專利名稱：一種遠程實時互動教學的實現(xiàn)方法
技術領域：
本發(fā)明屬于一種教學方法及系統(tǒng)裝置，具體涉及一種遠程實時互動教學的實現(xiàn)方法，尤其是一種基于無線傳輸與有線網(wǎng)絡相結(jié)合的遠程實時互動教學的實現(xiàn)方法，用以實現(xiàn)教師、學生和工作現(xiàn)場專家間的遠程實時互動教學。
背景技術：
現(xiàn)代職業(yè)教育中，很多時候要求現(xiàn)場專家承擔部分專業(yè)課教學任務。但是由于工作現(xiàn)場場地和安全性的限制，大多數(shù)時候并不能向?qū)W生開放；或者由于工作現(xiàn)場距離太遠， 導致教學成本過高而不能實現(xiàn)。現(xiàn)有的用于職業(yè)教育遠程教育方法，大部分是通過錄制語音視頻的方法對工作現(xiàn)場的教學內(nèi)容進行保存，再把錄制的教學視頻視頻傳到互聯(lián)網(wǎng)上，學生上網(wǎng)觀看教學視頻， 通過這樣的方式達到遠程教學的目的。這種基于“PC+Internet”模式的數(shù)字化遠程教育方式具有一定的局限性，尤其在實用、實時上存在一定的限制，適用場合比較固定，移動性差， 也不能實現(xiàn)實時交互的功能。經(jīng)初步檢索，發(fā)現(xiàn)與本發(fā)明相近的技術方案如下
一、申請?zhí)枮?01010139379.6的中國發(fā)明專利公開了一種基于3G網(wǎng)絡的智能手機遠程教育系統(tǒng)，其特征在于設置有如下模塊實現(xiàn)系統(tǒng)與用戶之間交互功能的應用服務模塊； 實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)傳輸及控制的P2P流媒體傳輸及控制模塊；負責用戶管理、教學任務、教學過程和網(wǎng)絡安全管理的系統(tǒng)管理模塊；處理多用戶并發(fā)有效使用系統(tǒng)的服務驅(qū)動模塊；以及負責與網(wǎng)絡底層連接的3G網(wǎng)絡底層數(shù)據(jù)傳輸模塊。上述技術方案利用了 3G網(wǎng)絡高傳輸速度和手機的移動特性，并將二者結(jié)合，實現(xiàn)遠程教育的可移動性，使用可以戶隨時隨地學習網(wǎng)絡上的課程。但是它只是在數(shù)據(jù)的傳輸方式和顯示工具上做出了改變，將原本的互聯(lián)網(wǎng)傳輸改為3G網(wǎng)絡傳輸，將PC改為手機，從而實現(xiàn)可移動性，并未從根本上解決現(xiàn)有遠程教育不能實時交互的問題，且手機續(xù)航能力弱，不能滿足長時間學習的要求。二、申請?zhí)枮?00310105923. 5的中國發(fā)明專利公開了一種天地網(wǎng)遠程教育系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，基于該方法的系統(tǒng)包括直播教室(授課端)、衛(wèi)星主站和遠程衛(wèi)星接收站點三大部分；在衛(wèi)星傳輸網(wǎng)絡的基礎上，結(jié)合地面CERNET/lntemet，直播教室與遠程衛(wèi)星接收站點之間實現(xiàn)了實時課堂傳輸和文本、語音、視頻多種模式的師生交互；實現(xiàn)了多種模式的師生交互對教學現(xiàn)場視頻、音頻、電子教案、鼠標、電子教鞭的數(shù)據(jù)流進行同步實時錄制和壓縮，并通過地面網(wǎng)傳輸?shù)叫l(wèi)星主站的媒體服務器，經(jīng)混合并轉(zhuǎn)換成DVB數(shù)據(jù)格式后由衛(wèi)星廣播到各遠程站點，實現(xiàn)教學現(xiàn)場的直播；遠程站點還可通過地面網(wǎng)以文本、語音、視頻手段和老師進行交互；還可實現(xiàn)教學過程的自動、同步錄制，并生成流媒體課件，供學生點播學習。上述技術方案一定程度上解決了實時互動的問題，但是其教學場地僅限于其直播教室，不能滿足現(xiàn)代職業(yè)教學對于在不同工作場地實施現(xiàn)場教學的要求，而且利用衛(wèi)星網(wǎng)絡進行傳播，成本高，非一般職業(yè)教育學院所能承受。