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1、精选优质文档-倾情为你奉上多媒体及录播系统建设方案北京中庆现代技术有限公司2012年2月专心-专注-专业前 言计算机多媒体技术、网络技术、信息高速路等为代表的新技术的不断更新，推动了教学手段现代化进程。在基础校园网建设基本完成的条件下，信息化教学环境的建设成为人们最为关注的焦点之一，多媒体教室建设的网络化、数字化发展成为了必然。网络化多媒体教室建设成为电教工作者的共识，基于网络的多媒体教室管理、状态监控和日常维护成为学校需要迫切解决的问题。同时，多媒体教室的应用核心依旧是教学，基于计算机多媒体技术、网络技术的精辟课堂系统的建设，及网络化的多媒体教室教学功能的实施（例如：数字/模拟音视频直播、V
2、OD、AOD、COD、IP电话、远程接管及数字监控和交互），成为学校管理者所关注的问题。本解决方案严格按照研发规划及市场需求，将应用扩展到城域网和广域网上，从而彻底解决了基于校园网基础上的信息化教学环境建设的需求和应用。本方案设计具有前瞻性，满足长远发展。系统结构灵活，采用模块化设计，支持多种典型应用模式。系统建设既可一步到位，也可以根据学校资金及需求状况分阶段建设。无论一步到位还是分步实施，整个系统都能够协调一致，构成一个满足相应需求的功能应用系统，不会造成重复建设或系统冲突。本方案由 北京中庆现代技术有限公司 为 XX学校多媒体系统 项目设计。我们认真分析了用户的需求，结合我们多年服务于教
3、育的经验，充分考虑用户目前的实际需求与未来扩展相结合，采用当前先进的计算机网络、教育信息化技术，精心而细致的设计了本方案。目 录第一章 项目概述1.1 项目概况北京中庆现代技术有限公司就 XX中学多媒体系统 的建设需求进行了充分分析，并详细阅读招标技术文件。经过仔细研究后，我公司组织从事教学环境研究、设计开发人员及系统架构师、方案工程师、项目经理、数据库管理员等工程技术人员就该项目的方案设计与规划进行了深入的交流和讨论。我们将按照校方提出的总体需求，在总体实现功能齐全的前提下，提出针对该项目的解决方案。XX中学多媒体系统 项目整体设计规划如下：1.1.1 建设目标 拥有国内一流的现代化教学与信
4、息基础设施，提供各种信息环境和多媒体教学环境，提供具有多种远程教学、管理手段的典型数字化教学基地。充分利用起网络的有利资源，达到真正的多媒体教学资源共享，教学管理一体化的标准。多媒体教学环境在总体设计上采用国际先进的技术，功能完善、系统先进、安全稳定、拓展性强。1.1.2 建设规模1) 建设多媒体教室 间；2) 建设主控中心 间。1.1.3 建设内容 我公司认真分析XX中学多媒体系统项目的具体要求，依据整体规划、模块化设计的指导思想，将本项目合理规划为以下几个子系统的建设：1) 多媒体管理系统2) 课堂录播系统3) 多媒体教学系统4) 资产管理系统5) PC机远程管理维护系统6) 扩声投影等外
5、部系统在后面的章节中我们根据具体需求对以上各个子系统建设进行详尽的描述。1.2 设计描述1.2.1 设计原则XX中学多媒体系统 项目的整体方案设计将遵循以下基本原则：1) 先进性：先进的设计思想、网络结构、开发工具，市场覆盖率高、标准化和技术成熟的软硬件产品。2) 灵活性：采用积木式模块组合和结构化设计，系统配置灵活，满足学校逐步到位的建网原则，使网络具有强大的可增长性和强壮性。3) 发展性：网络规划设计满足用户发展在配置上的预留，满足因技术发展需要而实现低成本扩展和升级的需求。4) 可靠性：整体系统软、硬件设备具有高可靠性，具备长期稳定工作的能力，可实现系统冗余功能，并具有防止误操作等行为对
6、系统造成的破坏。5) 实用性：方案设计符合国际相关标准和技术规范，并且容易使用、操作简便。充分考虑利用各种资源，人机界面友好，能使用户最方便地实现各种功能。6) 开放性：在满足安全可靠和实用的前提下，系统设计采用开放技术、开放结构、开放系统组件和开放用户接口，以利于网络的维护、扩展升级及良好的灵活性、兼容性和可移植性。7) 兼容性：系统建设具有良好的兼容性，充分考虑系统向下、向上的兼容，将系统建设和现有的系统资源以及未来的系统规划充分结合。1.2.2 设计标准1) 网络设计和网络设备符合以下标准： IEEE802.3 10Base-T网络标准； IEEE802.3 100Base-TX快速以太
