本實(shí)用新型涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多媒體教室監(jiān)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

多媒體中央單片機(jī)是學(xué)校多媒體教室常用的現(xiàn)代化教學(xué)設(shè)備，目前大部分此類(lèi)產(chǎn)品為單機(jī)版，也就是只能在教室現(xiàn)場(chǎng)對(duì)投影機(jī)、音響、電腦等周邊教學(xué)設(shè)備進(jìn)行集中控制。網(wǎng)絡(luò)版的多媒體中控產(chǎn)品也有一些，但是存在與校園一卡通、教務(wù)系統(tǒng)集成困難，大規(guī)模使用硬件成本較高，安裝部署復(fù)雜，不具備移動(dòng)設(shè)備端監(jiān)控功能等等一系列的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供一種多媒體教室監(jiān)控系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有的多媒體教室監(jiān)控系統(tǒng)與校園一卡通系統(tǒng)、教務(wù)系統(tǒng)集成難度大的問(wèn)題，在實(shí)現(xiàn)多媒體教室設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控的同時(shí)，降低控制成本，提高監(jiān)控的穩(wěn)定性。

為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種多媒體教室監(jiān)控系統(tǒng)，包括：上位機(jī)，所述上位機(jī)包括射頻集成電路，所述射頻集成電路通過(guò)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)接口定時(shí)獲取校園一卡通系統(tǒng)與教務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息；下位機(jī)，包括單片機(jī)、輸入輸出單元、射頻讀卡器、網(wǎng)絡(luò)通信器和時(shí)鐘發(fā)生器，且所述輸入輸出單元、射頻讀卡器、網(wǎng)絡(luò)通信器和時(shí)鐘發(fā)生器均與所述單片機(jī)連接，所述射頻讀卡器用于讀取校園卡信息，并將讀取的校園卡信息發(fā)送至上位機(jī)進(jìn)行驗(yàn)證；所述上位機(jī)還用于接收一移動(dòng)終端發(fā)出的控制指令，并根據(jù)所述控制指令向下位機(jī)發(fā)送操作指令。

優(yōu)選的，所述輸入輸出單元向多媒體教室中的多媒體設(shè)備發(fā)送控制信號(hào)，并接受多數(shù)多媒體設(shè)備的反饋信號(hào)。

優(yōu)選的，所述網(wǎng)絡(luò)通信器通過(guò)TCP協(xié)議連接所述上位機(jī)。

優(yōu)選的，所述下位機(jī)還包括存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)校園一卡通數(shù)據(jù)與教務(wù)數(shù)據(jù)。

優(yōu)選的，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)信息是通過(guò)上位機(jī)下發(fā)的。

優(yōu)選的，所述上位機(jī)每隔一預(yù)定時(shí)間間隔，向所述存儲(chǔ)器下發(fā)校園一卡通數(shù)據(jù)與教務(wù)數(shù)據(jù)。

優(yōu)選的，所述輸入輸出單元包括操作面板、繼電器控制電路和音視頻切換電路。

優(yōu)選的，所述移動(dòng)終端為手機(jī)或平板電腦。

優(yōu)選的，所述上位機(jī)還包括后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，所述后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)從所述下位機(jī)實(shí)時(shí)獲取多媒體教室中設(shè)備的狀態(tài)信息。

優(yōu)選的，所述移動(dòng)終端定時(shí)讀取所述后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)刷新用戶(hù)交互界面。

本實(shí)用新型提供的多媒體教室監(jiān)控系統(tǒng)，不僅實(shí)現(xiàn)了多媒體教室監(jiān)控系統(tǒng)與校園一卡通系統(tǒng)、教務(wù)系統(tǒng)的集成，而且實(shí)現(xiàn)了多媒體教室設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控，降低了硬件成本，提高了監(jiān)控效果的穩(wěn)定性。

附圖說(shuō)明

附圖1是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式的多媒體教室監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖2是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式的多媒體教室監(jiān)控系統(tǒng)中的下位機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖3是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式的多媒體教室監(jiān)控系統(tǒng)中的射頻讀卡器與單片機(jī)連接的電路圖；

附圖4是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式的多媒體教室監(jiān)控系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)通信器與單片機(jī)連接的電路圖；

附圖5是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式的多媒體教室監(jiān)控系統(tǒng)中的時(shí)鐘發(fā)生器與單片機(jī)的電路圖；

附圖6是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式的多媒體教室監(jiān)控系統(tǒng)中的輸入輸出單元的電路圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型提供的多媒體教室監(jiān)控系統(tǒng)的具體實(shí)施方式做詳細(xì)說(shuō)明。

