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HODEER專業(yè)音響：解析多媒體教室無線網(wǎng)絡(luò)中中央控制系統(tǒng)的設(shè)計
發(fā)表日期：2019-10-30 文章編輯：HODEER專業(yè)音響 瀏覽次數(shù)：1044
摘要：在教育現(xiàn)代化建設(shè)中，進(jìn)一步加強(qiáng)了對基于多媒體教學(xué)的教育技術(shù)發(fā)展的重視，在各大高校都構(gòu)建了大量多媒體教室，直接為多媒體遠(yuǎn)程控制技術(shù)的成熟化發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)?；诙嗝襟w教室無線網(wǎng)絡(luò)的中央控制系統(tǒng)根本不需其設(shè)備與集中控制系統(tǒng)的長距離控制布線，也不需要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)布線，而且其處理器的能耗相對較低，用電成本幾乎可以忽略。據(jù)此，本文對多媒體教室無線網(wǎng)絡(luò)中的中央控制系統(tǒng)設(shè)計進(jìn)行了深入探究。
多媒體教室的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)總結(jié)構(gòu)理念主要是基于無線網(wǎng)遠(yuǎn)程控制多媒體設(shè)備。以遠(yuǎn)程控制計算機(jī)作為主控端，而多媒體教室作為被控端，其以無線網(wǎng)為載體，實現(xiàn)與中央控制器無線網(wǎng)模塊的有效銜接，而主控端則可以就課程時間安排，對多媒體教室設(shè)備開關(guān)機(jī)狀態(tài)進(jìn)行充分控制。構(gòu)建健全的多媒體教室使用規(guī)范，以充分緩解上下課開關(guān)機(jī)等各種不良現(xiàn)象，確保設(shè)備具有較長使用壽命，并大大降低多媒體設(shè)備維護(hù)率。多媒體教室無線網(wǎng)絡(luò)中央控制系統(tǒng)主要包含控制軟件、控制端計算機(jī)、校園無線網(wǎng)、開發(fā)板等四部分，其中開發(fā)板氛圍無線網(wǎng)絡(luò)接入模塊與設(shè)備控制模塊兩大模塊
通過外部晶體震蕩電路，提高設(shè)備內(nèi)部時鐘的準(zhǔn)確性，而一旦系統(tǒng)停電，及時利用備份電池。在系統(tǒng)停電時，利用備用電源，時鐘依舊可以正常運(yùn)行，這樣便能夠保證時間信息的準(zhǔn)確性和完善性。復(fù)位電路可以保障系統(tǒng)加電時，在內(nèi)核電壓難以滿足相關(guān)要求的基礎(chǔ)上，ARM芯片可以長期保持在復(fù)位狀態(tài)下，并促使電核電壓與外圍接口電壓與電平要求相符。
另外，可以利用芯片，其數(shù)據(jù)的傳輸總線頻率幾乎可以達(dá)到266MHz，而存儲空間則能夠達(dá)到128Mb。這一設(shè)計方式既能夠強(qiáng)化系統(tǒng)硬件整體性能，使得操作系統(tǒng)的速度得到提升，還可以提高系統(tǒng)運(yùn)行的綜合能力和數(shù)據(jù)傳輸速度、效率。關(guān)鍵的是能夠促使硬件結(jié)構(gòu)更加簡化，所以，不需要重新安裝電路擴(kuò)大內(nèi)存。
通過Marvell USI 模組的WIFI電路設(shè)計也是很好的選擇。芯片具備電壓轉(zhuǎn)換器，電壓可以始終保持在 DC3.3V-1.8V 之間，在發(fā)揮DC3.3V作用進(jìn)行供電的時候，可以為模塊提供充足電能。而基于GSPI一級SDIO接口加以利用的時候，必須充分合理發(fā)揮IFSEL-1與IFSEL-2管腳的作用，一旦兩個管腳都可以通過100k下拉電阻加以連接，便可以形成GPSI模式。在此模式下，主要包含WIFI基帶與射頻，在安裝電路時，只需要安裝N型匹配電路即可。