7、网标准2) 通讯协议标准网络层和传输层TCP/IP协议并兼容IPX协议，支持PPP和SLIP协议。3) 布线和电气安装标准 GB/T50311-2000建筑与建筑群综合布线工程设计规范 ANSI EIA/TIA607民用建筑通讯接地标准 ANSI EIA/TIA-568A商务建筑布线标准 ANSI EIA/TIA-569A商务建筑通道标准 ANSI EIA/TIA-606商务建筑布线系统文档建立标准 EIA/TIA TSB-67商务建筑布线系统测试标准 GB50254-50259-96电气装置安装工程施工及验收设计规范 GA/T75-94中华人民共和国公共安全行业标准 GYJ125-86厅堂扩
8、声系统声学特性指标标准 GB6510-8630MHz-1GHz音频和视频信号电缆分配系统 GBJ有线电视广播系统技术规范 GY106-92民用建筑电缆电视系统工程技术规范 民用建筑电气设计标准4) 专用产品标准 设计中采用的专用产品，其生产检验过程符合我公司制定的企业产品标准。 标准号：Q/HDZQX001-2002。第二章 需求分析多媒体及录播系统教室建设一直以来都是数字化校园信息化建设的重点，在外围设备如：PC机、投影机、数字展台、音频部分等日趋同质的几天，良好的中央控制系统成为多媒体教室建设的核心，良好的控制系统决定多媒体教室的建设和应用水平，中央控制系统层次的高低能否为教学使用人员带来
9、便利，中控系统的稳定性能否给电教管理人员的维护量降到最低，中控系统的扩展性能否为以后平台升级预留接口，平台升级是否充分利用现有资源，为贵方节约一定的建设成本，这些问题成为校方急待解决的问题。同时这些问题我公司从软硬件设计及方案设计角度可以充分解决。中央控制系统通过合理的技术方式将文字、图形、图像、声音集合在一起，采用生动活泼的声像显示，不仅丰富了教学手段，扩充了教学资源，而且更提高了课堂教学效果。充实、形象、生动的授课内容，声像并茂的教学形式，激发学生的学习兴趣，强调了“以学生为主”的教学新思路，极大的提高了教学质量。当前，贵校多媒体及录播系统教室和基础校园网建设已相继完成。随着多媒体、计算机
10、、网络等高新技术的飞速发展，多媒体教室建设需求不断发展，出现许多新的特性，对新兴的网络化多媒体教室建设提出了新的要求。本方案基于以上分析将网络化多媒体教室建设细分为多媒体教室管理系统、课堂录播系统、多媒体教学系统、PC机远程管理维护系统、资产管理系统、扩声投影等外部系统等子系统建设。在后面的章节将针对各子系统进行详细的介绍。2.1 物理建设需求分析2.1.1 多媒体教室建设分析根据XX中学多媒体系统 项目的功能要求，多媒体教室建设以信息交互式中控为管理核心，以计算机为教学核心，辅助以多媒体外围设备如：投影机、幕布、多功能讲台、球型摄像机、拾音系统、扩声系统、安防系统等设备的一流现代化多媒体教室
11、。2.1.2 多媒体主播教室建设分析根据XX中学多媒体系统 项目的功能要求，多媒体主播教室的建设将在多媒体教室建设的基础上通过多画面课堂录播系统的建设实现精品课程主播应用，实现多路视频、音频、VGA信号的实时录制、存储、直播、编辑等功能。2.1.3 主控中心建设分析在主控中心，建设多媒体教室管理平台，用于多媒体教室的统一管理。实现对多媒体教室远程设置、状态监看、远程维护、远程开关、多画面远程监看、远程云镜控制、统计分析、日志管理、定时管理等集中管理。设计流媒体生成系统一套，配合服务器和磁盘阵列组成流媒体资源库，提供校园网客户端点播应用。设计数字电视墙一套，实现所有多媒体教室和主播教室画面的集中
12、监看。2.2 功能建设需求分析2.2.1 多媒体教室管理系统1) 本地/远程信号切换、设备开关、幕布升降、音量调节等基本控制；2) 钢制讲台、投影机、计算机的本地/远程开启/关闭；3) 多层次树形结构，灵活分级、分类查看；4) 所有教室状态、设备状态的远程监看和管理；5) 课表自动导入，课表开关机；6) 多种形式的定时管理；7) 日志记录及统计分析管理，以报表形式输出，提交打印；8) 用户及权限管理；9) 本地调试设置，B/S结构远程设置、维护、升级，远程WEB管理界面；10) IC 卡管理（接触式、感应式），门禁系统联动、校园一卡通系统整合；11) IC卡刷卡，PC机软件客户端自动登陆；12