本具體實(shí)施方式提供了一種多媒體教室監(jiān)控系統(tǒng)，附圖1是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式的多媒體教室監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，附圖2是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式的多媒體教室監(jiān)控系統(tǒng)中的下位機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖1、2所示，本具體實(shí)施方式所述的多媒體教室監(jiān)控系統(tǒng)，包括上位機(jī)11和下位機(jī)12。所述上位機(jī)11可以為一監(jiān)控中心網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。所述上位機(jī)11包括射頻集成電路111，所述射頻集成電路111通過(guò)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)接口(WEB服務(wù)接口)定時(shí)獲取校園一卡通系統(tǒng)14與教務(wù)系統(tǒng)15的數(shù)據(jù)信息。這樣一來(lái)，就在多媒體教室監(jiān)控系統(tǒng)與校園一卡通系統(tǒng)14、教務(wù)系統(tǒng)15之間建立了數(shù)據(jù)連接，實(shí)現(xiàn)了多媒體教室監(jiān)控系統(tǒng)、校園一卡通系統(tǒng)14、教務(wù)系統(tǒng)15三者的集成。所述下位機(jī)12，包括單片機(jī)121、輸入輸出單元125、射頻讀卡器122、網(wǎng)絡(luò)通信器123和時(shí)鐘發(fā)生器124，且所述輸入輸出單元125、射頻讀卡器122、網(wǎng)絡(luò)通信器123和時(shí)鐘發(fā)生器124均與所述單片機(jī)121連接，所述射頻讀卡器122用于讀取校園卡信息，并將讀取的校園卡信息發(fā)送至上位機(jī)進(jìn)行驗(yàn)證。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)所述多媒體教室中的多媒體設(shè)備(例如筆記本電腦、投影機(jī)、臺(tái)式電腦等)的控制，優(yōu)選的，所述輸入輸出單元125向多媒體教室中的多媒體設(shè)備發(fā)送控制信號(hào)，并接受多數(shù)多媒體設(shè)備的反饋信號(hào)。具體來(lái)說(shuō)，用戶(hù)在所述下位機(jī)12上采用校園卡刷卡時(shí)，所述射頻讀卡器122讀取所述校園卡中的信息，并將讀取的信息發(fā)送至所述上位機(jī)11，由于所述上位機(jī)可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)接口獲取校園一卡通系統(tǒng)14與教務(wù)系統(tǒng)15的數(shù)據(jù)信息，因而，所述上位機(jī)11可以對(duì)所述下位機(jī)12讀取的校園卡信息進(jìn)行驗(yàn)證，并將驗(yàn)證結(jié)果反饋至所述下位機(jī)12，所述下位機(jī)12根據(jù)反饋結(jié)果可以執(zhí)行相應(yīng)的操作。不僅如此，所述上位機(jī)12還用于接收一移動(dòng)終端發(fā)出的控制指令，并根據(jù)所述控制指令向下位機(jī)發(fā)送操作指令。這樣一來(lái)，所述移動(dòng)終端即可通過(guò)所述上位機(jī)12間接控制所述下位機(jī)11，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程對(duì)多媒體教室中多媒體設(shè)備的控制。其具體的實(shí)現(xiàn)方式可以是，在所述移動(dòng)終端安裝一第三方應(yīng)用程序(APP)，所述第三方應(yīng)用程序可以通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與所述上位機(jī)11進(jìn)行通信，即用戶(hù)可以在一移動(dòng)終端的所述第三方應(yīng)用程序的界面輸入控制指令，所述第三方應(yīng)用程序再將所述控制指令以數(shù)據(jù)信號(hào)的形式發(fā)送至所述上位機(jī)11，所述上位機(jī)11根據(jù)接收到的控制指令，將相應(yīng)的操作指令發(fā)送至所述下位機(jī)11，所述下位機(jī)根據(jù)所述操作指令執(zhí)行相應(yīng)的操作。優(yōu)選的，所述移動(dòng)終端為手機(jī)或平板電腦。

在本具體實(shí)施方式中，為了降低成本，且不影響所述多媒體教室監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控效果，優(yōu)選的，所述單片機(jī)121為Silabs公司的C8051F020單片機(jī)。

附圖3是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式的多媒體教室監(jiān)控系統(tǒng)中的射頻讀卡器與單片機(jī)連接的電路圖。所述射頻讀卡器122選用的是Philips公司的MFRC522芯片。配置所述單片機(jī)121交叉開(kāi)關(guān)XBR0.1＝1使能SPI接口，其引腳P0.2～P0.5功能依次為SCK、MISO、MOSI、NSS，與MFRC522的SPI接口連接，在SPI通信中MFRC522用作從機(jī)，SPI時(shí)鐘SCK由主機(jī)產(chǎn)生。單片機(jī)121的P2.7接口與MFRC52的RST引腳連接，作為復(fù)位信號(hào)以實(shí)現(xiàn)芯片的復(fù)位操作。MFRC522將數(shù)據(jù)調(diào)制成13.56MHZ的載波信號(hào)從TX1和TX2引腳輸出，再經(jīng)過(guò)匹配和濾波電路的整理以后通過(guò)天線(xiàn)發(fā)送出去。

