基于物联网技术的多媒体教室管理系统的研究与实现

叶礼初，尹金田

（广东创新科技职业学院 广东 东莞 523960）

1 引言

随着教学改革的不断深入与我国科技技术的进步与发展，我国教育行业逐渐向信息化发展。在教学过程中，许多教师也将教学手段和教学模式从传统的单一的“口述式教学”向网络教学和多媒体互动教学方向转变。在这样的背景之下，多媒体教室管理系统的维护、使用、检修应该注重加强。由于现在的高校内使用的多媒体管理系统设备不统一，并且维护工作和检修工作主要是由多媒体教室的管理人员负责，导致部分故障问题难以排查。除此之外，检修和维护人员的不专业也导致多媒体教室的管理系统无法有效地进行维护和管理，这些问题直接影响了多媒体教室的使用，所以在多媒体教室管理系统工作中应用物联网技术能够有效提高系统的检修、维护、使用效率。对于如何基于物联网技术对多媒体教室管理系统进行研究与设计，首先要正确认识物联网技术的概念，提炼和分析物联网科技优势，并且结合现代高校的多媒体教室管理使用需求，以便于开展研究与设计[1]。

2 物联网技术概述

物联网技术是现代化的新兴科技产物，是依托于互联网，将现实中的各个物体进行连接的网络。物联网利用传感器技术设备以及定位系统等工具设备，将物体与互联网进行结合与链接，实现信息交互。物联网的概念依托于现代社会中的多项发明，其技术手段涵盖了对信息的获取、收集、处理和保存等过程。物联网的核心技术大致有射频识别技术、无线传感器网络以及物联网网格技术。射频识别技术能够对信息进行有效的交换、跟踪，并且射频识别技术能够通过非接触的手段对信息进行识别。无线传感器网络是具有自组织能力的网络，其体积小、价格低，无需其他基础设备的支持。物联网网格技术是一个比互联网系统更加庞大的网络，以RFID为基础，由连入网络的RFID阅读器和无数的标签所组成，具有对信息的读写能力。

3 基于物联网技术的多媒体教室管理系统需求

3.1 人员管理需求

多媒体教室管理系统的人员管理需求大致可分为教师管理、学生管理、管理员管理和班级管理四大模块。教室管理模块主要用于设置教室的职称和姓名等信息；班级管理模块主要用于修改上课班级的人数、院系等信息的功能；学生管理模块主要用于更改、添加、查询上课班级中学生信息的功能；系统管理员模块主要用于记录、检修和维护系统管理人员的姓名、职称等信息。

3.2 设备管理需求

多媒体教室管理系统设备管理需求分为档案信息管理和设备类别管理。设备类别管理是对多媒体教室中使用的设备进行分类和管理，例如投影机、中控系统、计算机等，对此类设备的类别进行动态的添加或者修改。设备档案管理是在实际的运行管理过程中对运行的设备信息进行记录，记录其使用的时间、规格、状态等信息，为后续检修人员的维护、检修以及使用者的使用提供依据。

3.3 故障管理需求

多媒体教室的故障管理需求大致分为检测设备故障信息、对故障设备进行记录、对故障设备进行维护等方面。检测设备故障信息是利用物联网中的射频识别技术和无线传感器技术对终端数据信息实施采集，并且实时对收集到的信息进行整理、分析和处理，从而鉴别故障设备的运行情况，有助于对故障原因的分析和排查；设备故障信息记录是将设备所发生的故障时间、故障的频次以及之前该设备故障申报信息和故障维修信息进行记录，便于系统管理员能够对设备的综合使用情况进行分析，从而调整设备的维护、检修、更换方案；对故障设备进行维护是通过远程操作对故障设备进行简单的维修，例如设备视频信号较差、音量无法调节等进行远程操控。除此之外，也可以通过电视监控系统对教师在使用过程中的操作手段进行指导，避免教师因为对设备操作不当而导致设备损坏[2]。

4 基于物联网技术的多媒体教室管理系统的设计与实现

4.1 基于物联网技术的多媒体教室管理系统的设计

基于物联网技术对多媒体教室管理系统进行设计，在远程控制方面可以打开系统中的控制面板与ID卡对多媒体教室中的设备进行远程控制与管理，在这一操作步骤当中能够对设备进行单独控制，也能够实现一键上下课的功能，远程控制的手段为教师的操作控制手段提供了便捷。远程控制的设计能够使多媒体教师的管理系统更加的可靠、便捷、实用，同时也能够避免因为不正确的操作手段导致重复操作内容，对系统容量造成负担。