在設(shè)計電源和投影機(jī)控制模塊的時候，應(yīng)充分發(fā)揮弱電技術(shù)理論的影響作用，進(jìn)行模塊劃分，劃分為兩大部分，即弱電與強(qiáng)電，兩者都是通過繼電器加以銜接控制的。在進(jìn)行電動屏幕控制模塊設(shè)計時，實際上就是升降或者停止電動屏幕，依賴于弱電技術(shù)。主要采取的工作方式是電動屏幕控制模塊接收上位機(jī)界面上電動屏幕升降或者停止信號后，然后及時采取有效的應(yīng)對處理措施，再向外傳輸，這樣便可以促使繼電器獲得有效電源，以此促使屏幕基于電機(jī)作用進(jìn)行升降或者停止。USB 接口電路具備四個USB Host1.1接口，其中一個接口的作用是與多媒體教室音箱之間有機(jī)連接。
其中宿主機(jī)就是計算機(jī)，而開發(fā)板是目標(biāo)板。由于計算機(jī)和開發(fā)板處理器之間存在差異，宿主機(jī)會選擇英特爾處理器加以利用，開發(fā)板則利用嵌入式處理器。處理器不同，根本無法兼容，所以，必須具有交叉編譯，保證其能夠兼容。在PC 機(jī)上應(yīng)用軟件以交叉編譯器為載體，編譯二進(jìn)制代碼，然后放進(jìn)目標(biāo)機(jī)中進(jìn)行抄寫。
在嵌入式系統(tǒng)中，U boot的任務(wù)是進(jìn)行內(nèi)核程序引導(dǎo)，也就是所謂的Boot loader，正常運(yùn)行是以Linux操作系統(tǒng)為載體加以啟動的部分程序。開始初始化DDR RAM、Nand flash與串口等驅(qū)動，同時建立充足的內(nèi)存空間，映射列表則應(yīng)為內(nèi)核引導(dǎo)提前做好準(zhǔn)備工作。Boot loader程序啟動地址一般會安排在 0x0000000地址，以此作為啟動地址，即操作系統(tǒng)的入口點。而 CPU的任務(wù)就是把0地址程序轉(zhuǎn)移到RAM的指定位置去，然后正常運(yùn)行。
這樣一來，開發(fā)板Boot loader程序開始進(jìn)行引導(dǎo)。系統(tǒng)充電運(yùn)行之后，Boot loader進(jìn)行了設(shè)備初始化，以此小程序，構(gòu)建硬件映射圖，初始化設(shè)備，系統(tǒng)硬件與軟件環(huán)境處于很好狀態(tài)，以此為調(diào)用操作系統(tǒng)內(nèi)核提供好的環(huán)境條件。
具體流程為選擇、修改、配置、編譯、安裝內(nèi)核。就Linux發(fā)展而言，內(nèi)核版本已經(jīng)實現(xiàn)了多元化目標(biāo)。而內(nèi)核版本各不相同，結(jié)構(gòu)體系也大不相同，并且不同版本內(nèi)核都相應(yīng)具備與版本明確相符開發(fā)工具、開發(fā)包等，這些復(fù)雜的關(guān)系會直接增加相關(guān)工作人員的任務(wù)量，然而也可以找到來源于許多地方的成功匹配，以推動穩(wěn)定發(fā)展?？茖W(xué)合理選擇與需求相符的版本，能夠降低工作移植難度。
基于官網(wǎng)進(jìn)行Busy Box下載，以便于構(gòu)建文件系統(tǒng)，通過其源代碼進(jìn)一步編譯和配置。并制作相應(yīng)的bus6410.con fig配置文件，不需要考慮開發(fā)板型號，便可以基于配置文件編譯Busy Box。
在內(nèi)核驅(qū)動程序中適當(dāng)增加WIFI，并加以科學(xué)合理設(shè)置，以此保證WIFI能夠在Linux開發(fā)板中實現(xiàn)正常有序利用。配置內(nèi)核根目錄，并配置圖形化界面，實現(xiàn)交叉編譯設(shè)置，再進(jìn)行WIFI驅(qū)動信息加載。
開發(fā)應(yīng)用程序，應(yīng)該選擇QT加以進(jìn)行，其中QT包括跨平臺圖形界面和用戶應(yīng)用程序框架，以及以C++為基礎(chǔ)的底層封裝，其既能夠支持 GUI 程序開發(fā)，又能夠支持其他類型開發(fā)程序。
在操作方面，實現(xiàn)插卡即用，拔卡即走。各多媒體教室的中控臺配置相應(yīng)的讀卡器，教師利用多媒體教學(xué)卡插入讀卡器，基于系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫身份的對比識別，啟動講臺電控門鎖，多媒體教室設(shè)備可以隨時自動啟動，及時進(jìn)入教學(xué)進(jìn)行狀態(tài)。切換設(shè)備的操作相對簡單，聲音與圖像可以一鍵快速到位。在結(jié)束課程并拔卡后，系統(tǒng)會及時自動關(guān)閉，所有設(shè)備則會恢復(fù)到維護(hù)狀態(tài)。多媒體教室端設(shè)備啟動使用不會受到校園無線網(wǎng)絡(luò)的影響，可以脫離網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行和使用。管理人員通過通用卡，能夠開啟管理部門權(quán)限內(nèi)的任何多媒體教室。
