OPS电脑开关机控制以及与教学装置集成控制盒连接的投影/大屏/电子白板/新风系统等的开关控制、输出音频的音量调节、通过蓝牙模块实现外部设备的音频连接、通过无线模块实现音频信号的传输、VGA/HDMI信号的切换、学校广播音频的传输、外部输入文字、图像、音频、视频信息的传输以及OPS电脑内部的图像、视频及音频信号的传输等。

主控制器以主控芯片为核心，进行硬件构建所得到，主控芯片可以采用单片机芯片、ARM 处理芯片及FPGA现场可编程门阵列芯片中的任意一种，优选地，可以选用STC12C5A32S2系列单片机芯片，作为本实用新型的主控芯片。

本实施例中，计算机选用OPS电脑，OPS电脑的作用是向主控制器发送文字、图像、音频或者视频信息，进行展示。OPS电脑上设置的各种接口需要通过计算机接口集成板引出，因此，将OPS电脑设置在靠近计算机接口集成板的位置，为了节省空间，将按键模块容纳空间设置在 OPS电脑容纳空间的外侧。

OPS电脑上的接口包括：单独的PC开机和关机按钮、本机VGA输出接口、本机HDMI输出接口、USB2.0接口、USB3.0接口、MIC输入2.5mm接口、音频输入2.5mm接口以及网络接入端口等；上述的这些接口均外露于教学装置集成控制盒壳体上，以便于OPS电脑内数据信息的输出以及外部设备数据信息的输入。

通过USB2.0接口与具有触控功能的电子白板或者电子显示屏连接，能够实现通过触控电子白板或者电子显示屏对OPS电脑进行操作。

将OPS电脑集成到教学装置集成控制盒内部，OPS电脑内部可以预存教学资源，教学资源可以是文字、图像、音频或者视频数据形式；也可以通过有线或者无线网络从外部获取文字、图像、音频或者视频信息，OPS电脑内的信息通过相应的输出接口连接到主控模块，实现信息的输出展示。

接口模块容纳空间中的接口模块为日常输入信号用接口，含有两个usb2.0输入接口，作为外部设备接入端口；一路音频输入2.5mm接口用于外部音频设备的输入；一路VGA输入接口用于外部设备的图像输入，可藉由OPS电脑VGA切换到外部设备的图像信号；一个HDMI输入接口用于外部设备的HDMI信号输入，可藉由OPS电脑VGA切换到外部设备的图像信号，一个红外接收端口，用于外部设备的红外码输入。其中，通过红外接收端口接收红外遥控器的红外码，主控模块向受控终端发送红外码，通过红外码的匹配控制相应的受控终端的开关。这样，就实现了通过遥控器控制受控终端的开关。

接口模块包括的信号输入接口在教学装置集成控制盒壳体上引出，以便于与外部设备连接。

电源模块容纳空间包括：容纳外部设备供电电源的单元和容纳内部供电电源的单元；

外部设备供电电源用于为与教学装置集成控制盒连接的受控终端提供电源，内部供电电源向教学装置集成控制盒内部各模块提供供电电源，优选为电源适配器。

外部设备供电电源用于产生220V交流电，其中一路与主控制器连接，为与教学装置集成控制盒连接的受控终端提供电源，另外一路输出至电源适配器，经过适配后为教学装置集成控制盒内部各功能模块供电。

因此，在进行布局时，需要将容纳外部设备供电电源的单元和容纳内部供电电源的单元尽量设置在一起，并且，容纳外部设备供电电源的单元还需要与主控制器尽量靠近。这样能够节省布线空间。

需要说明的是，本实施例中的按键模块、接口模块以及电源模块均采用的是市面上已有的元器件，不涉及对于硬件结构或者软件程序的改进。

图3给出了教学装置集成控制盒壳体的结构分解图；参照图3，教学装置集成控制盒壳体包括：底盒和盖板；底盒包括底板、两个侧板、外部接口集成板和计算机接口集成板，外部接口集成板和计算机接口集成板上分别预留有与接口形状相适应的通孔，底板上还设有用于固定电源适配器的卡件。其中，底板、两个侧板和外部接口集成板一体成型，计算机接口集成板分别与底板和两侧板插接在一起。这样可以先将各个功能模块固定好以后，再连接计算机接口集成板，方便元器件的安装固定。

教学装置集成控制盒的底盒采用分体式设计，便于内部功能模块的安装；教学装置集成控制盒内部各模块安装完成后，将外部接口集成板与两个侧板分别插接在一起，然后安装盖板，实现对盒体的封装。

参照图3，盖板上设有用于产生按键操作指令的功能按键，通过按键实现对受控终端的控制；底盒的侧板和盖板上分别设有散热口，能够散热。盖板上还设有把手，方便盖板的打开。

本方案将繁琐的内部电子元器件模块化设置，教学装置集成控制盒内部各功能模块围绕盒体空间合理布局，所有的功能模块都集成在机盒内部，盒体独立。使用者可任意拆卸返厂报修而不必等待售后人员上门排查维修，节省了维修时间，提高使用效率。

