专利名称：Plc网络电教系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及校园内的电化教育，更具体地说，涉及一种利用电力线网络进 行传输的电化教育系统。
背景技术：
电化教育在我国已经实施多年，从教学实际来看，电化教育因为具有教学 形式直观生动，交互性强等特点，受到了广大教师和学生的欢迎。很多学校建 立了直接面向学生的多媒体电化教室，但受限于场地、资金和技术等因素，多 媒体电化教室不仅数量少，而且使用率也很低。
目前正在使用的教学装置和系统包括各种教学机、多媒体教学装置、便携 式多媒体教学装置和移动式网络教学装置等。其中各类教学机是面向单一科目 教学，灵活性差，适用范围小；而多媒体教学装置都配备有音响设备， 一部分 具有视频功能，也有一少部分使用了计算机，但总的问题是结构复杂，功能简 单，没有网络功能，无法实现教学资源的及时共享。 一些电化教育系统使用有 线电视方式的视频播放系统，缺点是节目单一，显示效果差，如果需要使用交 互控制功能，必须配备复杂的控制和通信系统，施工、使用和维护都非常困难。
随着网络技术的发展，很多大中城市中有条件的学校都开始实施了校园网 建设，并开展了基于普通网络的电化教育。这种校园网通常通过架设一台甚至 多台电教服务器，再架构专用的通信网络，如通过路由器、交换机等网络设备
分布在校园内每个教室的专用网线，在每个教室预留至少一个接入端口，使得 电教终端接入该接入端口时均能通过这种通信网络与电教服务器进行网络通 信。这种电化教育系统中，需要花费大量的资金及施工工期用于通信网络的架 构，这种电化教育系统的设备成本高、施工成本高、维护成本高，而且施工起 来存在工作量大、工期长的问题。而在我国大多数小城镇及乡村中小学的经济 条件相对薄弱，无法承担这种电化教育系统的资金投入，使得这些学校无法享 受或充分利用各种优质的教育教学资源，造成了各个地区教育水平的差异化日 趋加剧，严重制约了我国信息化教育的整体发展，影响到小城镇及乡村中小学 学生的整体素质。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中电化教学系统中存在的设 备和材料成本高、施工难度大、施工周期长的问题，提供一种利用现有的电力
线网络作为传输媒介的PLC (电力线宽带通信)网络电教系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是构造一种PLC网络电教系 统，包括电教服务器、电教终端以及连接电教服务器与电教终端之间用于通信 的传输网络，所述传输网络包括电力线网络(PLC网络)以及连接在PLC网络 与电教服务器之间的普通网络；所述PLC网络包括校园内现有的低压电网、低 压电网和普通网络之间设置的电力网桥(PLC网桥)；所述PLC网桥将普通网 络上传输的网络信号转换为在低压电网上传输的高频低压电信号，即进行PLC 调制转换；并将低压电网上传输的高频低压电信号还原为网络信号，即进行 PLC解调转换；所述电力网桥分为低压电网和普通网络之间设置的集线电力网 桥(集线PLC网桥)以及低压电网和电教终端之间设置的终端电力网桥(终端
PLC网桥)。
在本发明所述PLC网络电教系统中，所述PLC网络在两栋或两栋以上教学 楼的低压电网中至少设有一个集线PLC网桥。
在本发明所述PLC网络电教系统中，所述集线PLC网络中每栋教学楼的低 压电网中至少设有一个集线PLC网桥。
在本发明所述PLC网络电教系统中，所述每个电教终端均匹配设有一个终 端PLC网桥，所述PLC网络在每一层教学楼的低压电网中均设有至少一个将终 端PLC网桥接入所述低压电网的PLC网^#入点。
