专利名称：电力线宽带网络电教系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及校园内的电化教育，更具体地说，涉及一种利用电力线宽带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。
实用新型内容本实用新型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电力线宽带网络电教系统。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是—种电力线宽带网络电教系统，包括电教服务器、电教终端以及连接在所述电教服务器与所述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宽带网络以及连接在电力线宽带网络与电教服务器之间的普通网络。优选的，所述电力线宽带网络包括校园内现有的低压电网以及设置在所述低压电网和所述普通网络之间的电力网桥；所述电力网桥将所述普通网络上传输的网络信号转换为在所述低压电网上传输的高频低压电信号，即进行电力线网络载波调制转换；并将所述低压电网上传输的高频低压电信号还原为所述普通网络上传输的网络信号，即进行电力线网络载波解调转换；所述电力网桥分为设置在所述低压电网和所述普通网络之间的集线电力网桥以及设置在所述低压电网和所述电教终端之间的终端电力网桥。优选的，所述电力线宽带网络在一栋或一栋以上教学楼的所述低压电网中至少设有一个集线电力网桥。优选的，每个所述电教终端均匹配设有一个终端电力网桥，所述电力线宽带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电力网桥接入所述低压电网的电力线宽带网络接入点。 优选的，所述终端电力网桥被分为若干组，每组终端电力网桥对应一个所述集线电力网桥，每组内的所述集线电力网桥仅对发送给该组内所述终端电力网桥对应的所述电教终端的网络信号进行电力线网络载波调制转换，仅对该组内所述终端电力网桥传输过来的高频低压电信号进行电力线网络载波解调转换；每组内的所述终端电力网桥仅对该组对应的所述集线电力网桥传输过来的高频低压电信号进行电力线网络载波解调转换，每组内的所述终端电力仅对与之对应连接的所述电教终端进行电力线网络载波调制转换。优选的，所述电教服务器包括服务器主机和输入装置和输出装置，所述服务器主机上存储有电教数据，所述输入装置可对所述服务器主机进行新建和维护所述电教数据的操作，并可通过所述输出装置将所述电教数据输出；所述电教终端包括终端主机和输入装置和输出装置，所述终端主机可通过所述传输网络与所述服务器主机建立通信，所述输入装置可控制所述终端主机访问所述服务器主机上的所述电教数据并将其读取至所述终端主机，所述输出装置能够将所述终端主机上的所述电教数据输出。优选的，所述终端电力网桥固定设置在所述电教终端上。优选的，所述电教终端的输出装置包括液晶显示屏和/或投影仪。本实用新型所述的电力线宽带网络电教系统，具有以下有益效果I、本实用新型通过利用现有的低压电网和电力网桥组成电力线宽带网络，并利用这种电力线宽带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；2、本实用新型在进行电力线宽带网络的建设时，只需要在现有的低压电网中接入并设置好电力网桥即可，大大降低了施工的复杂性、缩短了施工周期。
图I是本实用新型所述电力线宽带网络电教系统的结构框图；图2是本实用新型所述电力线宽带网络电教系统的网络结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。如图I所示，在本实用新型所述电力线宽带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I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I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和电力线宽带网络4。电教服务器I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I的主机接入互联网(如图2所示服务器的主机利用路由器接入互联网)，如利用现有的ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line,非对称数字用户环路)、有线网络或者卫星网等网络接入技术。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I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I不在同一栋楼甚至相隔较远的楼)访问电教服务器I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扑结构，分别连通至每栋教学楼，再通过电力线宽带网络4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络接入点8。电力线宽带网络4利用校园内现有的低压电网作为传输媒介，通过集线电力网桥5和终端电力网桥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。具体的电力网桥进行电力线网络载波调制转换和电力线网络载波解调转换的方法可参见中国专利ZL200810065021.6。在本实用新型中具体可采用正交频分复用(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电力网桥5，该集线电力网桥5设置在普通网络接入点8和教学楼的低压电网之间。现有的低压电网已经延伸至各个教师或者教师需要调用电教资源的地方，在这些地方只要设置一个电电力线宽带网络接入点，即可实现电教终端2通过终端电力网桥6接入电力线宽带网络4，达到在这些地方调用电教服务器I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I所示，每间教室均设有一个电力线宽带网络接入点7，每个电教终端2均设有一个终端电力网桥6，通过终端电力网桥6与电力线宽带网络接入点7连接，实现电教终端2接入电力线宽带网络4，而不需要每个电力线宽带网络接入点7均设置一个终端电力网桥6，进一步节省了该电教系统的设备成本。具体的，电力线宽带网络接入点7可以是与低压电网电连通的插座，终端电力网桥6通过电线插头插入该插座即可实现接入电力线宽带网络4。[0030]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电力网桥5，如教学楼内每层均设置一个集线电力网桥5 ;也可在两栋或两栋以上的教学楼中只设置一个集线电力网桥5，通过该集线电力网桥5接入普通网络3。[0031]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电力网桥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匹配的终端电力网桥6还可对应集线电力网桥5进行分组设置。如图2所示，整个电教系统中设有两个集线电力网桥，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、......；对应每个电教终端设置的终端电力网桥，分别为与第一组电教终端对应