附圖4是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式的多媒體教室監(jiān)控系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)通信器與單片機(jī)連接的電路圖。為了實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)通信，優(yōu)選的，所述網(wǎng)絡(luò)通信器123通過(guò)TCP協(xié)議連接所述上位機(jī)。具體來(lái)說(shuō)，網(wǎng)絡(luò)通信器123選用的芯片是Silabs公司的CP2200，CP2200內(nèi)部集成了IEEE 802.3以太網(wǎng)媒體訪(fǎng)問(wèn)單片機(jī)(MAC)和10BASE-T物理層(PHY)，完全兼容100/1000BASE-T網(wǎng)絡(luò)，并且自適應(yīng)全/半雙工通信模式。通過(guò)配置單片機(jī)的EMIOCF為0xFB，將單片機(jī)外部存儲(chǔ)器接口EMIF配置在P4至P7引腳，同時(shí)配置P74OUT為0xFF使能P4至P7推勉輸出。單片機(jī)P3.5引腳連接CP2200的RST引腳執(zhí)行復(fù)位操作，單片機(jī)P4.6引腳連接CP2200讀控制信號(hào)引腳RD，單片機(jī)P4.7引腳連接CP2200寫(xiě)控制信號(hào)引腳WR，單片機(jī)P5.7引腳連接CP2200的片選信號(hào)引腳CS。P6和P7引腳分別作為地址總線(xiàn)低8位和數(shù)據(jù)總線(xiàn)與CP2200的地址線(xiàn)A0～A7和數(shù)據(jù)線(xiàn)D0～D7連接。配置單片機(jī)交叉開(kāi)關(guān)XBR1.2為1使能INT0，將單片機(jī)INT0引腳P0.5與CP2200中斷信號(hào)輸出引腳INT連接。當(dāng)CP2200接收到數(shù)據(jù)包時(shí)通過(guò)INT引腳輸出低電平來(lái)通知單片機(jī)。CP2200通過(guò)RJ-45模塊與外部以太網(wǎng)的連接。

附圖5是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式的多媒體教室監(jiān)控系統(tǒng)中的時(shí)鐘發(fā)生器與單片機(jī)的電路圖。本具體實(shí)施方式所述的時(shí)鐘發(fā)生器優(yōu)選為，由Philips公司開(kāi)發(fā)的一款低功耗CMOS實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷芯片PCF8563，它提供一個(gè)可編程時(shí)鐘輸出、一個(gè)中斷輸出和掉電檢測(cè)器，所有的地址和數(shù)據(jù)均可通過(guò)I2C總線(xiàn)接口串行傳遞。PCF8563芯片的最大總線(xiàn)速度為400kbit/s，每次讀寫(xiě)數(shù)據(jù)后，其內(nèi)嵌的字地址寄存器都會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生增量。如圖5所示，經(jīng)過(guò)交叉開(kāi)關(guān)XBR0.0＝1配置使能單片機(jī)SDA/SCL引腳。SMBus的I/O接口是一個(gè)雙線(xiàn)的雙向串行總線(xiàn)。數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖畲笏俾士蛇_(dá)系統(tǒng)時(shí)鐘頻率的八分之一。SMBus可以工作在主從兩種方式，且在一個(gè)總線(xiàn)上可以有多個(gè)主器件。SMBus提供有SDA(串行數(shù)據(jù))控制，SCL(串行時(shí)鐘)產(chǎn)生和同步、仲裁邏輯以及起始/停止的控制和產(chǎn)生電路。單片機(jī)通過(guò)SMBus總線(xiàn)讀取時(shí)鐘發(fā)生器的當(dāng)前系統(tǒng)日期和時(shí)間，當(dāng)教室中控沒(méi)有聯(lián)網(wǎng)的情況下，仍然可以根據(jù)讀取到的系統(tǒng)日期和時(shí)間，查詢(xún)單片機(jī)本地FLASH存儲(chǔ)器里面的工號(hào)，然后進(jìn)行比對(duì)判斷是否需要接通外圍繼電器。使用時(shí)鐘芯片與使用單片機(jī)計(jì)時(shí)器計(jì)算時(shí)間日期相比較，一方面在中控電源關(guān)閉的時(shí)候時(shí)鐘芯片能夠憑借外掛電池繼續(xù)工作，另一方面時(shí)鐘芯片計(jì)時(shí)更加準(zhǔn)確并且具有閏年補(bǔ)償功能。