在本发明所述PLC网络电教系统中，所述PLC网络在同一层教学楼每间教 室的低压电网中均设有至少一个所述PLC网络接入点。
在本发明所述PLC网络电教系统中，所述终端PLC网桥被分为若干组，每 组终端PLC网桥对应一个所述集线PLC网桥，该集线PLC网桥仅对发送给该组 终端PLC网桥对应电教终端的网络信号进行PLC调制转换，^X对该组终端PLC 网桥传输过来的高频低压电信号进行PLC解调转换；该组内的终端PLC网桥仅 对该集线PLC网桥传输过来的高频低压电信号进行PLC解调转换，仅对与之对 应的电教终端进行PLC调制转换。
在本发明所述PLC网络电教系统中，所述电教服务器包括服务器主机和输 入/输出装置，所述服务器主机上存储有电教数据，其输入装置可对服务器主 机进行新建和维护电教数据的操作，并可通过其输出装置将电教数据输出；所 述电教终端包括终端主机和输入/输出装置，所述终端主机可通过传输网络与 服务器主机建立通信，其输入装置可控制终端主机访问服务器主机上的电教数 据并将其读取至终端主机，其输出装置能够终端主机上的电教数据输出。
在本发明所述PLC网络电教系统中，所述终端PLC网桥固定设置在电教终
端上。
在本发明所述PLC网络电教系统中，所述电教终端的输出装置包括液晶显 示屏和/或^:影4义。
实施本发明所述的PLC网络电教系统，具有以下有益效果通过利用现有 的低压电网和PLC网桥组成PLC网络，并利用这种PLC网络替代传输网络中与 电教终端相连接的大部分，从而避免了在教学楼或教室之间铺设新的传输网 络，简化了传输网络的建设，节省了这个电教系统的资金和设备的投入，符合 我国大多数小城镇及乡村中小学的经济条件相对薄弱的现状，有利于电化教学 的广泛推广应用；另外，在进行PLC网络的建设时，只需要在现有的低压电网 中接入并设置好PLC网桥即可，大大降低了施工的复杂性、缩短了施工周期。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明所述PLC网络电教系统的结构框图2是本发明所述PLC网络电教系统的网络结构示意图。
具体实施例方式
如图1所示，在本发明所述PLC网络电教系统的优选实施例中，包括设置 在机房内的电教服务器1和分布在各个教室内的电教终端2，电教终端2和电 教服务器1之间通过传输网络建立通信。其中，传输网络包括普通网络3和电 力线网络(PLC网络)4。
电教服务器1主要包括主机、输入装置和输出装置，其主机主要用于存放 各种电教资源供各个电教终端2访问，并通过输入装置对这些电教资源进行创建或更新。还可根据具体的情况，将电教服务器1的主机接入互联网(如图2 所示服，服务器的主机利用路由器接入互联网)，如利用现有的ADSL、 LAN或 者卫星网等网^#入技术。通过互联网实现整个地区或国家的各种教学资源的 共享，可减少各地区之间教学水平的差异性。具体的实施过程中，可利用输入 装置访问并下载互联网上的电教资源到电教服务器1的主机，以便电教系统内 的电教终端2使用；还可将本地的电教资源共享到互联网上，以供其他学校或 地区的电教系统访问或下载。
电教终端2主要用于供教师在教室或其他地方(如与电教服务器1不在同 一栋楼甚至相隔较远的楼)访问电教服务器1上的电教资源，教师可对其进行 创建、编辑、修改等操作。电教终端2主要包括终端主机及相应的输入装置和 输出装置，其中终端主机用于通过传输网络与服务器主机建立通信，输入装置 用于完成对服务器主机上电教资源的访问和下载等数据操作，输出装置用于将 下载到终端主机上的电教资源输出。
普通网络3可以按照传统网络的布线方式设置成星型拓朴结构，分别连通 至每栋教学楼，再通过PLC网络连通至每间教室。如利用交换机或集线器等设 备从机房分出多个支路，并在需要接入电教系统的每栋教学楼设置普通网^^ 入点8。
