專(zhuān)利名稱(chēng)：多媒體教學(xué)一體機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及多媒體教學(xué)技術(shù)，特別涉及一種多媒體教學(xué)一體機(jī)。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)的多媒體教室建設(shè)中，講臺(tái)內(nèi)部有多個(gè)設(shè)備(通常有PC機(jī)、中央控制器(以下簡(jiǎn) 稱(chēng)中控)、DVD播放機(jī)、功放音箱、用戶擴(kuò)展接口、視頻展臺(tái)等)組成，這些設(shè)備通過(guò)外部連 接線連接完成。中控負(fù)責(zé)對(duì)其他設(shè)備實(shí)行集中控制，這在一定程度上簡(jiǎn)化了多媒體教室設(shè)備 的操作過(guò)程。但是由于設(shè)備種類(lèi)較多，系統(tǒng)連接線復(fù)雜，給多媒體教室的安裝維護(hù)制造了不 小的麻煩，同時(shí)也為系統(tǒng)的穩(wěn)定性打了很大折扣。各種設(shè)備以中控為核心，其他設(shè)備均以各 種不同的線纜連接到中控上。這樣中控就可以完成對(duì)這些設(shè)備的開(kāi)關(guān)控制和信號(hào)切換等操作。 這些設(shè)備的開(kāi)關(guān)控制以投影儀的控制最為復(fù)雜也最為重要，需要通過(guò)RS232協(xié)議進(jìn)行通訊。 在實(shí)現(xiàn)控制之前需要對(duì)中控編寫(xiě)匹配的控制碼。傳統(tǒng)的中控對(duì)于其他設(shè)備的控制大都是控制 其電源的開(kāi)關(guān)， 一般都是直接切斷其電源。由于計(jì)算機(jī)的開(kāi)關(guān)機(jī)不能簡(jiǎn)單的用電源開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí) 現(xiàn)，因此傳統(tǒng)中控一般不對(duì)計(jì)算機(jī)開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制(如果一定要實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算機(jī)的控制，則需要 比較復(fù)雜的改造步驟)。這樣用戶在使用計(jì)算機(jī)時(shí)需要找到計(jì)算機(jī)主機(jī)箱上的電源按鈕，而大 多數(shù)電腦的主機(jī)箱都放在講臺(tái)內(nèi)部，并且有比較牢固的鐵箱保護(hù)其安全，這在很大程度上增 加了的用戶操作的復(fù)雜度。
除了對(duì)設(shè)備的開(kāi)關(guān)機(jī)進(jìn)行控制以外，中控還要完成對(duì)各種設(shè)備的信號(hào)進(jìn)行切換，以便與 用戶將自己需要的信號(hào)播放到輸出設(shè)備上。因此各種信號(hào)源設(shè)備都要將自己的音視頻信號(hào)通 過(guò)各種屏蔽線連接到中控的信號(hào)輸入口上，在通過(guò)信號(hào)矩陣進(jìn)行切換，最后通過(guò)輸出接口傳 到輸出設(shè)備上。
為了能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于設(shè)備的控制和信號(hào)切換，需要使用大量的各種線纜對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行連 接。這些線纜的使用不僅造成成本的大幅度上升，同時(shí)也大大增加了設(shè)備安裝調(diào)試的成本和 復(fù)雜度 必須要有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員才能對(duì)設(shè)備，行連接和調(diào)試。同時(shí)復(fù)雜的連接線路對(duì)于系 統(tǒng)的穩(wěn)定性也是一個(gè)威脅，只要其中某一根線纜出現(xiàn)斷開(kāi)，松動(dòng)，脫落時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)就無(wú)法 正常運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容
為彌補(bǔ)上述不足，本發(fā)明提供一種實(shí)用，快捷，方便，經(jīng)濟(jì)，安全的多媒體教學(xué)一體機(jī)。
