專利名稱：一種顯微鏡網(wǎng)絡(luò)教學(xué)互動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種教學(xué)用顯微鏡集成系統(tǒng)，具體是指一種顯微鏡網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系 統(tǒng)。
背景技術(shù)：
為了滿足現(xiàn)代生物技術(shù)及醫(yī)療教學(xué)中老師與學(xué)生互動(dòng)教學(xué)的需要。近年來(lái)，以采 用多媒體視頻技術(shù)的顯微鏡集成互動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生?，F(xiàn)有的教學(xué)用顯微鏡互動(dòng)系統(tǒng)以一臺(tái) 數(shù)碼顯微鏡加一臺(tái)計(jì)算機(jī)的形式作為學(xué)生端，顯微鏡只負(fù)責(zé)圖像信號(hào)的采集功能，而對(duì)圖 像的預(yù)覽壓縮、分析處理、編碼傳輸均依賴計(jì)算機(jī)完成。計(jì)算機(jī)作用突出，在整個(gè)系統(tǒng)中所 占比重極大。每增加一個(gè)學(xué)生端，就必須增加一臺(tái)計(jì)算機(jī)。因此，在系統(tǒng)使用過程中，必須增 加對(duì)計(jì)算機(jī)的維護(hù)；而對(duì)系統(tǒng)的維護(hù)升級(jí)也涉及計(jì)算機(jī)的更新?lián)Q代，這將直接導(dǎo)致系統(tǒng)的 先期與后續(xù)維護(hù)成本的增加。此外，現(xiàn)有的顯微鏡多媒體數(shù)碼系統(tǒng)大多數(shù)采用傳統(tǒng)有線交 換式網(wǎng)絡(luò)。學(xué)生端以組為單位，每組學(xué)生端端口對(duì)應(yīng)一個(gè)交換機(jī)，數(shù)個(gè)交換機(jī)前后連接形成 一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。交換機(jī)與交換機(jī)之間，各學(xué)生端端口與交換機(jī)之間均以有線電纜連接，形成 一個(gè)復(fù)雜的有線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。因此，在安裝時(shí)必須進(jìn)行浩大的網(wǎng)絡(luò)布線工程，一旦安裝完成， 系統(tǒng)各個(gè)用戶端(教師端與學(xué)生端)使用位置就被永久固定，用戶不能隨意更改，具有很大 的局限性。當(dāng)用戶對(duì)互動(dòng)系統(tǒng)有遷移更換或者擴(kuò)展要求時(shí)，需要重新進(jìn)行工程建設(shè)，消耗大 量的人力物力，資源浪費(fèi)嚴(yán)重。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)提供一種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)顯微鏡 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)互動(dòng)系統(tǒng)，減少系統(tǒng)成本與空間的浪費(fèi)，避免了復(fù)雜繁瑣的布線工程.本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為該顯微鏡網(wǎng)絡(luò)教學(xué)互動(dòng)系 統(tǒng)，包括教師用設(shè)備系統(tǒng)，學(xué)生端顯微鏡系統(tǒng)，其特征在于所述教師用設(shè)備系統(tǒng)包括一臺(tái) 數(shù)碼顯微鏡和一個(gè)圖像工作站，所述數(shù)碼顯微鏡帶有數(shù)碼采集攝像頭；所述圖像工作站為 一臺(tái)能并行解碼多路視頻數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)，所述數(shù)碼顯微鏡的信號(hào)輸出端與所述圖像工作站 相連，所述圖像工作站通過有線的方式與一無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)設(shè)備相連，無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包 括多個(gè)疊加設(shè)置的無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)模塊，其中所述圖像工作站通過有線的方式與無(wú)線Mesh 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中的第一個(gè)無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)模塊相連，所述學(xué)生端顯微鏡系統(tǒng)包括多個(gè)學(xué)生端用 的顯微鏡，每個(gè)學(xué)生端用的顯微鏡采用具有WiFi功能的數(shù)碼顯微鏡，每臺(tái)具有WiFi功能的 數(shù)碼顯微鏡通過無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接方式與所述線Mesh網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中除第一個(gè)無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)模塊 之外的其他無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)模塊相連。所述具有WiFi功能的數(shù)碼顯微鏡包括顯微鏡主體、圖像信息采集單元、圖像信息 處理單元及與該圖像信息處理單元相連的圖像顯示單元，所述圖像信息處理單元包括具有 圖像信號(hào)處理模塊的微處理器和用來(lái)儲(chǔ)存處理后的圖像信號(hào)的存儲(chǔ)器，所述微處理器為裝 載有嵌入式操作系統(tǒng)的微處理器，并且該微處理器還具有圖像實(shí)時(shí)測(cè)量和動(dòng)態(tài)標(biāo)定處理模