PLC网络4利用校园内现有的低压电网作为传输々某介，通过集线电力网桥 (集线PLC网桥)5和终端电力网桥(终端PLC网桥)6的调制转换和解调转 换将普通网络3上传输的网络信号转换为高频低压电信号，在普通低压电网上 进行传输，这些需要接入电教系统的教学楼内的低压电网构成整个传输网络的 一部分。具体的PLC网桥进行PLC调制转换和PLC解调转换的方法可参见本发 明人的中国专利申请CN200810065021. 6。在本发明中具体可釆用正交频分复 用(OFDM)的调制解调方法。
在设有普通网络接入点8的每栋教学楼中至少设置一个集线PLC网桥5, 该集线PLC网桥5设置在普通网络接入点8和教学楼的低压电网之间。现有的
只要设置一个电PLC网络接入点，即可实现电教终端2通过终端PLC网桥6 接入PLC网络4，达到在这些地方调用电教服务器1上的电教资源；而不需要 在每个需要使用电教资源的地方均设置一个电教终端2,从而大大减少了电教 终端2的设置数目，如可每层教学楼设置一两台电教终端2即可满足教师的需 求，大大节省了整个电教系统的设备投入费用。如图l所示，每间教室均设有 一个PLC网络接入点7，每个电教终端2均设有一个终端PLC网桥6，通过终 端PLC网桥6与PLC网络接入点7连接，实现电教终端2接入PLC网络4，而 不需要每个PLC网络接入点7均设置一个终端PLC网桥6，进一步节省了该电 教系统的设备成本。具体的，PLC网络接入点7可以是与低压电网电连通的插 座，终端PLC网桥6通过电线插头插入该插座即可实现接入PLC网络4。
另外，可以根据教学楼内教室间数或电教终端2接入点数目的多少情况， 在一栋教学楼内设置两个或两个以上的集线PLC网桥5,如教学楼内每层均设 置一个集线PLC网桥5;也可在两栋或两栋以上的教学楼中只设置一个集线PLC 网桥5，通过该集线PLC网桥5接入普通网络3。
这样，在一所小城镇及乡村中小学只需要购置几台电教终端2,在每栋教 学楼中设置一个集线PLC网桥5，就可以随时送到需要进行电化教学的教室去， 插入电源插座，即接入传输网络中，使用方便，经济实用，同时提高电教设备 的使用率，满足小城镇及乡村中小学教育信息化的需要。
对于上述实施例中的多个电教终端2匹配的终端PLC网桥6还可对应集线PLC网桥5进行^M设置。如图2所示，整个电教系统中设有两个集线PLC网 桥，分别为Wa和Wb;四个或更多的电教终端，分为两组分别为第一组中的Dal、
Da2.......和第二组中的Dbl、 Db2.......;对应每个电教终端i史置的终端PLC
网桥，分别为与第一组电教终端——对应的第一组中的Mal、 Ma2、……和分
别为与第二组电教终端——对应的第二组中的Mbl、 Mb2.......。其中，对于
由普通网络传输给PLC网络的网络信号，集线PLC网桥Wa先判断是否是传输 给第一组电教终端的网络信号，如果是，该集线PLC网桥Wa对该网络信号进行 PLC调制转换后转换成高频电信号传到PLC网络中，则网络信号通过该集线PLC 网桥传输至PLC网络中；如果不是，该集线PLC网桥Wa直接拦截而不进行 PLC调制转换，则该网络信号就不会通过该集线PLC网桥Wa进入PLC网络， 而可以通过其他匹配的集线PLC网桥传输至PLC网络。对于由PLC网络传输给 普通网络的高频电信号，该集线PLC网桥先判断该高频电信号是否是从与之对 应分组内的电教终端发出的，如果是，该集线PLC网桥Wa对该高频电信号进 行PLC解调转换后转换成网络信号传输到普通网络中；如果不是，该集线PLC 网桥Wa直接拦截而不进行PLC解调转换，则该高频电信号信号就不会通过该 集线PLC网桥Wa进入普通网络，而通过其他匹配的集线PLC网桥传输至普通 网络。
