專利名稱:基于寬帶互聯(lián)網(wǎng)的電視實(shí)驗(yàn)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種電視實(shí)驗(yàn)的遠(yuǎn)程教學(xué)方法,尤其涉及一種基于寬帶互聯(lián)網(wǎng)的電視實(shí)驗(yàn)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng),屬于互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程雙向信息傳輸與控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
在信息技術(shù)高速發(fā)展的今天,如何有效地和充分地利用互聯(lián)網(wǎng)信息資源,使更多的人能接受現(xiàn)代教育,提高人們的知識(shí)水平,是教育工作者努力奮斗的目標(biāo)之一。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室電視實(shí)驗(yàn),受時(shí)間、空間的限制,不能滿足遠(yuǎn)程教育的需要。目前國(guó)內(nèi)外在遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,一般采用多媒體技術(shù)將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容預(yù)先編寫或錄制好,存放在文件中,使用時(shí)再進(jìn)行調(diào)用,此方法不具有實(shí)時(shí)性,不易與實(shí)際電視圖像效果進(jìn)行比較。為滿足實(shí)驗(yàn)者在時(shí)間、空間上進(jìn)行電視實(shí)驗(yàn)的要求,開(kāi)發(fā)出將電視實(shí)驗(yàn)放在網(wǎng)絡(luò)上,進(jìn)行遠(yuǎn)程電視實(shí)驗(yàn)教學(xué),實(shí)現(xiàn)了信息資源共享的目的。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有電視實(shí)驗(yàn)技術(shù)存在的不足,提供一種能夠滿足實(shí)驗(yàn)者在時(shí)間、空間上進(jìn)行電視實(shí)驗(yàn)的要求,進(jìn)行遠(yuǎn)程電視實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基于寬帶互聯(lián)網(wǎng)的電視實(shí)驗(yàn)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng),可將電視實(shí)驗(yàn)放在網(wǎng)絡(luò)上,實(shí)現(xiàn)了信息資源共享。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用以下技術(shù)解決方案該基于寬帶互聯(lián)網(wǎng)的電視實(shí)驗(yàn)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)由實(shí)驗(yàn)端服務(wù)器、攝像頭、控制器及改制的電視機(jī)組成,實(shí)驗(yàn)端服務(wù)器內(nèi)寫有能完成實(shí)驗(yàn)要求的操作軟件,控制器內(nèi)寫有通信控制軟件,攝像頭安裝在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)并與實(shí)驗(yàn)端服務(wù)器連接,控制器與改制的電視機(jī)通過(guò)連接總線相連,將實(shí)驗(yàn)終端根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求發(fā)送的控制指令由實(shí)驗(yàn)端服務(wù)器接口通過(guò)連接線送至控制器,再由控制器輸出信號(hào)至改制的電視機(jī),完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的選擇,通過(guò)寬帶互聯(lián)網(wǎng)的終端登錄實(shí)驗(yàn)端服務(wù)器,并按屏幕顯示的內(nèi)容進(jìn)行操作各項(xiàng)實(shí)時(shí)模擬電視實(shí)驗(yàn),變換后的實(shí)時(shí)電視畫面由攝像頭送至實(shí)驗(yàn)端服務(wù)器,編碼后傳送至操作者終端,最后在實(shí)驗(yàn)端服務(wù)器端生成一個(gè)操作者的記錄。
實(shí)驗(yàn)端服務(wù)器內(nèi)的操作軟件能完成實(shí)驗(yàn)要求的,包含網(wǎng)頁(yè)、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目界面,工作原理是通過(guò)網(wǎng)頁(yè)文件進(jìn)行操作,查看表格文件了解實(shí)驗(yàn)情況。
實(shí)驗(yàn)端服務(wù)器為PIV/2.8GHz、內(nèi)存為512M或以上、具有USB及RS232接口的計(jì)算機(jī)。
攝像頭采用具有130萬(wàn)像素的CMOS/CCD攝像頭,且具有USB接口輸出。