13、) 控制自定义，实现基本控制、组合控制等的随意定制；2.2.2 课堂录播系统1) 多路音视频、VGA信号同步采集、编码、压缩、传输；2) 所见即所录，VGA信号采编自适应（分辨率、刷新率），不同的VGA信号源（PC机、笔记本、展台）任意切换也可轻松采编；3) 课堂直播，多路视频流同步直播，任意切换控制；4) 资料编辑，添加标题、索引、背景资料，裁减，提供通用播放平台界面等；5) 离线课堂，资源可以生成网页或DVD格式，便于传播；6) 课堂录制资源自动导入资源管理平台。2.2.3 多媒体教学系统1) B/S或C/S架构的VOD、AOD、COD资源点播；2) U盘资源点播，远程接管电脑的点播方式；
14、3) 模拟音视频资源、闭路电视点播；4) B/S架构的资源管理平台，提供上传、检索、自动导入、批量导入等应用，学校和家庭的建设模式；5) 互动课堂，视频会议；6) 音视频资源广播、本地音、视频广播、课件广播、字幕广播、精品课程广播等。2.2.4 PC机远程管理维护系统1) PC机远程开关机；2) PC信息远程读取，硬件配置和软件信息；3) PC机远程状态报告，CPU、硬盘、温度等；4) PC机远程接管，远程协助；5) VHD计算机管理系统，远程备份，远程恢复，双模式启动；2.2.5 资产管理系统1) PC机的配置硬件（包括显卡、CPU、内存、硬盘等）信息统计；2) 投影机灯泡计时信息统计；3)
15、 其他设备配置及使用信息统计；4) 统计信息形成并输出资产报表（Excel格式）。2.2.6 扩声投影等外部系统1) 根据教室布局合理选择投影机亮度及幕布大小；2) 投影机专用吊箱，提供安全防盗和高效散热；3) 扩声系统的选择（数字功放模块、普通扩声、移频扩声等）；4) 灯光系统的设计第三章 多媒体及录播系统教室建设方案综述3.1 方案整体描述人类正阔步进入网络化和信息化社会，这是人才竞争的时代，是追求高效率优化创新的时代。国家一直在重点强调：实施素质教育，充分发挥现代教育技术的作用，大力提高教育技术手段的现代化水平和教育信息化程度。近年来，数字化校园网建设日趋完善，并逐步装备了现代多媒体教学
16、设备和相应的教学系统，为实施素质教育提供了新的视野和前景，提供了有力的技术支持。传统的教学以教育者为中心，以传授知识为主。老师与老师之间、老师与学校之间互动不够，资源孤立，教师资源、校本资源浪费严重。设备冗余、分散，管理不便。而以信息技术为代表的现代化教育技术的应用则表现出明显的先进性、灵活性、可靠性、开放性。现代教育技术是运用现代教育理论和现代信息技术，通过对教学过程和教学资源的设计、开发、应用、评价和管理，以实现教学过程和教学资源的优化的理论和实践。它的内涵包括：一是现代教育技术的目的是实现教育最优化；二是现代教育技术设计的不仅是计算机、网络等现代教育媒体，而是教育过程所有可操作的要素，包
17、括人力资源和技术资源，如教学人员、校本资源、常规教学媒体、教学设施、教学活动等。将校园网从普通计算机局域网建设成为面向教学、科研、管理等应用的网络，能够传输和处理多媒体信息，使各种类型的多媒体资源能在校园网上灵活应用，并且能一网多用，多网合一，将众多校园独立的应用系统整合起来，是校园网解决方案的发展方向。网络化多媒体教室就是以现代教育为目的，涵盖了以上所有要素的专业解决方案。在多媒体教室建设过程中，综合应用了计算机技术和多媒体技术及控制技术，集中协同控制计算机、影碟机、录像机、视频展台、投影机等现代视听设备，同时对电动窗帘、灯光、幕布等环境设备进行集中控制，通过大屏幕投影，营造出一个高精度大屏
18、幕显示、高保真音质、受控声光背景的现代化多媒体视听教学环境。当前，很多高校的传统多媒体教室和基础校园网建设已相继完成。随着多媒体、计算机、网络等高新技术的飞速发展，多媒体教室建设需求不断发展，出现许多新的特性，逐渐的从单纯的设备控制变成基于网络的教学管的综合应用，对新兴的网络化多媒体教室建设提出了新的要求。从功能应用方面分析：1) 多媒体教室的网络化集中管理、控制和维护；对于多媒体教室，高校要求可管理性不断提高，可管理的范围不断扩大，使多媒体教室纳入有序化管理；同时，对于多媒体教室的控制力度加强，维护更加简易化，从设备配置、基础信息、状态报告、统计分析、远程调试、远程协助、远程升级等多方面实现