通過對現(xiàn)有技術的分析，我們不難得出結(jié)論現(xiàn)有遠程教學技術不能適應現(xiàn)代職業(yè)教育中教學場地多變、師生和工作現(xiàn)場專家之間的實時互動的要求。因此，有必要對現(xiàn)有技術進行改進。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)代職業(yè)教學中現(xiàn)場專家由于時間、空間的限制而無法完成專業(yè)教學任務的問題，本發(fā)明提供一種遠程實時互動教學的實現(xiàn)方法，主要應用于需要與工作現(xiàn)場和現(xiàn)場專家實時互動的專業(yè)課教學，使學生學習時身臨職業(yè)真實環(huán)境，直觀地接受知識和技能的傳授。本發(fā)明為達到發(fā)明目的采用的技術方案是
一種遠程實時互動教學的實現(xiàn)方法，其特征在于，包括以下步驟
一、通過視頻、音頻采集設備采集工作現(xiàn)場的視頻、音頻數(shù)據(jù)信號，即時通過無線網(wǎng)絡信號發(fā)送設備將采集的數(shù)據(jù)信號經(jīng)發(fā)射出去；
二、無線信號基站接收發(fā)自工作現(xiàn)場的無線信號并傳送給無線信號運營商服務器，并即時通過互聯(lián)網(wǎng)傳送到客戶端服務器；
三、所述客戶端服務器接收所述運營商服務器傳送的信號，即時通過客戶端內(nèi)部局域網(wǎng)有線傳送到多媒體教室終端，再通過視頻、音頻輸出設備進行信號輸出，還原工作現(xiàn)場， 實現(xiàn)工作現(xiàn)場到多媒體教室之間的單向?qū)崟r通信；
四、所述多媒體教室設有視頻、音頻采集設備，用于即時采集多媒體教室內(nèi)的視頻、音頻信號，采集到的多媒體教室信號沿步驟一所述信號的傳輸路徑逆向傳輸，并即時通過無線信號發(fā)送到所述工作現(xiàn)場；
五、所述工作現(xiàn)場設有無線信號接收設備，所述無線信號接收設備接收所述多媒體教室信號，并以視頻、音頻的形式輸出，將多媒體教室內(nèi)的信息反饋到工作現(xiàn)場，即可實現(xiàn)多媒體教室到工作現(xiàn)場的單向?qū)崟r通信；綜合步驟三，即可實現(xiàn)工作現(xiàn)場和多媒體教室之間的雙向?qū)崟r互動教學。步驟二中，互聯(lián)網(wǎng)用戶通過互聯(lián)網(wǎng)訪問所述無線信號運營商服務器，經(jīng)過合法性驗證后，可以接收工作現(xiàn)場采集的信號并通過視頻、音頻輸出設備輸出；再通過互聯(lián)網(wǎng)用戶處的視頻、音頻采集設備實時采集互聯(lián)網(wǎng)用戶的視頻、音頻信號，沿步驟一所述信號的傳輸路徑逆向傳輸，將互聯(lián)網(wǎng)用戶的信息反饋到工作現(xiàn)場，實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)用戶與工作現(xiàn)場之間的雙向?qū)崟r互動。步驟三中，所述多媒體教室終端替換成任意客戶端內(nèi)部局域網(wǎng)用戶，繼續(xù)步驟四和步驟五，實現(xiàn)任意客戶端內(nèi)部局域網(wǎng)用戶與工作現(xiàn)場之間的雙向?qū)崟r互動教學。所有經(jīng)視頻、音頻采集設備采集的信號，都經(jīng)信號轉(zhuǎn)換處理成可用于網(wǎng)絡傳輸?shù)男盘?，若用于工作現(xiàn)場信號轉(zhuǎn)換，其編碼方式與無線網(wǎng)絡信號編碼方式相同；若用于教室端或其他用戶終端，其編碼方式與有線網(wǎng)絡編碼方式一致。優(yōu)選地，所述無線信號為3G網(wǎng)絡信號，或者是WIFI等無線網(wǎng)絡信號，也或者是衛(wèi)
星信號。本發(fā)明的有益效果在于