4.2 多方设备联动，提高故障诊断效率

校园内使用多媒体设备开展教学工作中难免会遇到设备故障问题，但是由于教师自身对多媒体教师中管理系统不甚熟悉，所以在遇到故障问题时不知从何下手。基于此，在物联网科技手段的帮助下可以通过对管理系统设计监测技术、诊断技术添加传感器物联网头设备等进行联动，提高故障诊断效率，避免因为故障问题影响教学工作。通过监测和诊断技术全方位对多媒体设备进行监控和监测，能够及时诊断出管理系统中出现的故障问题，并且及时以警报的方式显示，为维修管理人员做出提示。除此之外，结合监测滤网的使用时间和投影仪器的使用时间以及其灯泡亮度等能够对投影仪的使用情况进行了解，若投影仪需要更换滤网或者需要清洗时需要依据投影仪的实际使用情况结合进行。

4.3 软硬件结合，全面读取系统配件信息

多媒体教室管理系统的实际使用过程中可以通过软件与硬件共同结合，全面读取系统的配件信息，便于管理人员对系统进行管理。例如通过传感器计算的应用对技术参数以及设备故障信息的相关参数进行采集，并且对管理系统中的关联内容进行判断与分析，将管理系统中的配件消耗情况、维修频次以及维修情况、设备使用情况进行联系，达到对故障设备信息采集的精确性，以此强化对管理系统数据的分析与统计。同时教师在多媒体教室开展教学过程中，也为其提供了有效的决策依据。

4.4 模块化设计，多功能拓展

所谓多媒体教室中管理系统的模块化设计是将管理系统中的各个功能进行拓展，并且为模块实用预留接口，以便于教师在多媒体教室中开展教学工作时，能够通过管理系统中的各个拓展功能对多媒体教室的灯光进行控制、远程听课查课、远程呼叫等内容，使多媒体教室管理系统更具有适应性。在多媒体教室中，主控室通过管理系统能够对多媒体教室的设备进行控制或者对将多媒体教室进行连接，强化了远程操控的功能和数据交换的功能。除此之外，通过对多媒体教室内的设备进行控制与连接，能够将设备与互联网、物联网技术进行有机结合，强化了对设备的控制以及反馈。

5 基于物联网技术的多媒体教室管理系统设计的实现

5.1 中控、传感器等多方设备进行采集

基于物联网技术的多媒体教室管理系统的使用过程中对其中控系统采取嵌入式ARM处理器，通过处理器的运算能力和对信息的储存能力对本地管理系统进行操作和控制。另外，通过WEP应用服务与互联网通信协议，在多媒体设备管理终端与服务器进行远程操控，借助多媒体教室中设备的温度、图像、电压和电流等传感器技术，将互联网中的中控系统、传感器技术、射频识别技术、自动采集装置对管理系统的数据参数进行搜集，以帮助管理人员更加准确地判断设备运行状态，若设备出现异常，以便于及时报告。

5.2 扩展线路接口，升级中控主机

多媒体教室管理系统中，中控主机含有音频视频切换接口、通信信号接口、智能电源接口。这3种线路接口都自带电流电压监测装置，对设备运行中的电流电压进行检测，能够保障在电流电压安全的情况下运行。专用的总线接口是连接多媒体教室管理系统的中控主机以及其配套设备模块，其中配套设备模块又包含有多媒体设备的音频视频检测模块、图像采集模块等。多媒体教室管理系统的接口可以同时连接8个设备，并且通过对视频、音频等信息的采集，然后进行图像数据传输，扩展管理系统的总线路接口能够帮助中控主机进行升级，使互联网智能电源得到充分的拓展与使用[3-5]。

6 结语

在教育行业中运用多媒体教室开展教学工作能够丰富师生的教学体验，成了传统教学方式与手段的补充，所以为了延续良好的教学体验与提高教学服务质量，学校应该注重对校内多媒体设备管理系统的维护、检修与设备更新。现阶段，多媒体教室管理系统的使用和维护仍存在一些亟待改进的问题，管理人员应该注重对管理系统的开发与设计。在现代高校内对于优化多媒体教室管理系统，首先应该深入了解现代化高校的实际教学需求、人员管理需求和维护需求等，同时结合国内外的产品优势，优化管理多媒体教室设备，将维护和使用结为一体，提升多媒体教室的管理质量。通过优化对多媒体教室管理系统的使用能够减少管理维修人员的工作量，同时也能够提升多媒体教室的管理有效性，为教学工作提供便捷[6]。