實(shí)驗(yàn)端服務(wù)器接口與控制器通過(guò)RS232連接線連接,將服務(wù)器的COM1與控制器的COM端連接起來(lái)。
控制器包括單片機(jī)、多路電子互鎖開(kāi)關(guān)、手控按鍵、LED指示燈及有光電隔離的輸出控制線,單片機(jī)內(nèi)寫有通信控制軟件,由單片機(jī)通過(guò)RS232接口與服務(wù)器COM1相連接,單片機(jī)的輸出連接至多路電子互鎖開(kāi)關(guān),經(jīng)光電隔離的輸出控制線輸出至外接端口,多路電子互鎖開(kāi)關(guān)上設(shè)有手控按鍵及LED指示燈。單片機(jī)內(nèi)的通信控制軟件的工作原理是通過(guò)網(wǎng)頁(yè)選項(xiàng)的確定,由動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)進(jìn)行驅(qū)動(dòng),向RS232通信端口發(fā)出十六進(jìn)制指令00H~12H,單片機(jī)根據(jù)相應(yīng)指令驅(qū)動(dòng)輸出端口,完成選定的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。
改制的電視機(jī)為改制的M11機(jī)芯的彩色電視機(jī),其電路改動(dòng)部分為行掃描電路,場(chǎng)掃描電路,亮度/場(chǎng)激勵(lì)電路,色度通道,色差電路,RGB基色電路,通過(guò)連接總線與控制器相連接。改制后的電視機(jī)既可斷開(kāi)連接總線,單獨(dú)作為彩色電視機(jī)使用,又可連接總線作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象。
實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為彩色模擬電視機(jī)實(shí)驗(yàn)。
實(shí)時(shí)模擬電視實(shí)驗(yàn)是指具有播放電視臺(tái)正在演播模擬/數(shù)字(由機(jī)頂盒接收轉(zhuǎn)換)的節(jié)目的功能,由于網(wǎng)絡(luò)傳輸及軟件處理,有一定時(shí)間的延時(shí)。
控制指令為若干組十六進(jìn)制數(shù),分別對(duì)應(yīng)各項(xiàng)內(nèi)容選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)數(shù)+恢復(fù)正常狀態(tài)選擇。
服務(wù)器編碼是指用Windows Media Encode編碼。
操作者的記錄是指將用戶操作的項(xiàng)目存入表格文件中,與其學(xué)號(hào)相關(guān)聯(lián)。
本發(fā)明基于寬帶互聯(lián)網(wǎng),可將電視實(shí)驗(yàn)放在網(wǎng)絡(luò)上,能夠滿足實(shí)驗(yàn)者在時(shí)間、空間上進(jìn)行電視實(shí)驗(yàn)的要求,實(shí)現(xiàn)了信息資源共享。
圖1是本發(fā)明的電視實(shí)驗(yàn)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明的操作軟件的流程圖。
圖3是本發(fā)明的通信控制軟件的流程圖。
圖4是本發(fā)明的控制器的單片機(jī)及接口電路原理圖。
圖5是本發(fā)明的控制器的多路電子互鎖開(kāi)關(guān)電路原理圖。
圖6是本發(fā)明的控制器的有光電隔離的輸出控制線電路原理圖。
圖7是本發(fā)明的改制的M11機(jī)芯的彩色電視機(jī)的行掃描電路圖。
圖8是本發(fā)明的改制的M11機(jī)芯的彩色電視機(jī)的場(chǎng)掃描電路電路圖。
圖9是本發(fā)明的改制的M11機(jī)芯的彩色電視機(jī)的亮度/場(chǎng)激勵(lì)信號(hào)電路圖。
圖10是本發(fā)明的改制的M11機(jī)芯的彩色電視機(jī)的色度通道電路圖。
圖11是本發(fā)明的改制的M11機(jī)芯的彩色電視機(jī)的色差電路圖。
圖12是本發(fā)明的改制的M11機(jī)芯的彩色電視機(jī)的RGB基色電路圖。
圖中1、實(shí)驗(yàn)端服務(wù)器,2、攝像頭,3、控制器,4、改制的M11機(jī)芯的彩色電視機(jī),5、單片機(jī),6、手控按鍵,7、LED指示燈,8、光電耦合器。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例圖1給出了本發(fā)明的電視實(shí)驗(yàn)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)示意圖。由實(shí)驗(yàn)端服務(wù)器1、攝像頭2、控制器3及改制的M11機(jī)芯的彩色電視機(jī)4組成。實(shí)驗(yàn)端服務(wù)器1為PIV/2.8GHz、內(nèi)存為512M或以上、具有USB及RS232接口的計(jì)算機(jī),其內(nèi)寫有能完成實(shí)驗(yàn)要求的操作軟件,該操作軟件包含網(wǎng)頁(yè)、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目界面等,工作原理是通過(guò)網(wǎng)頁(yè)文件進(jìn)行操作,查看表格文件了解實(shí)驗(yàn)情況,其流程圖見(jiàn)圖2所示。