专利名称：微格教学装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种教学设备，一种用微电脑控制、具有双向视听对话等多种功能的电化教学装置。
微格教学是近年推行的一种适用于师范院校的新的教学模式，其原理如
图1所示。原有的教学系统存在如下不足(1)控制系统的控制范围窄、速度慢、操作繁锁、线路复杂、零乱故障率较高。
(2)教学功能不够完善，在教学上教师和学生较难形成最佳结合点。教师被动，不易达到预期的教学效果；(3)从管理角度上看，由于系统中技术上还存在着一定的问题，课堂管理，资料管理都不完善，难以实现更高水平的教学研究和科学的数据分析与处理。
本实用新型的目的是提供一种自动化程度高、具有双向视听对话等多种功能的微格教学装置。
本实用新型的原理是一个计算机处理中心，多个计算机处理终端，通过系统接口电路，把整个电化系统的外部设备，如摄像机、电视机、录像机等连接起来，由计算机操作系统统一控制，实现用简单设备完成电视对话、录像，实现电视广播、定时、报时、考试及课程编排，资料管理等系统功能。
因此，本实用新型设有中心控制室和若干个微格室，中心控制室设有中心电脑和中心分处理机，各微格室设有微格电脑和控制分机；中心分处理机和各微格室控制分机各接有电视、录像控制，电动平台、镜头控制和话筒。
以下结合附图描述本实用新型的实施方案。
图1为微格教学模式示意图；图2为本实用新型原理结构图；图3为本实用新型主控中心结构示意图；图4为本实用新型微格室的结构示意图；图5为本实用新型遥控信号输出部分电路图；图6为本实用新型云台控制电压产生部分电路图；图7为本实用新型镜头控制电压产生部分电路图；图8为本实用新型音频信号处理电路图；图9为本实用新型视频信号切换处理电路图；参照图2～图4，本实用新型包括中心控制室和微格室。
参照图2，本实用新型由中心电脑(1)，微格室电脑(2)、解释及遥控处理机(3)、中心分处理机(4)、微格室控制分机(5)、电视与录像(6)、电动云台与镜头(7)和话筒(8)组成；中心电脑(1)的串口通过RS-232型网络线接往微格室电脑(2)和解释及遥控处理机(3)的串口；解释及遥控处理机(3)输出串口分别接往中心分处理机(4)和微格室控制分机(5)的串口；中心分处理机(4)的两路输出分别接往电视与录像(6A)和电动云台与镜头(7A)；微格室控制分机(5)的两路输出分别接往电视与录像(6B)和电动云台与镜头(7B)；在中心分处理机(4)和微格室控制分机(5)还设有话筒(8A、8B)输入。
由附图2、3可知，该实用新型外部硬件设备电视机、录像机调制器、解释遥控器、中心分处理机、微格主控制分机等组成，加上各类软件电脑网络程序、单片机处理技术等。通过对微格教学理论的深入研究，提炼、淘汰了老式微格系统繁多的机械触占设备，令人眼花寮乱的操作按钮，复杂众多的联线，用现代电脑技术，单片机处理技术，对硬件设备进行联接而组成。
具体说明分以下几点
一、操作控制从
图1可知，所有操作全部在电脑上进行，主控中心及各微格主电脑组成一网络，控制中心可对系统的所有功能进行操作，而各微格室有控制中心授权的情况下，才能对本系统的部分功能及本室的设备进行控制。所有的操作命令由主控中心电脑的RS-232(串口)输出，经过解释及遥控处理机进行各类命令的解释且产生各类遥控信号(如电视遥控，录像机遥控等)，后输出数据信号和遥控信号，接至中心分处理机和各微格室控制分机，各分机根据所编的地址码，接照相应的信号而对各设备进行控制。
二、视频音频信号的处理A视频信号主控中心装有一只CCD摄像枪，配电控云台，二可变镜头，(二可变镜头可用于图文传 输)各微格室装有二只CCD摄像枪，其中一只和主控中心一样，另一只配手动镜头(在微格室称A、B枪)，微格室两路视频信号通过控制分机选取其中一路送往主控中心，所有送到控制中心的视频信号分别送到调制器进行调制后，变为RF信号，共有n+3路(n为微格数)RF信号输出混合进入功率放大，成为有线电视信号进行传输分配。
B音频信号主控中心采用话筒，而微格室采用驻极话筒(此话筒拾音灵敏度高，在微格室内任一角度的声音都能被清晰地拾取)经过放大后的音频信号和视频信号一样送入相应的调制器进行调制处理。
三、电视机录像机的操作处理。
电视机、录像机采用红外线发光二级管进行遥控，由上述可知，所有的视频信号已变为RF信号，故对电视录像来再现，记录图像就很方便，操作也很简单，遥控信号是通过8098单片机编程而产生的通过遥控线送往主控中心和各微格室控制机，由控制机进行识别处理。
四、云台、镜头的控制处理主控中心及各微格室的云台、镜头的控制执行是由各分处理器(控制分机)进行的，分处理机在接收到数据线的数据信号后，进行比较，识别后提供各种控制电压进行控制，其中云台用220V交流控制电压，镜头采用±12V直流电压。