1、本發(fā)明充分利用了現(xiàn)代無線與有線相結(jié)合的通信技術，把采集到的信號通過無線信號發(fā)進行發(fā)送，不受傳統(tǒng)有線信號傳送的地域性限制，只要有無線信號覆蓋的區(qū)域都可以作為教學場所，極大地拓展了教學的地點，同時又與互聯(lián)網(wǎng)與局域網(wǎng)通過有線連接實現(xiàn)多端口的教學，有機地將無線與有線結(jié)合在一起，實現(xiàn)網(wǎng)絡化的遠程互動教學；2、本發(fā)明所述方法可使現(xiàn)場專家在自己的工作場地完成教學任務，有利于集合優(yōu)質(zhì)教師資源，使得教學更加靈活，節(jié)約了教學成本；3、原本因地域限制而無法進行課堂教學的工作現(xiàn)場，也可通過本發(fā)明所述方法搬到教室，極大地豐富了教學資源；4、基于視頻、音頻的信號采集和信號輸出，使學生學習時如身臨職業(yè)現(xiàn)場，更直觀地接受知識和技能的傳授，有利于提高教學質(zhì)量。


圖1是本發(fā)明所述方法的示意圖2是基于3G網(wǎng)絡的具體實施方案的結(jié)構圖； 圖3是基于WIFI網(wǎng)絡信號的具體實施方案的結(jié)構圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例來進一步闡述本發(fā)明。如圖1所示，一種遠程實時互動教學的實現(xiàn)方法，包括以下步驟
一、通過視頻、音頻采集設備采集工作現(xiàn)場的視頻、音頻信號，即時通過無線信號發(fā)送設備將采集的信號經(jīng)發(fā)射出去；
二、無線網(wǎng)絡信號基站接收發(fā)自工作現(xiàn)場的無線網(wǎng)絡信號并傳送給無線網(wǎng)絡信號運營商服務器，并即時通過互聯(lián)網(wǎng)傳送到客戶端服務器；
三、所述客戶端服務器接收所述運營商服務器傳送的信號，即時通過客戶端內(nèi)部局域網(wǎng)有線傳送到多媒體教室終端，再通過視頻、音頻輸出設備進行信號輸出，還原工作現(xiàn)場， 實現(xiàn)工作現(xiàn)場到多媒體教室之間的單向?qū)崟r通信；
四、所述多媒體教室設有視頻、音頻采集設備，用于即時采集多媒體教室內(nèi)的視頻、音頻信號，采集到的多媒體教室信號沿步驟一所述信號的傳輸路徑逆向傳輸，并即時通過無線信號發(fā)送到所述工作現(xiàn)場；
五、所述工作現(xiàn)場設有無線網(wǎng)絡信號接收設備，所述無線網(wǎng)絡信號接收設備接收所述多媒體教室信號，并以視頻、音頻的形式輸出，將多媒體教室內(nèi)的信息反饋到工作現(xiàn)場，即可實現(xiàn)多媒體教室到工作現(xiàn)場的單向?qū)崟r通信；綜合步驟三，即可實現(xiàn)工作現(xiàn)場和多媒體教室之間的雙向?qū)崟r互動教學。步驟二中，互聯(lián)網(wǎng)用戶通過互聯(lián)網(wǎng)訪問所述無線網(wǎng)絡信號運營商服務器，經(jīng)過合法性驗證后，可以接收工作現(xiàn)場采集的信號并通過視頻、音頻輸出設備輸出；再通過互聯(lián)網(wǎng)用戶處的視頻、音頻采集設備實時采集互聯(lián)網(wǎng)用戶的視頻、音頻信號，沿步驟一所述信號的傳輸路徑逆向傳輸，將互聯(lián)網(wǎng)用戶的信息反饋到工作現(xiàn)場，實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)用戶與工作現(xiàn)場之間的雙向?qū)崟r互動。步驟三中，所述多媒體教室終端替換成任意客戶端內(nèi)部局域網(wǎng)用戶，繼續(xù)步驟四和步驟五，實現(xiàn)任意客戶端內(nèi)部局域網(wǎng)用戶與工作現(xiàn)場之間的雙向?qū)崟r互動教學。所有經(jīng)視頻、音頻采集設備采集的信號，經(jīng)信號轉(zhuǎn)換處理成可用于網(wǎng)絡傳輸?shù)男盘?，若用于工作現(xiàn)場信號轉(zhuǎn)換，其編碼方式與無線網(wǎng)絡線號編碼方式相同；若用于教室端或其他用戶終端，其編碼方式與有限網(wǎng)絡編碼方式一致，以保證信號傳輸?shù)臏蚀_性。實施例一