攝像頭2采用具有130萬(wàn)像素的CMOS/CCD攝像頭,且具有USB接口輸出,安裝在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng),通過(guò)USB連線與實(shí)驗(yàn)端服務(wù)器1連接。實(shí)驗(yàn)端服務(wù)器1接口與控制器3通過(guò)RS232連接線連接,將服務(wù)器的COM1與控制器的COM端連接起來(lái)。圖4、圖5、圖6給出了控制器的電路原理圖。包括單片機(jī)5(參見(jiàn)圖4)、多路電子互鎖開(kāi)關(guān)(參見(jiàn)圖5)、手控按鍵、LED指示燈及有光電隔離的輸出控制線(參見(jiàn)圖6),單片機(jī)5的型號(hào)為89C51,通過(guò)RS232接口與服務(wù)器COM1相連接,單片機(jī)的輸出連接至多路電子互鎖開(kāi)關(guān),經(jīng)光電隔離的輸出控制線輸出至外接端口,多路電子互鎖開(kāi)關(guān)上設(shè)有手控按鍵及LED指示燈。單片機(jī)內(nèi)寫入的通信控制軟件的流程圖見(jiàn)圖3所示,其工作原理是通過(guò)網(wǎng)頁(yè)選項(xiàng)的確定,由動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)進(jìn)行驅(qū)動(dòng),向RS232通信端口發(fā)出十六進(jìn)制指令00H~12H,單片機(jī)根據(jù)相應(yīng)指令驅(qū)動(dòng)輸出端口,完成選定的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。該控制器具有現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)/遠(yuǎn)程控制,通過(guò)遠(yuǎn)程操作控制12個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,其工作原理通電后通信控制軟件使其為復(fù)位(正常)狀態(tài),此時(shí)所有輸出端口為開(kāi)路狀態(tài),同時(shí)其RS232端口處于數(shù)據(jù)接收狀態(tài)。當(dāng)RS232端口接收數(shù)據(jù)后,通信控制軟件根據(jù)指令,驅(qū)動(dòng)單片機(jī)5對(duì)應(yīng)的輸出端口,此端口再驅(qū)動(dòng)多路互鎖電子開(kāi)關(guān)的控制端,使其對(duì)應(yīng)的LED燈點(diǎn)亮并驅(qū)動(dòng)光電耦合器8進(jìn)行輸出端口電路的導(dǎo)通,完成項(xiàng)目的選擇。當(dāng)RS232端口接收另一數(shù)據(jù)后重復(fù)上述過(guò)程,但驅(qū)動(dòng)的是另一多路互鎖電子開(kāi)關(guān)的控制端,實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的切換。手動(dòng)控制則是直接按動(dòng)對(duì)應(yīng)按鍵,由多路電子開(kāi)關(guān)電路完成LED燈的點(diǎn)亮及輸出端口電路的導(dǎo)通。采用光電耦合器8件用于解決M11機(jī)芯底板帶電的問(wèn)題。
改制的電視機(jī)為改制的M11機(jī)芯的彩色電視機(jī)4,為14-21寸,其電路改動(dòng)部分為行掃描電路,場(chǎng)掃描電路,亮度/場(chǎng)激勵(lì)電路,色度通道,色差電路,RGB基色電路,通過(guò)連接線與控制器相連接(參見(jiàn)圖6)。改制后的電視機(jī)既可斷開(kāi)連接線,單獨(dú)作為彩色電視機(jī)使用,又可連接線作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象。
改制的M11機(jī)芯的彩色電視機(jī)的行掃描電路圖見(jiàn)圖7,原理為改變行振蕩電路的電阻值,使其振蕩頻率發(fā)生改變。
改制的M11機(jī)芯的彩色電視機(jī)的場(chǎng)掃描電路圖見(jiàn)圖8,原理為改變場(chǎng)振蕩電路的電阻值,使其振蕩頻率發(fā)生改變。
改制的M11機(jī)芯的彩色電視機(jī)的亮度/場(chǎng)激勵(lì)電路圖見(jiàn)圖9,原理為接通/短路亮度信號(hào)、接通/斷開(kāi)場(chǎng)激勵(lì)信號(hào)電路。
改制的M11機(jī)芯的彩色電視機(jī)的色度通道電路圖見(jiàn)圖10,原理為接通/短路色度信號(hào)電路。
改制的M11機(jī)芯的彩色電視機(jī)的色差電路圖見(jiàn)圖11,原理為接通/短路R-Y及B-Y色差信號(hào)電路。
改制的M11機(jī)芯的彩色電視機(jī)的RGB基色電路圖見(jiàn)圖12,原理為接通/短路R、G、B三個(gè)基色信號(hào)。