本發(fā)明多媒體教學(xué)一體機(jī)，包括中控模塊、PC機(jī)模塊、用戶接口、外設(shè)接口模塊和音頻 功放模塊，中控模塊分別連接PC機(jī)模塊、用戶接口、外設(shè)接口模塊和音頻功放模塊。
本發(fā)明多媒體教學(xué)一體機(jī)，其中所述中控模塊包括集成在一塊板上的核心控制器、VGA 信號(hào)切換模塊、AV信號(hào)切換模塊、強(qiáng)電控制模塊、網(wǎng)絡(luò)通信驅(qū)動(dòng)器、交換機(jī)模塊、外設(shè)控制 接口、設(shè)備控制面板和RFID讀卡器，核心控制器分別連接并控制VGA信號(hào)切換模塊、AV信 號(hào)切換模塊、強(qiáng)電控制模塊、網(wǎng)絡(luò)通信驅(qū)動(dòng)器、交換機(jī)模塊、外設(shè)控制接口、設(shè)備控制面板 和RFID讀卡器的工作。
本發(fā)明多媒體教學(xué)一體機(jī)，其中所述PC機(jī)模塊包括電腦主板/CPU/存儲(chǔ)器和DVD/VCD 光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器。
本發(fā)明多媒體教學(xué)一體機(jī)，其中所述外設(shè)接口模塊是一體機(jī)輸入輸出設(shè)備的接口，包
括投影機(jī)的1個(gè)VGA接口， 一個(gè)Video接口， 一個(gè)RS232控制接口； PC機(jī)模塊的鍵盤(pán)鼠標(biāo)輸 入、顯示信號(hào)輸出；功放的音頻信號(hào)輸出接口，有線話筒的信號(hào)輸入接口，電動(dòng)屏幕的控制 接口，網(wǎng)絡(luò)接口、外設(shè)電源的輸出接口，電源輸入接口。
本發(fā)明多媒體教學(xué)一體機(jī)，其中所述音頻功放模塊包括前置運(yùn)放電路、主功率放大芯 片和環(huán)繞混響芯片，以及整套的交直流轉(zhuǎn)換供電電路。
本發(fā)明多媒體教學(xué)一體機(jī)，其中所述核心控制器包括主MCU、復(fù)位IC、電平轉(zhuǎn)換電路 和邏輯擴(kuò)展電路，復(fù)位IC、電平轉(zhuǎn)換電路和邏輯擴(kuò)展電路分別連接到主MCU的各個(gè)I/0口， 核心控制器的軟件包括底層硬件驅(qū)動(dòng)、TCP/IP協(xié)議棧、底層硬件初始化、UDP參數(shù)配置、上 位機(jī)命令解析、FLASH數(shù)據(jù)刷新、邏輯電平控制、控制面板命令解析、喂狗程序、開(kāi)關(guān)量監(jiān) 視、中斷服務(wù)子程序。
本發(fā)明多媒體教學(xué)一體機(jī)，其中所述VGA信號(hào)切換模塊有3路輸入、2路輸出，由模 擬選路芯片控制選擇輸入，并經(jīng)信號(hào)分配芯片進(jìn)行分配放大后輸送到2路輸出中的一路。
本發(fā)明多媒體教學(xué)一體機(jī)，其中所述AV信號(hào)切換模塊有4路輸入和1路輸出，由模擬 選路芯片選擇輸入接通到i^出。
本發(fā)明多媒體教學(xué)一體機(jī)，其中所述強(qiáng)電控制模塊包括電動(dòng)幕布接口和投影儀接口，
電動(dòng)幕布接口有兩個(gè)火線觸點(diǎn)分別連接兩個(gè)繼電器，投影儀接口的火線零線連接一個(gè)繼電器，
三個(gè)繼電器分別通過(guò)光耦連接到主MCU的三個(gè)I/O 口，其中投影儀接口為延時(shí)斷電。
本發(fā)明多媒體教學(xué)一體機(jī)，其中所述交換機(jī)模塊具有5個(gè)10/100M自適應(yīng)以太網(wǎng)接口和一個(gè)接口芯片。
本發(fā)明多媒體教學(xué)一體機(jī)，其中所述外設(shè)控制接口包括連接到主MCU 1/0口的光耦和 連接到主MCU串口的電平轉(zhuǎn)換芯片，對(duì)于設(shè)備電源的開(kāi)關(guān)控制是有主控MCU發(fā)出電平信號(hào)， 通過(guò)光耦轉(zhuǎn)換后控制繼電器動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)的，對(duì)于投影機(jī)的開(kāi)關(guān)控制則是由主控MCU通過(guò)RS232 控制協(xié)議發(fā)送相應(yīng)的命令碼來(lái)實(shí)現(xiàn)，電平轉(zhuǎn)換芯片負(fù)責(zé)邏輯電平轉(zhuǎn)換，將主MCU發(fā)出的TTL 電平轉(zhuǎn)換成符合標(biāo)準(zhǔn)RS232規(guī)范的電平信號(hào)。
