[发明专利]一种便携式音视频实训教学辅助系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种便携式音视频实训教学辅助系统及其控制方法，包含主从控制模块、音视频采集模块、电池充电及电源管理模块、WiFi通信模块等。本发明可实现实训教学过程中，同时在教师PC机端和多个学生移动终端设备中进行高清直播和录制。

技术领域

本发明涉及一种便携式音视频实训教学辅助系统及其控制方法。

背景技术

在传统的实训教学中，如果不借助音视频教学辅助设备，教师的实操讲解和演示过程往往只有前排少数同学能听清和看见，中后排的同学只能是“雾里看花”。即便是前排的同学，观摩时视角与教师不一致，有时候也会存在偏差。当前的多媒体教室和录播室，主要针对理论和讲述类的课程要求设计，直播设备均有固定安装位置，无法根据实训教学需要切换到最佳观察视角。

现有的音视频系统传输数据量巨大，导致网络带宽资源不足，并有音视频文件的海量存储，成本高，不易普及，携带及操作不方便等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种便携式音视频实训教学辅助系统及其控制方法，可实现实训教学过程中，同时在教师PC机端和多个学生移动终端设备中进行高清直播和录制。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种便携式音视频实训教学辅助系统，包括主控模块、从控模块、音视频采集模块、WiFi通信模块、电池充电及电源管理模块和人机界面；

主控模块包括主控制器及外围电路，主控制器通过I2C接口及MIPI接口分别与音视频采集模块传输控制信号和音视频原始数据，并将音视频原始数据进行编码，随后将音视频流媒体数据提供给嵌入式多媒体卡接口进行本地存储，同时转发给安全数字输入输出卡接口，将数据送往WiFi通信模块；

从控模块包括从控制器及外围电路，它主要实现人机界面控制及系统工作状态切换功能；

音视频采集模块包括音频拾取信号调理电路、摄像头及驱动模块，所述音视频采集模块主要实现音视频数据的采集与初步处理并将其发送给所述主控模块；

WiFi通信模块包括通信模组及天线， WiFi通信模块负责将所述主控模块提供的音视频流媒体数据转换成无线信号发送出去；

电池充电及电源管理模块包括锂电池、电量计量芯片及电源管理单元，电池充电及电源管理模块负责将USB接口和锂电池提供的直流电平转换成系统各部分需要的电平，在充电的过程中负责锂电池的充电管理；

人机界面包括多个按键和指示灯，实现简单的人机交互功能。

本发明的进一步改进在于：主控制器中的芯片设有多个外设接口，外设接口为移动工业处理器接口、I2C接口、SPI接口、UART接口、SDIO接口、USB接口、以太网接口；移动工业处理器接口连接摄像头的传感器模组；两个SDIO接口分别连接所述WiFi通信模块和嵌入式多媒体卡接口；两个I2C接口有两种工作电平，一种为1.8V电平，用于控制摄像头的传感器模组；另一种为3.3V 电平，用于与电池充电及电源管理模块通信。

本发明的进一步改进在于：电池充电及电源管理模块采用电源管理单元芯片的型号为ACT8946A，电源管理单元内置3路DC-DC降压斩波变换器和4路低压差线性稳压器，并内置锂电池充电管理电路。

本发明的进一步改进在于：该系统的软件部分分为上位机软件和下位机软件；上位机软件包括PC端的应用程序以及移动设备上的APP应用程序，其主要功能为系统工作状态的远程控制、教学过程在线直播、录制及回放的功能；下位机软件包括主控制器控制程序和从控制器的控制程序，该系统的工作状态由从控模块根据开关机/模式键及上位机的相应指令将系统置于不同的工作状态，初始状态时，因为系统网络参数尚未配置或失电丢失，因此只能用本机按键开机并正确配置网络参数后方可用上位机指令进行远程控制。