實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為彩色模擬電視機(jī)實(shí)驗(yàn),共有12項(xiàng)實(shí)時(shí)模擬電視實(shí)驗(yàn),內(nèi)容為行頻降低,行頻升高,場(chǎng)頻升高,場(chǎng)頻降低,斷開(kāi)亮度信號(hào)Y,斷開(kāi)色差R-Y,斷開(kāi)色差B-Y,斷開(kāi)色度信號(hào),斷開(kāi)基色信號(hào)R,斷開(kāi)基色信號(hào)G,斷開(kāi)基色信號(hào)B,
斷開(kāi)場(chǎng)輸出。
系統(tǒng)軟件要求為Windows 2000/2003 servers,windows media encode等。
實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)安裝文件目錄電視實(shí)驗(yàn)室遠(yuǎn)程電視實(shí)驗(yàn)服務(wù)器端開(kāi)機(jī)進(jìn)入系統(tǒng)后,打開(kāi)Windows media encode編碼器,選擇broadcast alive event,打開(kāi)文件test.wme??蛇x擇不同的分辨率的解像度(本實(shí)驗(yàn)采用320×240),單擊Start encoding進(jìn)入編碼輸出狀態(tài),點(diǎn)擊窗口使其最小化即可。
用戶端系統(tǒng)軟件應(yīng)為Windows XP或以上版本,顯示器顯示方式建議使用≥800×600的分辨率,最好使用1024×768的分辨率,寬帶網(wǎng)絡(luò)。登錄實(shí)驗(yàn)網(wǎng)站的IP地址,即可進(jìn)入實(shí)驗(yàn)登陸、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目選項(xiàng)進(jìn)行電視遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)管理內(nèi)容見(jiàn)表格文件。
控制指令為13組十六進(jìn)制數(shù),分別對(duì)應(yīng)各項(xiàng)內(nèi)容選擇12項(xiàng)實(shí)驗(yàn)+恢復(fù)正常狀態(tài)選擇。
服務(wù)器編碼是用Windows Media Encode編碼。
將實(shí)驗(yàn)終端根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求發(fā)送的控制指令由實(shí)驗(yàn)端服務(wù)器1接口通過(guò)RS232連接線送至控制器3,再由控制器3輸出信號(hào)至改制的M11機(jī)芯的彩色電視機(jī)4,完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的選擇,通過(guò)寬帶互聯(lián)網(wǎng)的終端登錄實(shí)驗(yàn)端服務(wù)器1,并按屏幕顯示的內(nèi)容進(jìn)行操作各項(xiàng)實(shí)時(shí)模擬電視實(shí)驗(yàn),變換后的實(shí)時(shí)電視畫面由攝像頭送至實(shí)驗(yàn)端服務(wù)器,編碼后傳送至操作者終端,最后在實(shí)驗(yàn)端服務(wù)器端生成一個(gè)操作者的記錄,供教師參考。
權(quán)利要求
1.一種基于寬帶互聯(lián)網(wǎng)的電視實(shí)驗(yàn)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng),其特征是由實(shí)驗(yàn)端服務(wù)器、攝像頭、控制器及改制的電視機(jī)組成,實(shí)驗(yàn)端服務(wù)器內(nèi)寫有能完成實(shí)驗(yàn)要求的操作軟件,控制器內(nèi)寫有通信控制軟件,攝像頭安裝在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)并與實(shí)驗(yàn)端服務(wù)器連接,控制器與改制的電視機(jī)通過(guò)連接總線相連,將實(shí)驗(yàn)終端根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求發(fā)送的控制指令由實(shí)驗(yàn)端服務(wù)器接口通過(guò)連接線送至控制器,再由控制器輸出信號(hào)至改制的M11機(jī)芯的彩色電視機(jī),完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的選擇,通過(guò)寬帶互聯(lián)網(wǎng)的終端登錄實(shí)驗(yàn)端服務(wù)器,并按屏幕顯示的內(nèi)容進(jìn)行操作各項(xiàng)實(shí)時(shí)模擬電視實(shí)驗(yàn),變換后的實(shí)時(shí)電視畫面由攝像頭送至實(shí)驗(yàn)端服務(wù)器,編碼后傳送至操作者終端,最后在實(shí)驗(yàn)端服務(wù)器端生成一個(gè)操作者的記錄。
2.如權(quán)利要求1所述的基于寬帶互聯(lián)網(wǎng)的電視實(shí)驗(yàn)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng),其特征是實(shí)驗(yàn)端服務(wù)器為PIV/2.8GHz、內(nèi)存為512M或以上、具有USB及RS232接口的計(jì)算機(jī)。