的第一组中的Mai、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电力线宽带网络的网络信号，集线电力网桥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，该集线电力网桥Wa对该网络信号进行电力线网络载波调制转换后转换成高频电信号传到电力线宽带网络中，则网络信号通过该集线电力网桥Wa传输至电力线宽带网络中；如果不是，该集线电力网桥Wa直接拦截而不进行电力线网络载波调制转换，则该网络信号就不会通过该集线电力网桥Wa进入电力线宽带网络，而可以通过其他匹配的集线电力网桥传输至电力线宽带网络。对于由电力线宽带网络传输给普通网络的高频电信号，该集线电力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，该集线电力网桥Wa对该高频电信号进行电力线网络载波解调转换后转换成网络信号传输到普通网络中；如果不是，该集线电力网桥Wa直接拦截而不进行电力线网络载波解调转换，则该高频电信号信号就不会通过该集线电力网桥Wa进入普通网络，而通过其他匹配的集线电力网桥传输至普通网络。同时，在与该集线电力网桥Wa对应的第一组终端电力网桥中，对于从电力线宽
带网络传输到电教终端的高频电信号，终端电力网桥Mai、Ma2.......先判断是否是通过
与之对应的集线电力网桥进行电力线网络载波解调转换过来的，如果是，则终端电力网桥
MaU Ma2.......对该高频电信号进行电力线网络载波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电力网桥传输给与之对应的电教终端中；如果不是，则终
端电力网桥Mai、Ma2.......直接拦截而不进行电力线网络载波解调转换，则该高频电信
号就不会通过该组内的任何终端电力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电力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，与之对应的终端电力网桥直接将该网络信号进行电力线网络载波调制转换。通过上述的分组设置，使得各个集线电力网桥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电力线网络载波调制转换或电力线网络载波解调转换，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电力线宽带网络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。[0035]如上所述的本实用新型所述的电力线宽带网络4电教系统的优选实施例中，电教服务器I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I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光盘播放机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I上电教资源的访问，并且通过在电教服务器I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电力线宽带网络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I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对应的终端电力网桥6通过插头插入教室内电力线宽带网络4中设置的电力线宽带网络接入点7，即电源插座，即可将该电教终端2接入电力线网络载波校园网；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I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，教师在制作完的课件经审查后可以直接通过输入装置操作电教服务器I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1.一种电力线宽带网络电教系统，包括电教服务器、电教终端以及连接在所述电教服务器与所述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宽带网络以及连接在电力线宽带网络与电教服务器之间的普通网络。
2.根据权利要求I所述电力线宽带网络电教系统，其特征在于，所述电力线宽带网络包括校园内现有的低压电网以及设置在所述低压电网和所述普通网络之间的电力网桥； 所述电力网桥将所述普通网络上传输的网络信号转换为在所述低压电网上传输的高频低压电信号，即进行电力线网络载波调制转换；并将所述低压电网上传输的高频低压电信号还原为所述普通网络上传输的网络信号，即进行电力线网络载波解调转换； 所述电力网桥分为设置在所述低压电网和所述普通网络之间的集线电力网桥以及设置在所述低压电网和所述电教终端之间的终端电力网桥。
3.根据权利要求2所述电力线宽带网络电教系统，其特征在于，所述电力线宽带网络在一栋或一栋以上教学楼的所述低压电网中至少设有一个集线电力网桥。
4.根据权利要求I所述电力线宽带网络电教系统，其特征在于，每个所述电教终端均匹配设有一个终端电力网桥，所述电力线宽带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电力网桥接入所述低压电网的电力线宽带网络接入点。
5.根据权利要求I至4中任一项所述电力线宽带网络电教系统，其特征在于，所述终端电力网桥被分为若干组，每组终端电力网桥对应一个所述集线电力网桥，每组内的所述集线电力网桥仅对发送给该组内所述终端电力网桥对应的所述电教终端的网络信号进行电力线网络载波调制转换，仅对该组内所述终端电力网桥传输过来的高频低压电信号进行电力线网络载波解调转换；每组内的所述终端电力网桥仅对该组对应的所述集线电力网桥传输过来的高频低压电信号进行电力线网络载波解调转换，每组内的所述终端电力仅对与之对应连接的所述电教终端进行电力线网络载波调制转换。
6.根据权利要求5所述电力线宽带网络电教系统，其特征在于，所述电教服务器包括服务器主机和输入装置和输出装置，所述服务器主机上存储有电教数据，所述输入装置可对所述服务器主机进行新建和维护所述电教数据的操作，并可通过所述输出装置将所述电教数据输出； 所述电教终端包括终端主机和输入装置和输出装置，所述终端主机可通过所述传输网络与所述服务器主机建立通信，所述输入装置可控制所述终端主机访问所述服务器主机上的所述电教数据并将其读取至所述终端主机，所述输出装置能够将所述终端主机上的所述电教数据输出。
7.根据权利要求6所述电力线宽带网络电教系统，其特征在于，所述终端电力网桥固定设置在所述电教终端上。
8.根据权利要求7所述电力线宽带网络电教系统，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。
专利摘要一种电力线宽带网络电教系统，包括电教服务器、电教终端以及连接在所述电教服务器与所述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宽带网络以及连接在电力线宽带网络与电教服务器之间的普通网络。本实用新型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；并且大大降低了施工的复杂性、缩短了施工周期。
文档编号G09B5/08GK202385093SQ201120576258
公开日2012年8月15日 申请日期2011年12月31日 优先权日2011年12月31日
发明者孟绍良, 王国度 申请人:珠海天瑞电力科技有限公司