本發(fā)明多媒體教學(xué)一體機(jī)，其中所述PC機(jī)模塊包括電腦主板/CPU/存儲(chǔ)器和DVD光驅(qū)。
本發(fā)明多媒體教學(xué)一體機(jī)，其中所述外設(shè)接口模塊是一體機(jī)輸入輸出設(shè)備的接口，包 括投影機(jī)的1個(gè)VGA接口， 一個(gè)Video接口， 一個(gè)RS232控制接口； PC機(jī)模塊的鍵盤(pán)鼠標(biāo)輸 入、顯示信號(hào)輸出；功放的音頻信號(hào)輸出接口，有線話筒的信號(hào)輸入接口，電動(dòng)屏幕的控制 接口，網(wǎng)絡(luò)接口、外設(shè)電源的輸出接口，電源輸入接口。
本發(fā)明多媒體教學(xué)一體機(jī)，其中所述音頻功放模塊包括前置運(yùn)放電路、主功率放大芯 片和環(huán)繞混響芯片，以及整套的交直流轉(zhuǎn)換供電電路。
本發(fā)明多媒體教學(xué)一體機(jī)，集多種設(shè)備功能于一體，多媒體教學(xué)一體機(jī)集成了PC機(jī)、中 央控制器、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、功放、DVD播放機(jī)、有線/無(wú)線話筒接收模塊、用戶設(shè)備接口模塊等 功能。這些功能的性能指標(biāo)必須達(dá)到普通多媒體教室的要求。
本發(fā)明多媒體教學(xué)一體機(jī)，具有操作的便捷性。用戶通過(guò)多媒體教學(xué)一體機(jī)的操作面板 就可以控制所有設(shè)備。采用多媒體教學(xué)一體機(jī)以后，普通多媒體教室只需要再配置一臺(tái)投影 儀， 一個(gè)電動(dòng)屏幕， 一臺(tái)顯示器， 一對(duì)無(wú)源音箱即可。這四個(gè)設(shè)備都可以被多媒體教學(xué)一體 機(jī)完全控制。
本發(fā)明多媒體教學(xué)一體機(jī)，設(shè)備連接變得異常簡(jiǎn)單。多媒體教學(xué)一體機(jī)具備了傳統(tǒng)多媒 體教室的諸多設(shè)備的功能，因此安裝時(shí)只有簡(jiǎn)單的幾根輸入輸出連接線，這就省去了大多數(shù) 的設(shè)備連接和調(diào)試工作。
本發(fā)明多媒體教學(xué)一體機(jī)，具備高可靠性。多媒體教學(xué)一體機(jī)的功能模塊進(jìn)行高度整合設(shè) 計(jì)，模塊間連接更加緊湊，接口更加牢固。多媒體教學(xué)一體機(jī)釆用統(tǒng)一供電方案，最大限度 地保證了系統(tǒng)穩(wěn)定性。由于各個(gè)模塊都集成在同一機(jī)箱內(nèi)部，因此多媒體教學(xué)一體機(jī)需要解 決各個(gè)功能模塊間的相互干擾以及散熱問(wèn)題。
本發(fā)明多媒體教學(xué)一體機(jī)，可維護(hù)性強(qiáng)。為了提高多媒體教學(xué)一體機(jī)的可維護(hù)性，我們 采用模塊化設(shè)計(jì)。即多媒體教學(xué)一體機(jī)中的各個(gè)功能模塊都在物理結(jié)構(gòu)上都相對(duì)獨(dú)立，若某 個(gè)模塊出現(xiàn)故障，則可將該模塊單獨(dú)替換掉。各個(gè)功能模塊的連接采用專(zhuān)用連接線纜和連接接口，確保連接的可靠。
本發(fā)明多媒體教學(xué)一體機(jī)，安全有保障。在結(jié)構(gòu)上，多媒體教學(xué)一體機(jī)采用防盜鎖設(shè)計(jì)， 必須打開(kāi)防盜鎖才能夠進(jìn)行檢修工作，有效杜絕普通人員接觸多媒體教學(xué)一體機(jī)內(nèi)部模塊。 同時(shí)多媒體教學(xué)一體機(jī)還配有遠(yuǎn)程防盜機(jī)制， 一旦有人暴力開(kāi)啟機(jī)箱，多媒體教學(xué)一體機(jī)會(huì) 通過(guò)校園網(wǎng)告知管理員或者門(mén)衛(wèi)。
本發(fā)明多媒體教學(xué)一體機(jī)，具備待機(jī)聯(lián)網(wǎng)功能。多媒體教學(xué)一體機(jī)必須24小時(shí)網(wǎng)絡(luò)待機(jī) 功能，只有這樣才能做到持續(xù)的遠(yuǎn)程設(shè)備監(jiān)控。
本發(fā)明多媒體教學(xué)一體機(jī)，價(jià)格實(shí)惠。無(wú)論是從產(chǎn)品的售價(jià)，還是系統(tǒng)安裝維護(hù)費(fèi)，采 用多媒體教學(xué)一體機(jī)都將比傳統(tǒng)方式更經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。