19、控制。2) 多媒体主播教室及课堂录播系统的建设；在多媒体教室环境下，通过合理的扩展，采用先进高效的采编技术，将录播教室多媒体课件内容和多路教学现况实时采编，传输，广播，点播，编辑等功能，实现优质课堂全方位、立体化再现，有效开展精品课程建设。3) 系统整合，实现综合应用；实现校园网、多媒体教室和数字化资源合理整合，实现基于多媒体教室环境下的教学管的综合应用。实现数字视音频直播功能、数字监控功能、IP电话功能、VOD、AOD、COD等多媒体教学功能；从系统性能方面分析：1) 多媒体教室的管理核心中控设备的稳定性；中控功能越来越强大，已经成为多媒体教室的管理核心，大部分的管理工作都依靠中控来实现，因
20、此对中控工作的性能要求就很高，尤其是稳定性，需要从基础技术、工艺结构、设计开发、人机界面等多方面进行解决。2) 中控全天候工作的能力；可视化管理成为多媒体教室建设的必然趋势，可视化的一个重要应用就是安全防盗，整个中控系统不仅要满足教学时段的应用，还要满足非教学时段的应用，这就要求整个管理的核心中控要具备极佳的全天候不间断的工作能力。3) 中控管理的灵活性和定制性；由于教学方式和管理方式的差异，不同学校在多媒体教室的建设标准、应用标准和管理标准都是不一样，这就要求基于中控为核心的多媒体教室建设要灵活，整体规划，模块化搭建，管理模式可定制，以最适合学校用户需求的标准自主创建多媒体教室的建设和管理应
21、用。4) 设备操作的简便性；操作的简便性是系统应用的基本特性，充分体现友好的人机交互和系统的人性化。本方案基于以上分析，以北京中庆现代技术有限公司研制开发的基于ARM9嵌入式技术体系的“信息交互式中控”系统平台为核心，在保证系统稳定性、可靠性以及全天候工作能力的基础上，采用开放式结构，实现基于“信息交互式中控”基础上的模块化建设、定制化管理，灵活简便，稳定高效的多媒体教室建设和管理模式。我们将多媒体教室建设定义了集控型、可视型、录播型三种类型，每种类型在满足基本应用的基础上分别有不同的功能应用重点，同时，这几种类型可以实现共平台，可以在实际建设种灵活搭配，统一管理。同时，为了对应用进行更加完整
22、的覆盖，我们从功能层面将网络化多媒体教室建设细分为多媒体教室管理系统、课堂录播系统、多媒体教学系统、PC机远程管理维护系统、资产管理系统、扩声投影等外部系统等应用系统建设。3.2 方案设计思路多媒体教室建设方案是一个多种应用、多种设备整合的一个应用方案，这其中的核心就是中控，中控的技术架构就决定了整个多媒体教室建设的模式、特点和应用。因此，北京中庆现代技术有限公司的“多媒体教室建设方案”的设计思路分析将从本公司研制开发的基于ARM9嵌入式技术体系的“信息交互式中控”开始。高校多媒体教室已发展多年，目前，多媒体教室的建设已经从单纯的设备控制变成了基于网络环境的教学管的综合应用，这就对核心设备中控
23、的功能扩展和性能提出了更高的要求。这些要求从功能方面分析有：1) 多媒体教室的网络化集中管理、控制和维护；2) 多媒体教室实现可视化管理，全面扩展安全防盗系统；3) 多媒体教室及课堂录播系统的建设；4) 系统整合，实现综合应用；从性能方面分析有：1) 多媒体教室的管理核心中控设备的稳定性；2) 中控全天候工作的能力；3) 中控管理的灵活性和定制性；4) 设备操作的简便性；为了满足这些需求，目前在中控领域主要有三种主流的技术架构：单片机架构、PC机架构、嵌入式架构。单片机架构在中控领域发展时间比较长，稳定性较好，但面临基于网络环境的教学管的综合应用比较大的问题就是扩展性；PC机架构刚刚开始进入中