附圖6是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式的多媒體教室監(jiān)控系統(tǒng)中的輸入輸出單元的電路圖。如圖6所示，所述輸入輸出單元125包括操作面板1251、繼電器控制電路1252和音視頻切換電路1253。用戶(hù)通過(guò)操作面板1251輸入操作命令，繼電器電路1252控制著投影機(jī)、投影幕布、功放音響等設(shè)備的電源開(kāi)斷，音視頻切換電路1253根據(jù)操作面板上鍵盤(pán)矩陣的輸入切換系統(tǒng)輸出至對(duì)應(yīng)的音視頻源。以上三者共同構(gòu)成輸入輸出單元125，實(shí)現(xiàn)對(duì)多媒體教學(xué)設(shè)備的管理控制。

系統(tǒng)選用兩片MAX4885芯片并聯(lián)的方式控制3路VGA信號(hào)(臺(tái)式機(jī)、筆記本、視頻展臺(tái))的輸入選擇，如圖6所示，單片機(jī)P3.3和P3.4口作為切換電路的控制信號(hào)。雙聲道音頻切換電路采用CD4052雙4選1模擬開(kāi)關(guān)，也是通過(guò)單片機(jī)P3.3和P3.4口的輸出編碼來(lái)控制CD4052進(jìn)行音頻通道切換，設(shè)備對(duì)應(yīng)編碼與視頻切換相同。

為了確保在出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障或者離線(xiàn)的情況下，仍然可以通過(guò)刷校園卡來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)多媒體教室中設(shè)備的監(jiān)控，優(yōu)選的，所述下位機(jī)12還包括存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)校園一卡通數(shù)據(jù)與教務(wù)數(shù)據(jù)。更優(yōu)選的，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)信息是通過(guò)上位機(jī)下發(fā)的。為了實(shí)現(xiàn)所述下位機(jī)12中存儲(chǔ)器內(nèi)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)更新，更優(yōu)選的，所述上位機(jī)11每隔一預(yù)定時(shí)間間隔，向所述存儲(chǔ)器下發(fā)校園一卡通數(shù)據(jù)與教務(wù)數(shù)據(jù)。

例如，所述下位機(jī)12在沒(méi)有通電的情況下，所述上位機(jī)11組態(tài)軟件顯示下位機(jī)12為離線(xiàn)狀態(tài)。當(dāng)下位機(jī)12上電復(fù)位完成初始化以后，網(wǎng)絡(luò)通信器123會(huì)以TCP協(xié)議自動(dòng)連接上位機(jī)11端口，上位機(jī)組態(tài)軟件顯示下位機(jī)12為在線(xiàn)狀態(tài)。在線(xiàn)狀態(tài)下，下位機(jī)會(huì)循環(huán)判斷是否有校園卡卡在識(shí)別區(qū)，如果讀得校園卡信息則推送給上位機(jī)進(jìn)行驗(yàn)證，如果上位機(jī)一直沒(méi)有回應(yīng)(例如超過(guò)3秒)則通過(guò)查詢(xún)本地存儲(chǔ)器(例如flash存儲(chǔ))進(jìn)行驗(yàn)證。下位機(jī)會(huì)一直監(jiān)聽(tīng)上位機(jī)的控制指令并完成對(duì)周邊多媒體設(shè)備的控制。下位機(jī)每15秒種向上位機(jī)發(fā)送保持在線(xiàn)狀態(tài)的心跳包，同時(shí)每1小時(shí)發(fā)送一次下位機(jī)的存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)表更新的請(qǐng)求包以盡量保持和校園一卡通系統(tǒng)數(shù)據(jù)及教務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)一致。下位機(jī)根據(jù)輸入輸出單元125鍵盤(pán)電路的中斷請(qǐng)求，讀取鍵值并執(zhí)行。

優(yōu)選的，所述上位機(jī)11還包括后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)112，所述后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)112從所述下位機(jī)12實(shí)時(shí)獲取多媒體教室中設(shè)備的狀態(tài)信息。更優(yōu)選的，所述移動(dòng)終端定時(shí)讀取所述后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)112中的數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)刷新用戶(hù)交互界面。這樣一來(lái)，用戶(hù)就可以通過(guò)移動(dòng)終端實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的了解多媒體教室中設(shè)備的使用狀況，實(shí)現(xiàn)了對(duì)多媒體教室中設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

本實(shí)用新型提供的多媒體教室監(jiān)控系統(tǒng)，不僅實(shí)現(xiàn)了多媒體教室監(jiān)控系統(tǒng)與校園一卡通系統(tǒng)、教務(wù)系統(tǒng)的集成，而且實(shí)現(xiàn)了多媒體教室設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控，降低了硬件成本，提高了監(jiān)控效果的穩(wěn)定性。

以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。