采用多媒體教學(xué)一體機(jī)以后，多媒體教室建設(shè)復(fù)雜度就被大大簡(jiǎn)化。這是因?yàn)槎嗝襟w教 學(xué)一體機(jī)同時(shí)具備了傳統(tǒng)方式下的計(jì)算機(jī)、中控、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、功放、用戶擴(kuò)展接口、 DVD 播放機(jī)等設(shè)備的功能。這些設(shè)備都在多媒體教學(xué)一體機(jī)內(nèi)部以專(zhuān)用線路和接口的方式連接并 且固定。這樣以來(lái)，不僅將多媒體教室中的設(shè)備類(lèi)型大大減少，同時(shí)也省略了這些設(shè)備之間 的連接線，從而解決了安裝調(diào)試難，系統(tǒng)問(wèn)題多，成本昂貴等一系列問(wèn)題。


圖1是本發(fā)明多媒體教學(xué)一體機(jī)的電路框圖2是本發(fā)明多媒體教學(xué)一體機(jī)的應(yīng)用圖3是本發(fā)明多媒體教學(xué)一體機(jī)核心控制器的電路框圖4是本發(fā)明多媒體教學(xué)一體機(jī)核心控制器軟件子程序模塊圖5是本發(fā)明多媒體教學(xué)一體機(jī)核心控制器軟件流程圖6是本發(fā)明多媒體教學(xué)一體機(jī)VGA信號(hào)切換模塊主要信號(hào)走向示意圖7是本發(fā)明多媒體教學(xué)一體機(jī)AV信號(hào)切換模塊主要信號(hào)走向示意圖8是本發(fā)明多媒體教學(xué)一體機(jī)強(qiáng)電控制模塊示意圖9是本發(fā)明多媒體教學(xué)一體機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信驅(qū)動(dòng)器示意圖IO是本發(fā)明多媒體教學(xué)一體機(jī)交換機(jī)板示意圖11是本發(fā)明多媒體教學(xué)一體機(jī)外設(shè)控制接口模塊示意圖12是本發(fā)明多媒體教學(xué)一體機(jī)設(shè)備控制面板示意圖13是本發(fā)明多媒體教學(xué)一體機(jī)音頻控制電路示意圖14是本發(fā)明多媒體教學(xué)一體機(jī)RFID讀卡器原理圖15是本發(fā)明多媒體教學(xué)一體機(jī)筆記本接口示意圖；圖16是本發(fā)明多媒體教學(xué)一體機(jī)外部接口模塊的示意圖； 圖17是本發(fā)明多媒體教學(xué)一體機(jī)音頻功放模塊的原理圖。
具體實(shí)施例方式
為進(jìn)一步闡述本發(fā)明多媒體教學(xué)一體機(jī)，下面結(jié)合實(shí)施例作更詳盡的說(shuō)明。 圖1是本發(fā)明多媒體教學(xué)一體機(jī)的電路框圖。
本發(fā)明采用了 32位單片機(jī)作為中央控制模塊的主控MCU，高速X86處理器作為PC機(jī)模 塊的CPU,以及高速存儲(chǔ)芯片和硬盤(pán)。中控(中控包括簡(jiǎn)易中控和帶遠(yuǎn)程監(jiān)控功能的網(wǎng)絡(luò)中控， 以下均以網(wǎng)絡(luò)中控為例進(jìn)行說(shuō)明。)模塊采用具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的操作系統(tǒng)，將TCP/IP協(xié)議 棧移植到該操作系統(tǒng)上，以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程集散式控制。采用數(shù)字電位器實(shí)現(xiàn)對(duì)音量的控制。 編程模擬用戶按鈕操作動(dòng)作，以實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算機(jī)的遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)機(jī)控制。本發(fā)明還利用以太網(wǎng)交換 芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)5 口快速以太網(wǎng)數(shù)據(jù)交換機(jī)的功能。本發(fā)明采用了 2.4G無(wú)線數(shù)字傳輸技術(shù)，實(shí)現(xiàn) 音頻數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸功能，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了基于13. 56M的射頻讀卡功能。
