2 電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
2．1 主控制器電路與實(shí)現(xiàn)
圖2 主控制器電路示意圖

因?yàn)橹骺刂破髋c矩陣切換器安裝在同一個(gè)機(jī)柜內(nèi)，距離很近，所以可以直接通過單片機(jī)的I／O口進(jìn)行控制。為增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力，在單片機(jī)的輸出I／O口加一個(gè)反相器CD4069。
2．2 矩陣切換器電路與實(shí)現(xiàn)
本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的是容量為32路音視頻的監(jiān)控，為簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，及調(diào)試、安裝、升級(jí)等的方便，32路音視頻不在一塊PCB板上處理，而是分成4塊子板，每塊子板處N8路音視頻，實(shí)現(xiàn)8路音視頻通道的8選1輸出功能，即4塊子板組成一個(gè)矩陣切換器，在同一時(shí)間實(shí)現(xiàn)32選4輸出功能。每塊子板的電路圖如圖3所示。

在圖3中，J1…J8為繼電器線圈，用雙刀雙擲繼電器J4078實(shí)現(xiàn)音視頻的同時(shí)切換。J11、J12為跳線插座，該跳線為子板設(shè)置地址，當(dāng)設(shè)置的子板地址與主控制器的子板選擇地址(A0、A1、A2)相同時(shí)，該子板塊的4099處于工作狀態(tài)，這時(shí)，再通過主控制器的通道選擇指令(cmd0、cmd1、cmd2)使J1…J8中任一繼電器完成切換動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)某一路音視頻的同時(shí)選通。
2．3 終端控制器電路與實(shí)現(xiàn)
終端控制器主要實(shí)現(xiàn)兩方面功能，一是根據(jù)主控制器的指令對(duì)一體化攝像頭和云臺(tái)進(jìn)行控制，一是采集當(dāng)前教室的語音信號(hào)并進(jìn)行處理和上傳。
2．3．1 攝像頭和云臺(tái)控制電路與實(shí)現(xiàn)
如圖4所示，通過MAX485接收RS485控制總線的控制指令并根據(jù)指令控制繼電器組動(dòng)作以實(shí)現(xiàn)云臺(tái)電機(jī)的上、下，左、右旋轉(zhuǎn)和光圈電機(jī)的變焦、拉遠(yuǎn)／近、明／暗調(diào)節(jié)。用芯片MC145027完成單片機(jī)指令的解碼，單片機(jī)對(duì)終端控制器的選擇發(fā)送的是地址指令，對(duì)終端控制器的控制發(fā)送的是數(shù)據(jù)指令。只有當(dāng)單片機(jī)發(fā)送的地址指令與MC145027設(shè)置的地址相同時(shí)，MC145027才接收單片機(jī)的數(shù)據(jù)指令，即控制指令。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)終端的可尋址單獨(dú)控制。

2．3．2 語音信號(hào)采集與處理
因?yàn)橐杉淌腋鱾€(gè)位置(一般在20～50m2范圍內(nèi))的語音信號(hào)，使用普通的話筒放大電路顯然達(dá)不到要求。本系統(tǒng)采用對(duì)數(shù)放大電路進(jìn)行語音放大，比較清晰地采集到了50m2范圍內(nèi)各個(gè)位置的語音信號(hào)。設(shè)計(jì)的對(duì)數(shù)放大電路如圖5所示。IC2為運(yùn)算放大器，系統(tǒng)選用LM358實(shí)現(xiàn)二級(jí)運(yùn)算放大。

3 總結(jié)
利用傳感技術(shù)和電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)了大學(xué)英語自主學(xué)習(xí)的有效實(shí)時(shí)監(jiān)控，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路簡(jiǎn)單、成本低廉、方便實(shí)用。對(duì)提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的自覺性，監(jiān)控自主學(xué)習(xí)設(shè)備和軟件平臺(tái)運(yùn)行情況，防止人為破壞造成的不必要損失，提高設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性等起到了非常重要的作用。