同时，在与该集线PLC网桥Wa对应的第一组终端PLC网桥中，对于从PLC
网络传输到电教终端的高频电信号，终端PLC网桥Mal、 Ma2.......先判断是
否是通过与之对应的集线PLC网桥进行PLC解调转换过来的，如果是，则终端
PLC网桥Mal、 Ma2.......对该高频电信号进行PLC解调转换后转换成网络信号
传到电教终端，则高频电信号通过该终端PLC网桥传输给与之对应的电教终端 中；如果不是，则终端PLC网桥Mal、 Ma2.......直接拦截而不进行PLC解调
转换，则该高频电信号就不会通过该组内的任何终端PLC网桥传输给与之对应 的该组电教终端，而可以通过其他与之匹配的另一组终端PLC网桥传输至相应 的电教终端。对于由电教终端传输给其他电教终端或电教服务器的网络信号， 与之对应的终端PLC网桥直接将该网络信号进行PLC调制转换。
通过上述的分组设置，使得各个集线PLC网桥5只对与之同组的电教终端 2有关的通信信道中传输的信号进行PLC调制转换或PLC解调转换，使得其承 担的负载合理；另一方面，可以避免因低压电网四通八达而造成PLC网络4 中的信号传输形成环路，造成信号堵塞或信号重复发包的问题，而不用再使用 专用的网络设备进行排除。
如上所述的本发明所述的PLC网络4电教系统的优选实施例中，电教服务 器1包括服务器主机、对应的输入装置和输出装置；电教终端2包括终端主机、 对应的输入装置和输出装置。具体的，所述电教服务器1的输入装置可以是鼠 标、键盘等对服务器主机进行各种操作的设备和DVD、 VCD等提供电教资源数 据的外部设备，其输出装置可以是显示器等显示各种操作结果或电教资源数据 的设备。同样，电教终端2的输入装置可以是鼠标、键盘等对服务器主机进行 各种操作的设备和DVD、 VCD等提供电教资源数据的外部设备，其输出装置可 以是显示屏、投影仪等显示各种操作结果或展示或演示电教资源数据的外部设 备。
由于这种电教系统主要为面向教师，因此该系统主要需要实现教师在各种 场所中对电教服务器1上电教资源的访问，并且通过在电教服务器1和电教终 端2合理设置各种装置和模块来对这种访问进行管理。在教师使用的各种电教 资源中，课件是使用频率较高的一种资源数据，下面以课件这种资源来说明整 个PLC网络4电教系统是如何实现电教资源数据的共享的。
在电教服务器1上设置课件管理模块，可以实现课件的制作、检索、存储、 发布等操作；还可设有安全控制模块，主要用于实现使用者的认证和日志管理
等操作。在教师进行教学时，将该教师使用的电教终端2对应的终端PLC网桥 6通过插头插入教室内PLC网络4中设置的PLC网络接入点7，即电源插座， 即可将该电教终端2接入PLC校园网；教师可通过电教终端2的输入装置输入 相应的登录信息到终端主机上的安全控制模块，该安全控制模块将信息通过传 输网络传输之服务器主机的安全控制模块，再判断该信息是否有权限访问电教 资源数据并反馈至终端主机，通过输出装置显示出相应的认证信息，从而确定 电教终端2的使用者可以继续访问和使用电教服务器1上的课件，并将课件输 出至电教终端2的显示屏供教师使用，教师还可通过投影仪等外部设备将该课 件展示给学生观看、学习。
另外，教师在制作完的i果件经审查后可以直接通过输入装置操作电教服务 器1的外部设备，直接放入服务器主机内，也可以通过电教终端2提交到电教 服务器上，相关的审核人员通过其他电教终端2审核后再从电教终端2放入服 务器主机内。
权利要求