網(wǎng)絡(luò)中控模塊是多媒體教學(xué)一體機(jī)的核心，它的功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)2、 3、 4、 5這四個(gè)模塊的 控制，信號(hào)切換，同時(shí)它負(fù)責(zé)接收用戶操作指令(既包括網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程指令，也包括本地按鍵操 作、刷卡指令)。模塊6主要負(fù)責(zé)多媒體教學(xué)一體機(jī)的供電需求，還有運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的熱量 散發(fā)。模塊2復(fù)責(zé)最終用戶教學(xué)內(nèi)容的展示，它對(duì)于終端用戶來(lái)說(shuō)是最重要的，也是核心信 息源。模塊3主要為手提電腦或其他音視頻設(shè)備用戶使用，用戶可以通過(guò)這些接口輕松將自 己手提電腦、錄音機(jī)、便攜式播放器等設(shè)備的信號(hào)輸出到顯示設(shè)備或音箱上。模塊4提供連 接其他外部設(shè)備的接口，比如投影儀、監(jiān)視器等顯示設(shè)備，鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、視頻展臺(tái)等信號(hào)輸 入設(shè)備。模塊5的功能是將各種音頻信號(hào)放大并輸出到音箱上。
模塊l一網(wǎng)絡(luò)中控
1) VGA信號(hào)切換模塊(見(jiàn)圖6)
該模塊實(shí)現(xiàn)3*2路模擬VGA信號(hào)的矩陣切換。其中3路為輸入信號(hào)，2路是輸出信號(hào)。 實(shí)現(xiàn)該功能首先采用模擬信號(hào)選路芯片實(shí)現(xiàn)信號(hào)的選擇，再采用信號(hào)分配芯片實(shí)現(xiàn)信號(hào)的分 配和放大。
AV信號(hào)切換模塊(見(jiàn)圖7)
該模塊實(shí)現(xiàn)4*1路AV信號(hào)的矩陣切換。其中4路為音視頻輸入信號(hào)接口 ， 1路為音視頻 信號(hào)輸出接口。實(shí)現(xiàn)該功能也是通過(guò)選路芯片來(lái)完成切換。
2) 強(qiáng)電控制模塊(見(jiàn)圖8)該模塊主要是對(duì)外設(shè)電源進(jìn)行控制，對(duì)于投影儀則實(shí)現(xiàn)延時(shí)斷電功能。實(shí)現(xiàn)該功能首先 對(duì)主控MCU(32位單片機(jī))進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)對(duì)10 口信號(hào)的控制，再通過(guò)連接在該10 口上的光偶 器件對(duì)繼電器操作，以實(shí)現(xiàn)對(duì)交流220V電源的通、斷路控制。對(duì)于電動(dòng)屏幕的控制也是基于 同樣的原理。
3) 核心控制器(見(jiàn)圖3)
核心控制器指的是以主控MCU(32位單片機(jī))為核心器件的軟硬件模塊。該模塊屬于核心 模塊的核心，它負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的各種邏輯信號(hào)的控制，用戶指令的接收，各種方 式的數(shù)據(jù)通訊和處理。其中硬件包括復(fù)位電路，存儲(chǔ)器電路,光電耦合電路，邏輯電平轉(zhuǎn)換電 路等。軟件則包括INFOBED硬件操作系統(tǒng)，以太網(wǎng)驅(qū)動(dòng)程序，RS232驅(qū)動(dòng)程序，TCP/IP協(xié)議 棧，應(yīng)用程序等多個(gè)模塊。
核心控制器模塊的PCB采用4層設(shè)計(jì)，中間兩層為電源和地，外邊兩層為信號(hào)層。復(fù)位 電路是一個(gè)外部看門(mén)狗電路，當(dāng)程序出現(xiàn)死機(jī)時(shí)，外部看門(mén)狗會(huì)觸發(fā)主MCU重新啟動(dòng)，確保 程序恢復(fù)運(yùn)行。電平轉(zhuǎn)換電路負(fù)責(zé)將串行控制口的邏輯電平轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的RS232的電平邏輯 電平信號(hào)。邏輯擴(kuò)展電路是核心控制器模塊與外圍電路連接的接口，在上面描述的關(guān)于VGA 切換模塊、AV切換模塊、強(qiáng)電控制模塊的邏輯電平都是通過(guò)這里的引出的。后面講到的網(wǎng)絡(luò) 驅(qū)動(dòng)器模塊的地址、數(shù)據(jù)接口也是連接到邏輯擴(kuò)展電路接口上的。