24、控领域，比较好的解决了基于网络环境的教学管的综合应用，但PC架构的特性使中控的稳定性、全天候工作能力方面产生了严重问题。采用嵌入式架构可以充分发挥以上两种技术架构的优点，屏蔽缺点，具体的思路有：1) 嵌入式平台低功耗、发热小、稳定性高；2) 嵌入式Linux操作系统高效稳定；3) ARM9平台运算能力强，接口丰富，扩展性强；4) 开放式结构，实现用户管理控制自定义，体现定制性；5) 功能定义准确明晰，模块化搭建，体现灵活性；6) 人机界面友好，体现简便性；7) 配合强大完整的C/S、B/S后台软件，全面提升多媒体教室应用。3.3 系统拓扑结构3.4 系统功能结构图3.5 方案优势分析3.5.1
25、 强大的多媒体信息交互能力现代中庆公司研制开发的“信息交互式中控”采用嵌入式设计体系，采用目前国际主流的ARM9嵌入式技术体系，支持Linux、Windows CE和其他许多嵌入式操作系统的存储器管理单元（MMU），使中控具有了一颗强健的“心脏”，具有强大的处理能力，同时，设备内嵌Linux嵌入式操作系统，具有一个稳定高效、兼容性强、可靠性高的“思想”。这样，“信息交互式中控”一改传统基于工控单片机的中控的技术体系，使中控具有了强大的多媒体处理能力，成为多媒体教室各种信息交互的核心，这样，“信息交互式中控”不仅仅完成教室设备的集中控制，更成为多媒体教室基于校园网络的教学管的综合应用的基础平台。
26、3.5.2 独立的本地运算体系“信息交互式中控”具有一个ARM9的本地运算体系，成为整个中控的处理核心。目前，在中控领域的技术体系主要有单片机体系、PC机体系和嵌入式体系，单片机体系没有独立的运算能力；PC机体系架构的中控结构上都是一个完整意义的PC主板外挂一组中控接口的简单集成的形式，依赖PC主板中控具有了运算能力，但这种运算体系并不是为中控量身定制的，PC的运算特性并不适合中控的工作需要，比如：PC主板的CPU的运算特性、风扇散热方式、总线结构、接口类型等等，这些特性都极大的限制和影响了基于这种技术架构的中控的性能，使“运算能力”成为了中控的附属，成为了中控的负担。目前，高校的教学应用决定
27、了在多媒体教室中必须要配备高档的计算机，如果再选择基于PC体系的中控，那就意味着教室里将会有两台以上的计算机设备，在日常的应用中管理和维护工作量会成倍的增加。这种简单集成带来的“伪”运算能力的代价是巨大的。嵌入式运算体系具有良好的定制特性，从硬件体系和操作系统的设计都很好的体现了“信息交互式中控”的应用特性：稳定性、可靠性、定制性、扩展性等等，与系统融为一体的本地运算体系为中控应用提供了强健的“心脏”和“思想”，真正支撑中控的完整应用，使中控真正成为一个具有独立的本地运算体系的核心设备。3.5.3 稳定性强，具备极佳的全天候工作能力嵌入式设备具有极高的稳定性是业内公认的嵌入式的重要特性。现代中
28、庆研制开发的“信息交互式中控”是公司多年来嵌入式开发的技术精华，低耗高效，稳定性极高；系统内置的嵌入式Linux操作系统经过多年的精简开发和大量的实际应用，已经成为稳定高效、兼容性和扩展性很高的操作平台。软硬件的完美组合、低功耗、低发热、科学合理的工艺结构等等这些特性都使“信息交互式中控”成为业内中控的佼佼者。3.5.4 开放式结构，因需定制，体现强大的定制特性不同类型的学校在多媒体教室建设上的要求和标准是不一样的，应用和管理的模式也是不一样的；就是同一学校不同类型的多媒体教室的应用和管理模式也是不一样的。用户希望多媒体教室的管理能够更加符合自己学校的管理特点，能够更多的体现针对不同用户的量身
29、定制。现代中庆在广泛的调研中发现了这一点，并提出了解决这个需求的主要方法：开放式。现代中庆的“信息交互式中控”基于嵌入式平台采用了开放式的结构，将系统管理底层、用户接口等进行了开放。实现了基本控制自定义、组合控制自定义、端口自定义、状态报告自定义、报警自定义、模板化管理等定制功能。基本控制自定义：“信息交互式中控”内置了多达上百条的基本控制指令，比如：简单的设备闭合、输入输出等。这些基本指令是中控管理的基本元素，“基本控制自定义”就是系统将这些基本控制完全向用户开放，用户可以根据自己的管理需要对这些基础元素进行定义管理，体现自己的管理需要。组合控制自定义：在多媒体教室的应用中，使用最多的，效率