1、一种PLC网络电教系统，包括电教服务器、电教终端以及连接电教服务器与电教终端之间用于通信的传输网络，其特征在于，所述传输网络包括电力线网络(PLC网络)以及连接在PLC网络与电教服务器之间的普通网络；所述PLC网络包括校园内现有的低压电网、低压电网和普通网络之间设置的电力网桥(PLC网桥)；所述PLC网桥将普通网络上传输的网络信号转换为在低压电网上传输的高频低压电信号，即进行PLC调制转换；并将低压电网上传输的高频低压电信号还原为网络信号，即进行PLC解调转换；所述电力网桥分为低压电网和普通网络之间设置的集线电力网桥(集线PLC网桥)以及低压电网和电教终端之间设置的终端电力网桥(终端PLC网桥)。
2、 根据权利要求1所述PLC网络电教系统，其特征在于，所述PLC网络 在两栋或两栋以上教学楼的低压电网中至少设有一个集线PLC网桥。
3、 根据权利要求2所述PLC网络电教系统，其特征在于，所述集线PLC 网络中每栋教学楼的低压电网中至少设有一个集线PLC网桥。
4、 根据权利要求1所述PLC网络电教系统，其特征在于，所述每个电教 终端均匹配设有一个终端PLC网桥，所述PLC网络在每一层教学楼的低压电网 中均设有至少一个将终端PLC网桥接入所述低压电网的PLC网络接入点。
5、 根据权利要求4所述PLC网络电教系统，其特征在于，所述PLC网络 在同 一层教学楼每间教室的低压电网中均设有至少一个所述PLC网络接入点。
6、 根据权利要求1至5中任一项所述PLC网络电教系统，其特征在于， 所述终端PLC网桥被分为若干组，每组终端PLC网桥对应一个所述集线PLC网桥，该集线PLC网桥仅对发送给该组终端PLC网桥对应电教终端的网络信号 进行PLC调制转换，仅对该组终端PLC网桥传输过来的高频低压电信号进行 PLC解调转换；该组内的终端PLC网桥仅对该集线PLC网桥传输过来的高频低 压电信号进行PLC解调转换,仅对与之对应的电教终端进行PLC调制转换。
7、 根据权利要求6所述PLC网络电教系统，其特征在于，所述电教服务 器包括服务器主机和输入/输出装置，所述服务器主机上存储有电教数据，其 输入装置可对服务器主机进行新建和维护电教数据的操作，并可通过其输出装 置将电教数据输出；所述电教终端包括终端主机和输入/输出装置，所述终端 主机可通过传输网络与服务器主机建立通信，其输入装置可控制终端主机访问 服务器主机上的电教数据并将其读取至终端主机，其输出装置能够终端主机上 的电教数据输出。
8、 根据权利要求7所述PLC网络电教系统，其特征在于，所述终端PLC 网桥固定设置在电教终端上。
9、 根据权利要求7所述PLC网络电教系统，其特征在于，所述电教终端 的输出装置包括液晶显示屏和/或投影仪。
全文摘要
本发明涉及一种PLC网络电教系统，包括电教服务器、电教终端以及连接电教服务器与电教终端之间用于通信的传输网络，传输网络包括电力线网络(PLC网络)以及连接在PLC网络与电教服务器之间的普通网络；PLC网络包括校园内现有的低压电网、电力网桥(PLC网桥)；PLC网桥按照预设的调制方式进行PLC调制转换和PLC解调转换。通过利用现有的低压电网和PLC网桥、终端PLC网桥组成的PLC网络替代传统的传输网络中普通网络的大部分，从而减少了在教学楼或教室之间铺设新的传输网络，简化了传输网络的建设，节省了这个电教系统的资金和设备的投入，符合我国大多数小城镇及乡村中小学的经济条件相对薄弱的现状，有利于电化教学的广泛推广应用。
文档编号H04L12/46GK101359431SQ200810065058
公开日2009年2月4日 申请日期2008年1月14日 优先权日2008年1月14日
发明者何佳星, 孟绍良, 王国度 申请人:珠海天瑞电力科技有限公司;深圳市爱克赛伦科技发展有限公司