核心控制器的軟件主要包括底層硬件驅(qū)動(dòng)、TCP/IP協(xié)議棧、底層硬件初始化、UDP參數(shù) 配置、上位機(jī)命令解析、FLASH數(shù)據(jù)刷新、邏輯電平控制、控制面板命令解析、喂狗程序、 開(kāi)關(guān)量監(jiān)視、中斷服務(wù)子程序等多個(gè)子模塊。(見(jiàn)圖4)
核心控制器的軟件運(yùn)行流程見(jiàn)圖5。
4) 網(wǎng)絡(luò)通訊驅(qū)動(dòng)器(見(jiàn)圖9)
網(wǎng)絡(luò)通訊驅(qū)動(dòng)器主要是負(fù)責(zé)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)收發(fā)操作模塊。該模塊以網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)器芯片為核 心，以總線方式接入到主控MCU的I/0口上，從而實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀的收發(fā)工作。
5) 交換機(jī)模塊(見(jiàn)圖10)
該模塊以網(wǎng)絡(luò)交換芯片為核心，具有5個(gè)10/100M自適應(yīng)的以太網(wǎng)接口，該接口負(fù)責(zé)將 臺(tái)式機(jī)、筆記本、網(wǎng)絡(luò)中控模塊連接到校園網(wǎng)上。
6) 外設(shè)控制接口 (見(jiàn)圖ll)
外設(shè)控制接口主要有對(duì)設(shè)備電源的開(kāi)關(guān)控制，對(duì)于電動(dòng)屏幕的升降控制，對(duì)于投影機(jī)的開(kāi)關(guān)機(jī)控制，對(duì)于電腦的開(kāi)關(guān)機(jī)控制等。
對(duì)于設(shè)備電源的開(kāi)關(guān)控制是有主控MCU發(fā)出電平信號(hào)，通過(guò)可控硅轉(zhuǎn)換以后，最后控制 繼電器動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)的。電動(dòng)屏幕的控制與設(shè)備電源控制原理一樣。對(duì)于投影機(jī)的開(kāi)關(guān)控制則 是由主控MCU通過(guò)RS232控制協(xié)議發(fā)送相應(yīng)的命令碼來(lái)實(shí)現(xiàn)，這些命令碼在設(shè)備安裝時(shí)由配 套的上位機(jī)軟件進(jìn)行配置。對(duì)于電腦的開(kāi)關(guān)機(jī)控制則是利用繼電器動(dòng)作來(lái)模擬計(jì)算機(jī)電源按 鈕被按下的過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)。其中邏輯電平轉(zhuǎn)換芯片負(fù)責(zé)將TTL電平轉(zhuǎn)換成符合標(biāo)準(zhǔn)RS232規(guī)范 的電平信號(hào)。
7) 設(shè)備控制面板(見(jiàn)圖12)
設(shè)備控制面板則是用戶操作多媒體教學(xué)一體機(jī)的接口。通過(guò)該面板，用戶可以插卡或鑰 匙來(lái)開(kāi)啟系統(tǒng)總電源，然后開(kāi)啟投影機(jī)、計(jì)算機(jī)等設(shè)備，也可以控制電動(dòng)屏幕的升降，音量 的大小，還可以實(shí)現(xiàn)各種信號(hào)的切換?？傊畬?duì)于多媒體教室內(nèi)的所有相關(guān)設(shè)備操作全部集中 在該面板上了。下圖給出了多媒體教學(xué)一體機(jī)控制面板的布局圖
其中對(duì)于音量的控制則是利用數(shù)字電位器芯片來(lái)調(diào)節(jié)信號(hào)放大幅度來(lái)實(shí)現(xiàn)。數(shù)字電位器 通過(guò)按鍵發(fā)出的電平信號(hào)引起電阻值的變化，從而實(shí)現(xiàn)聲音信號(hào)的強(qiáng)弱，達(dá)到控制音量的效 果。對(duì)于靜音功能則是通過(guò)控制小型繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)線路的開(kāi)閉路，從而達(dá)到靜音功能。對(duì)于 其他設(shè)備的控制則是通過(guò)RS232協(xié)議向核心控制器模塊發(fā)送指令來(lái)實(shí)現(xiàn)。(見(jiàn)圖13):