如圖2，一種基于3G網(wǎng)絡的遠程實時互動教學的實現(xiàn)方法，工作現(xiàn)場1設有視頻、音頻信號采集設備A、3G網(wǎng)絡信號發(fā)送、接收設備B，信號轉(zhuǎn)換設備集成在3G網(wǎng)絡信號發(fā)送、接收設備B內(nèi)，在工作現(xiàn)場1采集視頻、音頻信號后，經(jīng)信號轉(zhuǎn)換處理成適合3G網(wǎng)絡發(fā)送的信號類型，通過3G網(wǎng)絡信號發(fā)送、接收設備B發(fā)送到3G網(wǎng)絡信號基站D，并傳輸至3G網(wǎng)絡信號運營商服務器2，再通過互聯(lián)網(wǎng)5傳送到客戶端服務器3，最后通過客戶端內(nèi)部局域網(wǎng)6 將信號傳輸?shù)蕉嗝襟w教室4終端，用視頻、音頻輸出設備進行信號輸出，還原工作現(xiàn)場1，實現(xiàn)從工作現(xiàn)場1到多媒體教室4的單向?qū)崟r通信；所述多媒體教室4內(nèi)設有視頻、音頻采集設備A，用于采集多媒體教室4內(nèi)的視頻、音頻信號，經(jīng)信號轉(zhuǎn)換后沿所述工作現(xiàn)場信號的傳輸路徑逆向傳輸，即通過客戶端內(nèi)部局域網(wǎng)6傳輸?shù)娇蛻舳朔掌?，再通過互聯(lián)網(wǎng)5傳輸?shù)?G網(wǎng)絡信號運營商服務器2，3G網(wǎng)絡信號基站D將多媒體教室4內(nèi)的視頻、音頻信號傳輸?shù)焦ぷ鳜F(xiàn)場1，3G網(wǎng)絡信號發(fā)送、接收設備B接收信號后通過視頻、音頻輸出設備進行輸出，還原多媒體教室4，實現(xiàn)多媒體教室4到工作現(xiàn)場1的單向?qū)崟r通信；利用3G無線網(wǎng)絡信號的大容量傳輸特性，結(jié)合有線傳輸，將視頻、音頻信號的延遲控制在可以接受的范圍內(nèi)，實現(xiàn)工作現(xiàn)場1和多媒體教室4之間的雙向?qū)崟r通信。實施例二
如圖3，一種基于WIFI的遠程實時互動教學的實現(xiàn)方法，工作現(xiàn)場1設有視頻、音頻采集設備A，具有WIFI功能的筆記本電腦C，信號轉(zhuǎn)換設備集成在筆記本電腦C內(nèi)，在工作現(xiàn)場1采集視頻、音頻信號后，經(jīng)信號轉(zhuǎn)換處理成相應WIFI信號類型，通過筆記本電腦C發(fā)送出去，WLAN網(wǎng)絡信號基站D’接收發(fā)自工作現(xiàn)場的WIFI信號并傳輸?shù)絎LAN網(wǎng)絡信號運營商服務器2’，再通過互聯(lián)網(wǎng)5傳送到客戶端服務器3，最后通過客戶端內(nèi)部局域網(wǎng)6將信號傳輸?shù)蕉嗝襟w教室4終端，用視頻、音頻輸出設備進行信號輸出，還原工作現(xiàn)場1，實現(xiàn)從工作現(xiàn)場1到多媒體教室4的單向?qū)崟r通信；所述多媒體教室4內(nèi)設有視頻、音頻采集設備A，用于采集多媒體教室4內(nèi)的視頻、音頻信號，經(jīng)信號轉(zhuǎn)換后沿所述工作現(xiàn)場信號的傳輸路徑逆向傳輸，即通過客戶端內(nèi)部局域網(wǎng)6傳輸?shù)娇蛻舳朔掌?，再通過互聯(lián)網(wǎng)5傳輸?shù)絎IFI 網(wǎng)絡信號運營商服務器2’，由WLAN網(wǎng)絡信號基站D’將多媒體教室4內(nèi)的視頻、音頻信號傳輸?shù)焦ぷ鳜F(xiàn)場1，筆記本電腦C接收信號后通過視頻、音頻輸出設備進行輸出，還原多媒體教室4，實現(xiàn)多媒體教室4到工作現(xiàn)場1的單向?qū)崟r通信；利用WLAN網(wǎng)絡信號的大容量傳輸特性，結(jié)合有線傳輸，將視頻、音頻信號的延遲控制在可以接受的范圍內(nèi)，實現(xiàn)工作現(xiàn)場1 和多媒體教室4之間的雙向?qū)崟r通信。上述實施例中的無線信號，還可以實用其他WLAN或衛(wèi)星信號，只要更換信號運營商，即可達到雙向?qū)崟r通信的目的。本發(fā)明所述方法充分利用了無線網(wǎng)絡信號的強覆蓋性和大容量傳輸?shù)忍攸c，將其應用于現(xiàn)代教育實景課堂，通過相應信號采集、發(fā)送、接收設備，可以將課堂搬到任意無線網(wǎng)絡信號覆蓋的區(qū)域，可以明顯改善教學質(zhì)量和教學方式，有益效果明顯。
權利要求