中央控制系統(tǒng)基于語音壓縮傳輸技術(shù)，實現(xiàn)和網(wǎng)絡(luò)IP的雙向?qū)χv，以支持許多多媒體教室同時進(jìn)行呼叫等待?？刂浦行墓芾砣藛T可以劃分小組，并接收不同多媒體教室的呼叫請求，和遠(yuǎn)端授課教師進(jìn)行直接對話。如果多媒體教室內(nèi)部安裝了監(jiān)控攝像，在通話的時候，可以自動切換成教師呼叫請求的畫面，并全過程跟蹤畫面，以利于教師與管理人員之間能夠直觀交流，采取措施有效處理問題。
進(jìn)行跨網(wǎng)段遠(yuǎn)程檢測與診斷。根據(jù)遠(yuǎn)程檢測教師端多媒體設(shè)備的詳細(xì)使用狀況，對網(wǎng)絡(luò)的狀況進(jìn)行檢測，可以通過監(jiān)聽功能實時了解遠(yuǎn)程教室的音量，所有設(shè)備狀態(tài)基于網(wǎng)絡(luò)上傳到總控軟件界面上去，以使得教師內(nèi)詳細(xì)情況可以得到全方位展示，并實時掌握教室中控的相關(guān)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)等。如果需要進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，可以遠(yuǎn)程配置網(wǎng)絡(luò)。其次，教室端計算機(jī)系統(tǒng)遠(yuǎn)程維護(hù)。網(wǎng)絡(luò)中心管理計算機(jī)能夠?qū)λ卸嗝襟w教室計算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行全程監(jiān)控。在客戶端利用計算機(jī)出現(xiàn)問題的時候，網(wǎng)絡(luò)中心管理計算機(jī)能夠進(jìn)行遠(yuǎn)程登錄，并對教室端的計算機(jī)界面進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，即安裝軟件插件、復(fù)原系統(tǒng)、批處理等，以此解決相關(guān)計算機(jī)問題。再次，遠(yuǎn)程控制多媒體教室的設(shè)備使用?；诰W(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控教室的中央控制系統(tǒng)，對投影機(jī)、計算機(jī)、音響設(shè)備、講臺電控鎖等設(shè)備進(jìn)行開關(guān)控制，并加以及時反饋。還可以充分發(fā)揮遠(yuǎn)程批處理控制功能，管理系統(tǒng)能夠統(tǒng)一控制所選教室和學(xué)校的全部教室，以此提高管理效率和水平。
中央控制系統(tǒng)所提供的安防探測接口，與安防傳感設(shè)備相連接，能夠?qū)崿F(xiàn)門磁開關(guān)、雙鑒探測器、投影機(jī)斷線保護(hù)等相關(guān)安全防護(hù)措施，實現(xiàn)與硬盤錄像機(jī)的有機(jī)結(jié)合，以此保護(hù)多媒體教室重要設(shè)備的安全。
綜上所述，雖然多媒體教室無線網(wǎng)絡(luò)中央控制系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)與發(fā)展并不成熟，但是其應(yīng)用在很大程度上提高了管理效率和水平，并實現(xiàn)了教學(xué)質(zhì)量的優(yōu)化與提升。其不僅可以促使相關(guān)管理人員的工作量得以環(huán)節(jié)，從繁雜的技術(shù)支持工作中得以解脫，還可以顯著提高多媒體教學(xué)效率。在提高多媒體教室管理自動化與智能化的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步促進(jìn)高校數(shù)字化校園的建設(shè)與發(fā)展。