8) RFID讀卡器(見(jiàn)圖14)
RFID讀卡模塊采用的是基于13.56M的非接觸射頻技術(shù)，內(nèi)嵌低功耗射頻基站。該模塊 采用高度集成讀寫(xiě)卡芯片作為射頻基站，符合IS014443TYPE A/Mifare標(biāo)準(zhǔn)，模塊具有尋 卡、讀取、寫(xiě)入、初始化等指令集。
模塊2—PC機(jī)模塊
9) PC機(jī)基本配置
本方案的PC機(jī)模塊采用MiniITX架構(gòu)的主板，另外還配有高速CPU、內(nèi)存、硬盤(pán)等。
10) DVD光驅(qū)
為了能夠讓用戶播放各種多媒體光盤(pán)，本方案專(zhuān)門(mén)配置了 DVD光驅(qū)配以相應(yīng)的DVD播放 軟件即可實(shí)現(xiàn)對(duì)各種影碟光盤(pán)的播放。
模塊3—用戶接口11)筆記本接口 (見(jiàn)圖15)
本方案中的用戶接口是指終端用戶通過(guò)一體機(jī)使用個(gè)人筆記本電腦的接口。為方便用戶 使用，本方案配置了可抽拉式信號(hào)線接口。
模塊4一外設(shè)接口
12) 外設(shè)接口模塊(見(jiàn)圖16)
本方案中的外設(shè)接口主要是一體機(jī)輸入輸出設(shè)備的接口。比如與投影機(jī)的連接需要l個(gè) VGA接口， 一個(gè)符合Video接口， 一個(gè)RS232控制接口； PC機(jī)模塊則需要鍵盤(pán)鼠標(biāo)輸入，顯 示信號(hào)輸出；功放需要將放大后的音頻信號(hào)輸出到音箱上，同時(shí)又需要將有線話筒的信號(hào)輸 入到其內(nèi)部；電動(dòng)屏幕的控制接口；外設(shè)電源的輸出接口。
模塊5--音頻功放模塊
13) 音頻功放模塊(見(jiàn)圖17)
本方案中的音頻功放模塊釆用音頻信號(hào)放大芯片來(lái)設(shè)計(jì)前置運(yùn)放電路，采用功率放大芯 片作為主功率放大芯片，另外還采用了數(shù)字音頻芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)立體環(huán)繞混響功能。 圖2是多媒體教學(xué)一體機(jī)的實(shí)際應(yīng)用示意圖，僅用來(lái)說(shuō)明連接的減少。
權(quán)利要求
1、一種多媒體教學(xué)一體機(jī)，其特征在于所述一體機(jī)包括中控模塊、PC機(jī)模塊、用戶接口、外設(shè)接口模塊和音頻功放模塊，中控模塊分別連接PC機(jī)模塊、用戶接口、外設(shè)接口模塊和音頻功放模塊。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多媒體教學(xué)一體機(jī)，其特征在于所述中控模塊包括集成在一塊板上的核心控制器、VGA信號(hào)切換模塊、AV信號(hào)切換模塊、強(qiáng)電控制模塊、網(wǎng)絡(luò)通信驅(qū)動(dòng) 器、交換機(jī)模塊、外設(shè)控制接口、設(shè)備控制面板和RFID讀卡器，核心控制器分別連接并控制 VGA信號(hào)切換模塊、AV信號(hào)切換模塊、強(qiáng)電控制模塊、網(wǎng)絡(luò)通信驅(qū)動(dòng)器、交換機(jī)模塊、外設(shè) 控制接口 、設(shè)備控制面板和RFID讀卡器的工作。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的多媒體教學(xué)一體機(jī)，其特征在于所述PC機(jī)模塊包括電腦主 板/CPU/存儲(chǔ)器和DVD/VCD光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的多媒體教學(xué)一體機(jī)，其特征在于所述外設(shè)接口模塊是一體機(jī) 輸入輸出設(shè)備的接口，包括投影機(jī)的1個(gè)VGA接口， 一個(gè)Video接口， 一個(gè)RS232控制接口； PC機(jī)模塊的鍵盤(pán)鼠標(biāo)輸入、顯示信號(hào)輸出；功放的音頻信號(hào)輸出接口，有線話筒的信號(hào)輸入 接口，電動(dòng)屏幕的控制接口，網(wǎng)絡(luò)接口、外設(shè)電源的輸出接口，電源輸入接口。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的多媒體教學(xué)一體機(jī)，其特征在于所述音頻功放模塊包括前置 運(yùn)放電路、主功率放大芯片和環(huán)繞混響芯片，以及整套的交直流轉(zhuǎn)換供電電路。