摘  要  本文介绍了一种多媒体电化教室设备管理系统的结构与工作原理，此系统能较好地实现多媒体教室设备的自动化、无人化管理。

    关键词  刷卡系统; 读卡器; 单片机 

 

1  引言

    多媒体教学平台是根据教育信息化的要求，利用新的媒体技术、计算机技术、音视频技术和控制技术，选用先进的教学媒体而设计的一种辅助教学系统。它摒弃了硬件设备简单的独立连接，改变了复杂多样的遥控方式，系统、高效、协调地把每一台设备进行有机的组合，并与校园网连通，实现视频点播，让每一位教师都能得心应手地掌握和运用现代技术，优化教学环境、提高教学效率。多媒体教学平台的硬件是以多媒体计算机、视频展示台、大屏幕及投影机、多种播放媒体为主要设备，同时辅以相关配套设备，用桌面面板控制和计算机软件控制形成科学合理的系统。多媒体教室刷卡控制系统的实现，将为现代教学提供了更进一步的方便，提高教学效率，使现代教学的运行环境更加趋于完善。

2  需求分析

    我校十分重视现代技术在教学环节中的应用，配备了多媒体教学平台的多媒体教室的投入使用，不仅为教学工作带来了极大的方便，而且很好地激发了同学们学习的兴趣。经过一段时间的使用，在多媒体教室的日常管理中也发现了一些亟待解决的问题：    (1)先进的教学技术与滞后的管理手段相悖。多媒体教室通常采用人为管理的方式，安排专人负责多媒体教室钥匙的发放，教师必须在课前到值班室领取钥匙，下课后需要及时归还，步骤繁琐，受人为因素影响明显，例如：教师下课后忘记了归还钥匙，导致了后面的课程无法正常进行……    (2)多媒体教室内设备相对集中，操作复杂，但管理相对分散，一些细节问题容易被忽略，引起误操作，造成设备损害，影响教学秩序。    (3)管理缺乏实时性。管理者与多媒体教室的实时性联系不够，管理者发放钥匙后，无法获得任何反馈信息，对当前正在使用教室的工作状况也很难知晓，一旦多媒体设备出现故障，需要较长时间才能排除。    针对以上人为管理中存在的种种弊端，本着“集中控制，统一管理”的思路，本文提出了多媒体教室刷卡管理系统的设计方案。该系统主要由管理服务器、电教台控制单片机两大部分构成，通过单片机与管理服务器的远程通讯，利用单片机本身强大的功能实现对各个分散的多媒体教室的集中管理，非接触式IC卡、读卡器和电磁锁的使用将解决多媒体教室人为管理中的诸多问题，实现无人化职守。

3  功能设计

    多媒体教室刷卡控制系统使用双绞线作为通信线路，实现单片机控制端与管理服务器数据的双向传输，在原有多媒体教室的基础上，实现了多媒体教室的半自动化控制。该控制系统采用分布式、模块化设计方法进行系统设计，各模块具体功能如下：    (1)教师身份识别模块。根据教师身份自动分配多媒体教室的使用权。各教师持有自己的非接触式IC卡，每个多媒体教室的控制台上安装有一个能够控制电磁锁和电源的读卡器。任课教师只需持卡，其身份信息将被读入到读卡器内，系统将自动查询数据库决定是否允许其使用该教室，允许则自动打开控制台的电磁锁，并完成主设备上电、开启计算机、投影机上电、降下电动投影屏幕等操作。    (2)设备故障警示模块。教师如发现某个设备出现故障而不能正常使用，可通过安装在控制台上的系统键向管理服务器报告，管理服务器端系统通过响铃或显示器上的提示告知管理人员哪个教室的何种设备出现故障，以便 论文检测天使-免费论文检测软件http://www.jiancetianshi.com
第一时间做出反应。    (3)设备保护模块。对投影机光源的保护在设计时也做了特殊考虑。投影机灯泡价格昂贵，对使用条件要求严格，在投影机使用完毕后，系统首先切断灯泡电源，但投影机散热风扇仍将继续运转3分钟以使灯丝冷却，此时控制操作台不能断电。3分钟后，控制操作台自动断电。授课教师不必等待，下课后上锁既可离开。此操作可大大延长灯丝使用寿命，降低多媒体教室的维护成本。    (4)意外情况处理模块。可以方便的处理卡丢失及恢复的情况、多媒体教室临时调课的情况。    (5)历史记录模块。管理服务器是整个自动化管理系统的控制核心，它通过定时轮询的方式监视各个电化教室子系统的工作状态。刷卡管理系统的数据库具有良好的工作界面可形成设备故障记录报表，并能够打印送教学主管部门备案。

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4  架构设计

    本系统由一个主控制部分与多个子控制部分组成。子控制部分由单片机控制器、读卡器和电磁锁组成，与其它多媒体教学设备一起安装在教室的控制台内；主控制部分安装于管理服务器。服务器与单片机之间采用总线式结构，异步串行通讯方式进行数据传输。授课教师在操作控制台前需要刷卡，读卡器将读出卡中数据，管理服务器以多机通讯方式主动定时对各教室的子控制系统进行轮询，每查到一个子控制系统时，子控制系统的单片机就将读出的卡数据回传服务器，服务器将此数据与事先编制好的数据库数据进行比较，当二者吻合，则向此控子制系统发送开锁指令。

图1  多媒体教室刷卡控制系统的硬件结构

 

    1)主控部分功能    主控制部分由一台管理服务器与一个 RS232-RS485变换器组成。管理服务器存储有两个数据库，一个为教师身份数据库，另一个为课程表数据库。教师身份数据库保存有每个教师工作证号与其所持有非接触卡号之间的对应关系；课程表数据库则为教师占用多媒体教室的日期与时间。课程表数据库结构的设计需要仔细研究，应包含所有必要信息以方便检索，并要保证高的响应速度。应用程序使用VC++编写，采用DAO(Data Access Objects)技术调用两个数据库。管理服务器配有RS232通讯口，RS232-RS485转换器负责实现数据在RS232协议格式与RS485协议格式之间的转换。    2)子控制部分功能    读卡器负责将教师持有的非接触式IC卡中的信息转换成Wiegand26码形式，单片机以中断方式接收读卡器输出的信息编码，并通过总线发送给管理服务器。当单片机接收到管理服务器返回的指令时，立即执行该指令，例如打开电磁锁等。RS485-TTL变换器将单片机的串行输出变换成RS485协议格式，并送上总线；将管理服务器发送到总线上的数据变换成TTL电平，并送到单片机的串行通讯口。另外，子控制系统单片机还执行其它一些控制操作，例如开锁后设备自动上电，关锁后设备自动掉电，声音报警等。

5  结束语

    多媒体电教台刷卡控制系统是在高校现有财力基础上提出并开发的，他采用半双工通信电路和多机通信技术，进行设计开发，并结合多媒体教室现有的功能和特点形成了一个自定义的通信协议的有限局域控制系统，能够解决现有多媒体教室管理中存在的一些问题。

参考文献

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