30、最高的是组合控制命令，通过组合控制自定义用户在基本控制自定义的基础上根据自己的应用需要合理定义各种组合控制命令，提高使用效率。比如一键上课，通过组合控制自定义用户可以确定PC机开否？投影机开否？默认输出？默认输入？默认音量等等，极大的提高了可管理性。端口自定义：“信息交互式中控”具有丰富的端口，开放式结构将大部分的端口都进行了开放，用户可以在管理系统下对这些端口进行一定程度的自主定义，包括类型、参数、外接设备等等。状态报告自定义：各种设备的状态报告属性自主定义，报什么，怎么报，时候报等等都可以灵活定义。报警自定义：多媒体教室的安防报警系统的前端设备很多，用户可以根据不同的I/O对报警进行自主定
31、义，每组I/O控制不通的报警设备，灵活控制报警类型、报警方式、报警时间等等。模板化管理：用户在以上各种自定义的基础上可以生成多个管理模板，比如：普通教室模板、录播教室模板、教学模板、双休模板、检修模板等，所有模板可以随时通过网络向各个教室的“信息交互式中控”发送，实现模板化管理。开放式结构带来了应用的定制性、管理的定制性，最大程度上满足不同高校用户的管理需求。3.5.5 模块化设计，灵活搭建，扩展性强现代中庆的以“信息交互式中控”为核心的多媒体教室方案从整体进行统一设计，为实现不同的功能灵活扩展相应的模块，根据应用需要合理的规划为若干功能模块：多媒体教室管理系统、视频监控系统、安防报警系统、课
32、堂录播系统、多媒体教学系统、IP电话通讯系统、PC机远程管理维护系统、资产管理系统、扩声投影等外部系统等。这些功能模块可以在多媒体教室建设过程中灵活选择，自由搭配，扩展性很强。3.5.6 录播系统采用独立硬件设备对音视频进行编码程序固化，对计算机病毒免疫。使用期间无维护成本，大大降低管理员的工作负担。采用业内最先进H.264视频编码算法，占用带宽低，节省磁盘存储空间。产品绿色节能，整体功耗10W，是以工控机为核心的同类产品的1/20。 支持高清音视频 支持包括各种高清摄像机视频（最高支持1080P）和分辨率从16001200到800600的VGA、HDMI输出的计算机动态视频。支持HiFi音质
33、，16bit采样精度、44.1k采样频率，达到CD品质，给您身临其境的现场感。3.5.7 基于DSP的多处理器架构全面提升多媒体处理能力采用核心处理器统一调度，多路DSP协处理的并行运算结构一直是现代中庆产品的重要特色。DSP具有特殊的运算结构和指令体系，非常善于处理批量作业，这样，DSP对于多媒体的处理能力会比通用CPU的效率高很多。由于DSP的这种特性，在多媒体、音视频、通信以及嵌入式等行业应用非常广。DSP的产品体系也已经逐渐发展成熟，并不断提升运算性能。现代中庆采用国际知名的美国德州仪器（俗称TI）的各系列DSP处理器，是TI在国内重要的合作伙伴。DSP的运算模式，特点是功耗小，发热少
34、，全面提升了多媒体能力，在处理能力和稳定可靠两种特性之间找到了一个完美整合的临界点。在“信息交互式中控”的结构体系里，ARM9作为一个中央处理体系，实现集中运算和统一调度，多路DSP则主要用来集中处理大批量的音视频采集编码、VGA信号采集编码等工作，这样高性能的并行结构使“信息交互式中控”在具备了强大的交互能力的同时，也具备了超强的多媒体处理能力，成为多媒体教室名副其实的“交互中心”、“处理中心”和“管理中心”。3.5.8 轻松扩展完整的录播系统应用围绕精品课堂的录播系统应用是贵校多媒体应用中的一个重要部分，现代中庆针对此应用开发了专业的VGA采编卡，“信息交互式中控”扩展专业VGA采编卡就可
35、以轻松实现录播系统应用。3.6 关键技术介绍3.6.1 ARMARM（Advanced RISC Machines），既可以认为是一个公司的名字，也可以认为是对一类微处理器的通称，还可以认为是一种技术的名字。1991年ARM公司成立于英国剑桥，主要出售芯片设计技术的授权。ARM公司是专门从事基于RISC技术芯片设计开发的公司，作为知识产权供应商，本身不直接从事芯片生产，靠转让设计许可由合作公司生产各具特色的芯片，世界各大半导体从ARM公司购买其设计的ARM微处理器核，根据各自不同的应用领域，加入适当的外围电路，从而形成自己的ARM微处理器芯片进入市场。因此既使得ARM技术获得更多的第三方工具、