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的多媒體教學(xué)一體機(jī)，其特征在于所述核心控制器包括主MCU、 復(fù)位IC、電平轉(zhuǎn)換電路和邏輯擴(kuò)展電路，復(fù)位IC、電平轉(zhuǎn)換電路和邏輯擴(kuò)展電路分別連接到 主MCU的各個(gè)I/0口，核心控制器的軟件包括底層硬件驅(qū)動(dòng)、TCP/IP協(xié)議棧、底層硬件初始 化、UDP參數(shù)配置、上位機(jī)命令解析、FLASH數(shù)據(jù)刷新、邏輯電平控制、控制面板命令解析、 喂狗程序、開(kāi)關(guān)量監(jiān)視、中斷服務(wù)子程序。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的多媒體教學(xué)一體機(jī)，其特征在于所述VGA信號(hào)切換模塊有多 路輸入多路輸出，由模擬選路芯片控制選擇輸入，并經(jīng)信號(hào)分配芯片進(jìn)行分配放大后輸送到 輸出中，所述AV信號(hào)切換模塊有多路輸入和1路輸出，由模擬選路芯片選擇輸入接通到輸出。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的多媒體教學(xué)一體機(jī)，其特征在于所述強(qiáng)電控制模塊包括電動(dòng) 幕布接口和投影儀接口，電動(dòng)幕布接口有兩個(gè)火線觸點(diǎn)分別連接兩個(gè)繼電器，投影儀接口的 火線零線連接一個(gè)繼電器，三個(gè)繼電器分別通過(guò)光耦連接到主MCU的三個(gè)1/0 口，其中投影 儀接口為延時(shí)斷電。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的多媒體教學(xué)一體機(jī)，其特征在于所述交換機(jī)模塊具有若干個(gè)10/100M自適應(yīng)以太網(wǎng)接口和一個(gè)接口芯片。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的多媒體教學(xué)一體機(jī)，其特征在于所述外設(shè)控制接口包括連接到主MCU I/O 口的光耦和連接到主MCU串口的電平轉(zhuǎn)換芯片，對(duì)于設(shè)備電源的開(kāi)關(guān)控制是 有主控MCU發(fā)出電平信號(hào)，通過(guò)光耦轉(zhuǎn)換后控制繼電器動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)的，對(duì)于投影機(jī)的開(kāi)關(guān)控 制則是由主控MCU通過(guò)RS232控制協(xié)議發(fā)送相應(yīng)的命令碼來(lái)實(shí)現(xiàn)，電平轉(zhuǎn)換芯片負(fù)責(zé)邏輯電 平轉(zhuǎn)換，將主MCU發(fā)出的TTL電平轉(zhuǎn)換成符合標(biāo)準(zhǔn)RS232規(guī)范的電平信號(hào)。
全文摘要
多媒體教學(xué)一體機(jī)，由中控模塊、PC機(jī)模塊、用戶接口、外設(shè)接口模塊和音頻功放模塊組成，中控模塊由VGA信號(hào)切換模塊、AV信號(hào)切換模塊、強(qiáng)電控制模塊、網(wǎng)絡(luò)通信驅(qū)動(dòng)器、交換機(jī)模塊、外設(shè)控制接口、設(shè)備控制面板和RFID讀卡器組成，核心控制器連接并控制VGA信號(hào)切換模塊、AV信號(hào)切換模塊、強(qiáng)電控制模塊、網(wǎng)絡(luò)通信驅(qū)動(dòng)器、交換機(jī)模塊、外設(shè)控制接口、設(shè)備控制面板和RFID讀卡器的工作。采用多媒體教學(xué)一體機(jī)，多媒體教室建設(shè)復(fù)雜度就被大大簡(jiǎn)化，只需配上相應(yīng)的輸入輸出設(shè)備即可，這不僅將多媒體教室中的設(shè)備類(lèi)型大大減少，同時(shí)也省略了這些設(shè)備之間的連接線，從而解決了安裝調(diào)試難，系統(tǒng)問(wèn)題多，成本昂貴等一系列問(wèn)題。
文檔編號(hào)G09B5/00GK101582206SQ20091013597
公開(kāi)日2009年11月18日 申請(qǐng)日期2009年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月7日
發(fā)明者葛茜倩, 郭國(guó)慶 申請(qǐng)人:寧波高新區(qū)階梯科技有限公司