3.如權(quán)利要求1所述的基于寬帶互聯(lián)網(wǎng)的電視實(shí)驗(yàn)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng),其特征是攝像頭采用具有130萬(wàn)像素的CMOS/CCD攝像頭,且具有USB接口輸出。。
4.如權(quán)利要求1所述的基于寬帶互聯(lián)網(wǎng)的電視實(shí)驗(yàn)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng),其特征是實(shí)驗(yàn)端服務(wù)器接口與控制器通過(guò)RS232連接線連接。
5.如權(quán)利要求1所述的基于寬帶互聯(lián)網(wǎng)的電視實(shí)驗(yàn)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng),其特征是控制器包括單片機(jī)、多路電子互鎖開(kāi)關(guān)、手控按鍵、LED指示燈及有光電隔離的輸出控制線,單片機(jī)內(nèi)寫有通信控制軟件,單片機(jī)通過(guò)接口與服務(wù)器相連接,單片機(jī)的輸出連接至多路電子互鎖開(kāi)關(guān),經(jīng)光電隔離的輸出控制線輸出至外接端口,多路電子互鎖開(kāi)關(guān)上設(shè)有手控按鍵及LED指示燈。
6.如權(quán)利要求1所述的基于寬帶互聯(lián)網(wǎng)的電視實(shí)驗(yàn)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng),其特征是改制的電視機(jī)為改制的M11機(jī)芯的彩色電視機(jī),其電路改動(dòng)部分為行掃描電路,場(chǎng)掃描電路,亮度/場(chǎng)激勵(lì)電路,色度通道,色差電路,RGB基色電路,通過(guò)連接總線與控制器相連接。
7.如權(quán)利要求1所述的基于寬帶互聯(lián)網(wǎng)的電視實(shí)驗(yàn)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng),其特征是實(shí)時(shí)模擬電視實(shí)驗(yàn)是指具有播放電視臺(tái)正在演播模擬/數(shù)字的節(jié)目的功能,由于網(wǎng)絡(luò)傳輸及軟件處理,有一定時(shí)間的延時(shí)。
8.如權(quán)利要求1所述的基于寬帶互聯(lián)網(wǎng)的電視實(shí)驗(yàn)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng),其特征是控制指令為若干組十六進(jìn)制數(shù),分別對(duì)應(yīng)各項(xiàng)內(nèi)容選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)數(shù)+恢復(fù)正常狀態(tài)選擇。
9.如權(quán)利要求1所述的基于寬帶互聯(lián)網(wǎng)的電視實(shí)驗(yàn)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng),其特征是操作者的記錄是指將用戶操作的項(xiàng)目存入表格文件中,與其學(xué)號(hào)相關(guān)聯(lián)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于寬帶互聯(lián)網(wǎng)的電視實(shí)驗(yàn)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng),由實(shí)驗(yàn)端服務(wù)器、攝像頭、控制器及改制的電視機(jī)組成,將實(shí)驗(yàn)終端根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求發(fā)送的控制指令由實(shí)驗(yàn)端服務(wù)器接口通過(guò)連接線送至控制器,再由控制器輸出信號(hào)至改制的M11機(jī)芯的彩色電視機(jī),完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的選擇,通過(guò)寬帶互聯(lián)網(wǎng)的終端登錄實(shí)驗(yàn)端服務(wù)器,并按屏幕顯示的內(nèi)容進(jìn)行操作各項(xiàng)實(shí)時(shí)模擬電視實(shí)驗(yàn),變換后的實(shí)時(shí)電視畫面由攝像頭送至實(shí)驗(yàn)端服務(wù)器,編碼后傳送至操作者終端,最后在實(shí)驗(yàn)端服務(wù)器端生成一個(gè)操作者的記錄。本發(fā)明基于寬帶互聯(lián)網(wǎng),可將電視實(shí)驗(yàn)放在網(wǎng)絡(luò)上,能夠滿足實(shí)驗(yàn)者在時(shí)間、空間上進(jìn)行電視實(shí)驗(yàn)的要求,實(shí)現(xiàn)了信息資源共享。
文檔編號(hào)H04L12/00GK1831895SQ20061004207
公開(kāi)日2006年9月13日 申請(qǐng)日期2006年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月19日
發(fā)明者李建平, 姚鴻, 李文慧 申請(qǐng)人:山東大學(xué)