36、制造、软件的支持，更具有竞争力。ARM微处理器特点：ARM9系列微处理器在高性能和低功耗特性方面提供最佳的性能,采用RISC架构的ARM微处理器一般具有如下特点：1、体积小、低功耗、低成本、高性能；2、支持Thumb（16位）/ARM（32位）双指令集，能很好的兼容8位/16位器件；3、大量使用寄存器，指令执行速度更快；4、大多数数据操作都在寄存器中完成；5、寻址方式灵活简单，执行效率高；6、指令长度固定；3.6.2 DSP数字信号处理是一种将现实世界中真实的模拟信号(Analog signals)转换为计算机能够处理的数字信息（Digital signals）的过程。这些信号通过一个模拟向数
37、字的转换过程(称之为AD)，变成数字信号送给处理器，进行数字计算，处理结束后，再把结果通过数字向模拟的转换过程重新变成连续信号(称之为DA)。用一般的通用微处理器可以完成这些工作，但是面临的问题是满足如此高的计算速度，就很难保证耗电量很低，更难保证价格足够便宜。因此，另一种微处理器应运而生：数字信号处理器，简称DSP（Digital Signal Processor）。DSP是微处理器的一种,这种微处理器具有极高的处理速度.因为应用这类处理器的场合要求具有很高的实时性(Real Time)，比如通过移动电话进行通话。在当今的数字化时代背景下，DSP已成为通信、计算机、消费类电子产品等领域的基础
38、器件，被誉为信息社会革命的旗手。以下是DSP优于其他微处理器的几点优势： 单周期内进行多条乘/加运算 实时的运算能力、仿真能力、模拟能力 灵活性高 可靠性高 提高系统性能 降低系统成本3.6.3 网络流量控制技术3.6.3.1 单组播转换技术在很多局域网络环境下，组播的实现方式与广播相同，许多二级交换机支持IGMP Snooping，由于视频数据通信量较大，在实际的网络传输中采用广播的方式。在这种情况下，一个组播对网络的压力要远远高于多个单播的压力。Cisco的CGMP和华为的HGMP虽然可以通过第三层和第二层结合的方式解决这一问题，但是系统造价高昂，而且对于已实现局域网的学校升级成本不可能接
39、受。中庆采用的单组播转换技术解决这一问题。中庆ZDIG服务器、视频服务器都可以配置设定单组播转换的临界点，即单播数量超过这个临界点后自动转换为组播，低于这个临界点后自动转换为单播，通过这种方式，即可以降低组播数量，降低网络带宽占用；又可以在服务器转发单播数量超过一定限制后转换为组播，降低服务器发送开销，平衡网络传输压力。3.6.3.2 自适应码流技术采用UDP、TCP、HTTP方式传送视频数据，中庆的服务器都可以在网络视频数据传输的同时获得网络通信情况的信息，在UDP方式下，这是通过网络丢包率的统计获得的，在TCP、HTTP的方式下，这是通过发送缓冲的大小获得的。通过网络阻塞情况的信息，为避免
40、网络过渡阻塞，中庆管理平台可以在网络阻塞的情况下通过降低图像质量、降低编码帧率等方式降低视频压缩码率，降低网络阻塞情况。在网络阻塞较轻的情况下，在录像码率允许的情况下，适当地调高图像质量和帧率，提高图像清晰度。3.6.4 安全管理体系3.6.4.1 认证和证书本方案的许多服务/资源的访问需要受到访问控制的限制。为了实现这一功能，使用应用程序的客户必须要向系统证明自己（是谁），这一过程被称为认证。用户认证后，系统必须为用户提供用于安全访问的一个或多个属性，用于进行访问控制和优先抢断等。这些安全属性被封装在一个证书中，并且可以在系统中传递。中庆系统扩展证书包含：1. 授予证书的认证服务器。2. 一
41、般性信息，包括用户ID、优先级、所属于的组等。3. 操作能力，标识本证书所代表的用户能够访问的目标实体（服务/资源实例）以及在这些目标实例上可以进行的操作。4. 其它的限制信息：如证书可以存活的有效时间等。3.6.4.2 访问控制、控制属性和权限(Right)图3-1 访问控制示意图上图提供访问控制的简单框架。如图所示，客户端只有在权限访问控制运行的情况能够访问目标的特定操作，这是通过访问控制决定函数（Access Decision）实现的。客户端访问控制功能定义了允许调用目标实体特定操作的条件，目标端访问控制定义了目标实体进行特定操作的条件。在中庆的软件平台上，同时支持上述两种方式。访问控制