一、中心分处理机及各微格室控制分机数据信号经过电平转换电路进行电平转换后，送往8031单片机的数据接收口(10脚)，由单片机进行各种处理分类后，由其1、2、3、4脚输出控制镜头的控制电平，5、6、7、8脚输出控制云台的控制电平16脚输出控制遥控信号的控制电平(用于电视机，带有录放功能的录像机)，11，12脚输出的控制遥控为主控中心两台放像机所用(此放像机用于播放教材等)，15脚输出控制A、B两路视频信号的转换。
A遥控信号输出电路(见附图5)从8031(16)来低电平时，9012之板管集电极为高电平，同时从遥控线来的遥控信号经945三极管使两个红外线发光三极管发出遥控红外线，而使电视机或录像机动作。
B、云台控制电压的产生(见附图6)全方位室内万向云台，采用现有的成品设备(如PEH30)，对该设备分析可知，该设备的“上、下、左、右”四种运动方式的控制，是通过其提供的四根控制线，一根公用线，用220伏来控制的，所以只需对其分别提供220伏电即可，见附图6，本实用新型系统采用电源驱动型交流固态继电器(DP2110)进行交流电压控制，它和传统的继电器相比，有使用寿命长，无机械触点，反应速度快等优点，同时消除了电弧干扰。由8031⑤～⑧脚输出的控制电压经过二级反相后，使Q001三极管饱和固态，继电器SSR导通，而使云台(RL)接通220伏，达到对云台的控制。C、二可变镜头控制电压的产生二可变镜头控制电压为±8V～±16VDC，本实用新型系统采用±12VDC进行控制(见附图7)，由8031①～④脚的任意脚输出一高电平经IC3驱动后，Q102或Q103的基极(在同一时刻Q102或Q103基极只有一个是高电平)为高电平，Q102或Q103导通，(如Q102导通，则Q103截止)，Q102集电极为低电平，Q115导通，A点输出+12V控制电压，Q103基极为低电平而截止，Q110基极为高电平，Q110和Q116都处于截止状态，当Q102基极为低电平，Q103基极为高电平时，则Q115截止，Q116导通，A点输出一12V控制电压，二极管D101、D102为保护二极管，使得Q115、Q116在同一时刻只能有一个处于导通状态。D、音频信号处理电路(见附图8)外接拾音器经一级Q301放大后(放大倍数由R305、R306决定)，送到IC6LM386进行功率放大，以便进行长距离传输。E、视频信号处理转换(见附图9)由系统结构原理图可知，各微格室有A、B两路视频信号，但送往主控中心的只是其中一路(A路)，同时，从实践中可知，对此两路视频信号的相换，采用一般的方法就能满足要求，故在本实用新型中采用电继电进行相换。由8031(15)脚来的控制信号加到三极管Q401的基极，使其导通或截止控制继电器J1，而达到A、B两路视频信号相换的目的。D401为2V稳压二极管，主要作用是抗干扰，同时，本系统采用专用视频电缆传输视频信号，且用W-300高频调制器，由电缆的衰减特性及调制器对输入视频信号电平的要求，经计算在本系统一般的应用场所，无需增加视频放大器，这样，使设备减小，系统造价下降，故障率降低，带来了好处。
至此，已对本实用新型作了详尽的描述。
权利要求1.一种微格教学装置，其特征在于由中心电脑(1)，微格室电脑(2)、解释及遥控处理机(3)、中心分处理机(4)、微格室控制分机(5)、电视与录像(6)、电动云台与镜头(7)和话筒(8)组成；中心电脑(1)的串口通过RS-232型网络线接往微格室电脑(2)和解释及遥控处理机(3)的串口；解释及遥控处理机(3)输出串口分别接往中心分处理机(4)和微格室控制分机(5)的串口；中心分处理机(4)的两路输出分别接往电视与录像(6A)和电动云台与镜头(7A)；微格室控制分机(5)的两路输出分别接往电视与录像(6B)和电动云台与镜头(7B)；在中心分处理机(4)和微格室控制分机(5)还设有话筒(8A、8B)输入。
专利摘要本实用新型为一种教学设备,设有中心控制室和若干个微格室,中心控制室设有中心电脑和中心分机处理机,各微格室设有微格电脑和控制分机。中心分处理机和微格室控制分机各接有电视录像控制、电动平台、镜头和话筒。中心电脑、微格室电脑、解释及遥控处理机、中心分处理机和微格室控制分机的串口通过RS－232网络线连接。本实用新型自动化程度高、具有双向视听对话等多种功能。
文档编号G09B5/06GK2297761SQ9720858
公开日1998年11月18日 申请日期1997年1月21日 优先权日1997年1月21日
发明者陈成祖, 张新华, 谈德炎, 彭国祺, 李圣禄, 雷志坚, 王小锦, 何新中, 黎华光 申请人:广州新粤技术发展中心, 广州市师范学校