实施例二

本实施例在实施例一的基础上进一步公开了一种组合式教学一体机，如图4所示，包括：组合式教学一体机壳体，实施例一中的教学装置集成控制盒，高拍仪以及音响设备。其中，高拍仪和音响设备分别与教学装置集成控制盒连接，利用高拍仪的扫描、拍摄以及录像或者摄像功能，实现文字、图像、视频以及音频信息的获取录入；利用音响设备实现音频信息的输出。

参照图4，组合式教学一体机壳体内分别设有教学装置集成控制盒容纳空间、高拍仪容纳空间容纳空间以及音响设备容纳空间；参照图5和图6，在教学装置集成控制盒容纳空间设有教学装置集成控制盒固定件，用以固定教学装置集成控制盒，组合式教学一体机壳体被教学装置集成控制盒固定件分成两个部分，每个部分都设有盖板，可以实现对内部结构的保护。盖板与组合式教学一体机壳体采用铰接或者合页连接的形式，其中一个盖板与组合式教学一体机壳体低端铰接，另外一个盖板与组合式教学一体机壳体侧边铰接，每一个盖板上都设有把手，方便盖板的打开。

实施例三

本实施例在实施例一或者实施例二的基础上，进一步公开了一种多媒体教学设备，所述的多媒体教学设备包括实施例一中的教学装置集成控制盒或者实施例二中的组合式教学一体机。

多媒体教学设备可以是多媒体黑板、多媒体讲台或者本领域技术人员能够想到的其他多媒体设备。

实施例四

本实施例在实施例一或者实施例二的基础上，进一步公开了一种智慧教室，所述的智慧教室中安装实施例一中的教学装置集成控制盒或者实施例二中的组合式教学一体机。其中，教学装置集成控制盒与智慧教室的服务器以及各使用终端连接。通过教学装置集成控制盒能够实现对各使用终端的控制。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (11)

1.一种教学装置集成控制盒，包括控制盒壳体，其特征在于，所述控制盒壳体内包括至少两个空间，第一个空间内设置主控制器，第二个空间内设置计算机，所述第一个空间对应的壳体上设有与主控制器连接的外部接口集成板，所述第二个空间对应的壳体上设有计算机接口集成板；所述主控制器与所述计算机之间进行信息通信。

2.如权利要求1所述的一种教学装置集成控制盒，其特征在于，所述控制盒内增设有电源模块容纳空间；

进一步地，所述电源模块容纳空间内设有电源模块，所述电源模块包括外部供电电源和/或内部供电电源。

3.如权利要求1所述的一种教学装置集成控制盒，其特征在于，所述控制盒内增设有接口模块容纳空间；

进一步地，所述接口模块容纳空间内设有接口模块，所述接口模块与主控制器连接，所述接口模块包括：外部设备接入端口，外部音频输入接口，外部图像输入接口，外部HDMI输入接口以及红外接收端口中的一种或者一种以上。

4.如权利要求1所述的一种教学装置集成控制盒，其特征在于，所述控制盒内增设有按键模块容纳空间；

进一步地，所述按键模块容纳空间内设有按键模块，所述按键模块与主控制器连接。

5.如权利要求1所述的一种教学装置集成控制盒，其特征在于，所述外部接口集成板分别设有用于连接外部设备的接口、外部音频信号输入接口、外部图像信号输入接口、外部视频信号输入接口、网络接入接口、视频信号输出接口、图像信号输出接口、音频信号输出接口、红外接收端口以及用于控制外部设备开关的控制接口中的一种或者一种以上。

6.如权利要求1所述的一种教学装置集成控制盒，其特征在于，所述计算机接口集成板上分别设有网络接入接口、图像输入接口、图像输出接口、音频输入接口、音频输出接口、视频输入接口、视频输出接口以及USB接口中的一种或者一种以上；

进一步地，计算机为OPS电脑或计算机主板或者工控机。

7.如权利要求1所述的一种教学装置集成控制盒，其特征在于，所述控制盒壳体上设有散热口。

8.一种多媒体教学设备，其特征在于，包括：权利要求1-7任一项所述的教学装置集成控制盒；

进一步地，所述多媒体教学设备为多媒体黑板；

进一步地，所述多媒体教学设备为多媒体讲台。

9.一种智慧教室，其特征在于，包括：权利要求1-7任一项所述的教学装置集成控制盒；所述教学装置集成控制盒与智慧教室的服务器以及各使用终端连接。

10.一种组合式教学一体机，其特征在于，包括：权利要求1-7任一项所述的教学装置集成控制盒，所述教学装置集成控制盒与信息采集装置、音频输出装置分别连接；

进一步地，所述信息采集装置为高拍仪；或者，文字信息采集装置、图像采集装置、音频采集装置以及视频采集装置中的一种或者多种。

11.一种组合式教学一体机，其特征在于，包括：组合式教学一体机壳体，所述组合式教学一体机壳体内可以设有教学装置集成控制盒容纳空间、信息采集装置容纳空间、视频输出装置容纳空间以及音频输出装置容纳空间中的一个或者多个；所述各空间内分别设有相应的教学装置集成控制盒、信息采集装置、视频输出装置或者音频输出装置；

进一步地，所述信息采集装置为高拍仪；或者，文字信息采集装置、图像采集装置、音频采集装置以及视频采集装置中的一种或者多种。