42、函数根据以下项确定操作是否被允许：1. 进行当前操作用户的安全属性2. 需要执行的服务（如点播视频服务器）3. 需要执行的操作（如数据传输、云台控制）4. 被操作的目标本身（具体的视频服务器、或者某个域，如哪个考场，哪个区）在中庆中，第1项是通过证书表示，第2项和第4项是通过服务类型ID（字符串）和目标ID（字符串来表示的）。第3项，是通过一个32位的整数表示，其中的每一位代表一个操作或者一组不可分割的操作集合，这个32位整数被称为操作权限或权限。对于不同的服务，这个32位权限每一位的具体含义是由应用定义的。通过上述方式，中庆安全管理的访问控制功能具有强大的可扩展性，可应用于不同场景的需求。3
43、.6.4.3 优先抢断与访问控制不同，优先抢断的进行必须在目标端进行，这是因为只有目标端才能了解是申请操作客户端的全局性信息，并在多个客户访问冲突性资源时实现进行：1. 一个新的客户申请，如果这个客户的优先级高于当前获得操作的客户，则当前的客户被抢断，并且新的客户得到访问权限，被抢断的客户得到操作被抢断的通知；2. 如果当前获得冲突资源操作的客户退出访问，则当前申请操作的一个优先级最高的客户能够得到冲突资源的操作许可。在中庆的安全管理体系中，用户的优先级是通过一个32位的长整形表示，可以表示40亿个以上的优先级别。数字大表示优先级别高。具体地，在本方案中，优先抢断被应用于两个部分：一是云台镜头
44、控制的优先用户抢断，二是带宽资源优先用户抢断。3.6.4.4 安全代理图2 安全管理代理调用链示意图在系统中，客户向服务实例请求执行一个操作，但是这个被请求的服务自身经常不能完成操作，而需要继续依赖于其它服务实例的支持，造成一个服务的调用链，如图所示。操作链的模式复杂化访问控制模式，需要引入安全代理的概念，所谓安全代理，就是初始者（请求链中的第一个客户）的访问控制信息被代理给请求链中的中间者，以访问最终目标的一种方法。一般地，权限代理有三种模式，简单代理、无代理和混合代理。在本方案中，安全代理主要采用简单代理模式，即中间者以上一级的证书作为自己的证书向下一级代理服务发送。这个代理方式主要用于域
45、间网关。第四章 多媒体教室方案系统组成北京中庆现代技术有限公司的“育港”多媒体教室方案将多媒体教室建设定义了集控型、可视型、录播型三种类型，每种类型在满足基本应用的基础上分别有不同的功能应用重点。同时，为了对应用进行更加完整的覆盖，我们从功能层面将网络化多媒体教室建设细分为以下子系统的建设：1) 多媒体教室管理系统2) 课堂录播系统3) 多媒体教学系统4) PC机远程管理维护系统5) 资产管理系统6) 扩声投影等外部系统4.1 多媒体教室管理系统多媒体教室管理系统是多媒体教室建设方案中的核心应用系统，以教室中的“信息交互式中控”为基础，开展在全网环境下的综合管理工作。4.1.1 系统结构场所设
46、备名称说明备注主控室服务器系统主服务器，安装系统管理平台和数据库平台管理平台软件系统基础软件平台，包含有多个模块管理工作站普通PC机，安装应用软件用来作日常系统管理主控管理软件系统的管理应用软件多媒体教室信息交互式中控教室的核心中控设备，集中连接外部设备，提供本地和网络控制。钢制电教桌集中放置设备，保护设备安全外部设备其他外部设备4.1.2 核心设备介绍4.1.2.1 “育港”系统平台软件中庆“育港”平台软件完全自主研发，具有自主知识产权，底层开发采用统一的基础平台，软件采用模块化设计，各个不同的模块兼容性好，不同模块具有相应后台开放接口，方便后期升级维护。自主研发的软硬件平台协同工作，具有极
47、强的媒体处理能力和数据处理能力。4.1.2.1.1 平台管理软件1) 概述育港XP管理服务软件是育港XP教学信息化专业解决方案的中枢，是后者所有服务和应用的焦点。作为育港XP教学信息化专业解决方案不可分割的一部分，育港XP管理服务软件提供了整个解决方案的基础部分。基于育港XP管理服务软件，可以实现对整个系统的管理，并构造出先进、完整的管理工具。具体地，育港XP管理服务软件包含了了校园网环境中的网络实体及其它们之间的联系。在育港XP教学信息化专业解决方案中，网络实体包含“e帆”系列设备、服务器、PC机、应用、用户等。育港XP管理服务解决方案提供了一种统一的方式以命名、描述、定位、访问、管理和保护这些网络实体的信息。进一步地，它管理这些网络实体的标识和它们之间的关系，使它们能