1.一種遠程實時互動教學的實現(xiàn)方法，其特征在于，包括以下步驟一、通過視頻、音頻采集設備采集工作現(xiàn)場的視頻、音頻信號，即時通過無線信號發(fā)送設備將采集的信號經(jīng)發(fā)射出去；二、無線信號基站接收發(fā)自工作現(xiàn)場的無線信號并傳送給無線信號運營商服務器，并即時通過互聯(lián)網(wǎng)傳送到客戶端服務器；三、所述客戶端服務器接收所述運營商服務器傳送的信號，即時通過客戶端內(nèi)部局域網(wǎng)有線傳送到多媒體教室終端，再通過視頻、音頻輸出設備進行信號輸出，還原工作現(xiàn)場， 實現(xiàn)工作現(xiàn)場到多媒體教室之間的單向?qū)崟r通信；四、所述多媒體教室設有信號采集設備，用于即時采集多媒體教室內(nèi)的視頻、音頻信號，采集到的多媒體教室信號沿步驟一所述信號的傳輸路徑逆向傳輸，并即時通過無線信號發(fā)送到所述工作現(xiàn)場；五、所述工作現(xiàn)場設有無線信號接收設備，所述無線信號接收設備接收所述多媒體教室信號，并以視頻、音頻的形式輸出，將多媒體教室內(nèi)的信息反饋到工作現(xiàn)場，即可實現(xiàn)多媒體教室到工作現(xiàn)場的單向?qū)崟r通信；綜合步驟三，即可實現(xiàn)工作現(xiàn)場和多媒體教室之間的雙向?qū)崟r互動通信。
2.如權利要求1所述一種遠程實時互動教學的實現(xiàn)方法，其特征在于步驟二中，互聯(lián)網(wǎng)用戶通過互聯(lián)網(wǎng)訪問所述無線信號運營商服務器，經(jīng)過合法性驗證后，可以接收工作現(xiàn)場采集的信號并通過視頻、音頻輸出設備輸出；再通過互聯(lián)網(wǎng)用戶處的視頻、音頻采集設備實時采集互聯(lián)網(wǎng)用戶的視頻、音頻信號，沿步驟一所述信號的傳輸路徑逆向傳輸，將互聯(lián)網(wǎng)用戶的信息反饋到工作現(xiàn)場，實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)用戶與工作現(xiàn)場之間的雙向?qū)崟r互動。
3.如權利要求1所述一種遠程實時互動教學的實現(xiàn)方法，其特征在于步驟三中，所述多媒體教室終端替換成任意客戶端內(nèi)部局域網(wǎng)用戶，繼續(xù)步驟四和步驟五，實現(xiàn)任意客戶端內(nèi)部局域網(wǎng)用戶與工作現(xiàn)場之間的雙向?qū)崟r互動通信。
4.如權利要求1所述一種遠程實時互動教學的實現(xiàn)方法，其特征在于所有經(jīng)視頻、音頻采集設備采集的信號，經(jīng)轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換處理成可用于網(wǎng)絡傳輸?shù)男盘?，若用于工作現(xiàn)場信號轉(zhuǎn)換，其編碼方式與無線網(wǎng)絡線號編碼方式相同；若用于教室端或其他用戶終端，其編碼方式與有限網(wǎng)絡編碼方式一致。
5.如權利要求1所述一種遠程實時互動教學的實現(xiàn)方法，其特征在于所述無線信號為3G網(wǎng)絡信號，或者是WIFI等其他無線網(wǎng)絡信號，也或者是衛(wèi)星信號。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種遠程實時互動教學的實現(xiàn)方法，采集工作現(xiàn)場的視頻、音頻信號，通過無線網(wǎng)絡信號發(fā)送到信號運營商服務器，再通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)娇蛻舳朔掌?，進入客戶端內(nèi)部局域網(wǎng)，利用多媒體教室的視頻、音頻輸出設備進行視頻、音頻輸出，還原工作現(xiàn)場；多媒體教室內(nèi)設有數(shù)據(jù)信息采集設備，采集的數(shù)據(jù)信息沿原信號傳輸路徑逆向傳輸，送達工作現(xiàn)場，由此實現(xiàn)雙向?qū)崟r通信。本發(fā)明可以拓展教學地點和教學資源，使學生更直觀地學習，改善教學效果明顯。
文檔編號G09B5/06GK102509480SQ201110325269
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月24日 優(yōu)先權日2011年10月24日
發(fā)明者萬友根, 沈堅勇, 韓先滿 申請人:湖南鐵路科技職業(yè)技術學院