3塊，所述微處理器還連接有一采用IEEE802. llb/g協(xié)議的WiFi模塊。所述無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)設(shè)備是一種可疊加式的mesh網(wǎng)絡(luò)設(shè)備模塊，除第一個(gè)無(wú)線 Mesh網(wǎng)絡(luò)模塊需要通過有線電纜與教師用設(shè)備系統(tǒng)的圖像工作站連接外，用戶只需疊加一 個(gè)新的無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)模塊就可以增加新的節(jié)點(diǎn)來(lái)擴(kuò)大無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍和網(wǎng)絡(luò)容量， 而不需要用有線電纜連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于，采用具有WiFi功能的數(shù)碼顯微鏡作為學(xué) 生終端并采用了一種可疊加式的Mesh網(wǎng)絡(luò)設(shè)備模塊，使學(xué)生端完全摒棄了計(jì)算機(jī)設(shè)備，減 少了系統(tǒng)成本與空間的浪費(fèi)，維護(hù)也只涉及單方顯微鏡產(chǎn)商，無(wú)需計(jì)算機(jī)提供商這一第三 方的介入；除教師用設(shè)備系統(tǒng)中圖像工作站與第一臺(tái)無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間需用有線電 纜連接外，其他均以無(wú)線方式進(jìn)行，系統(tǒng)各個(gè)終端的位置不需固定，可隨意搬遷移動(dòng)；系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)增容也簡(jiǎn)易可行，只需疊加一臺(tái)無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，完全避免了復(fù)雜煩瑣的布線工 程。易于安裝和快速部署，大大降低了總擁有成本和安裝時(shí)間。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例中顯微鏡網(wǎng)絡(luò)教學(xué)互動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。如圖1所示，本實(shí)用新型提供的顯微鏡網(wǎng)絡(luò)教學(xué)互動(dòng)系統(tǒng)，包括教師用設(shè)備系統(tǒng) 1、學(xué)生端顯微鏡系統(tǒng)2及無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)設(shè)備3。所述教師用設(shè)備系統(tǒng)1包括一臺(tái)帶高分辨率的數(shù)碼采集攝像頭的數(shù)碼顯微鏡1-1 和一個(gè)圖像工作站1-2，該圖像工作站1-2為一臺(tái)計(jì)算性能較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)1-2，能并行解碼 多路視頻數(shù)據(jù)，該計(jì)算機(jī)以有線方式與無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)設(shè)備3相連；所述無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)設(shè)備3是一可疊加式的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其包括多個(gè)疊加設(shè)置的 無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)模塊，除第一個(gè)無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)模塊需要通過有線電纜與教師用設(shè)備系統(tǒng)的 圖像工作站連接外，其余無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)模塊都可以與一個(gè)或者多個(gè)對(duì)等節(jié)點(diǎn)進(jìn)行直接通 信，用戶只需疊加一個(gè)模塊就可以增加新的節(jié)點(diǎn)來(lái)擴(kuò)大無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍和網(wǎng)絡(luò)容量， 而不需要用有線電纜連接。這是它與有線互動(dòng)系統(tǒng)最大的不同。與所述的學(xué)生端用的顯 微鏡配合使用，安裝工作量大為減少，人們只需按照安裝手冊(cè)安裝相應(yīng)的軟件，操作設(shè)備即 可。無(wú)需專業(yè)的工程人員進(jìn)行大規(guī)模的布線工程與安裝工程。所述學(xué)生端顯微鏡系統(tǒng)2包括多個(gè)學(xué)生端用的顯微鏡2-1、2_2、……2_N，每個(gè)學(xué) 生端用的顯微鏡采用具有WiFi功能的數(shù)碼顯微鏡，每臺(tái)具有WiFi功能的數(shù)碼顯微鏡通過 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接方式與所述無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中除第一個(gè)無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)模塊之外的其他 無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)模塊相連，本實(shí)施例中，所述具有WiFi功能的數(shù)碼顯微鏡包括顯微鏡主體、 圖像信息采集單元、圖像信息處理單元及與該圖像信息處理單元相連的圖像顯示單元，所 述圖像信息處理單元包括具有圖像信號(hào)處理模塊的微處理器和用來(lái)儲(chǔ)存處理后的圖像信 號(hào)的存儲(chǔ)器，所述微處理器為裝載有嵌入式操作系統(tǒng)的微處理器，并且該微處理器還具有 圖像實(shí)時(shí)測(cè)量和動(dòng)態(tài)標(biāo)定處理模塊，可運(yùn)行各種通用嵌入式軟件，擴(kuò)展性強(qiáng)，用戶可依據(jù)個(gè) 體不同需要自行安裝所需軟件程序；所述微處理器還連接有一采用IEEE802. llb/g協(xié)議的WiFi模塊，能支持無(wú)線局域網(wǎng)或者訪問外部Internet，可以支持多臺(tái)顯微鏡間或顯微鏡和 PC間的互相通訊和資源共享，避免煩瑣的布線工程，實(shí)現(xiàn)多臺(tái)顯微鏡無(wú)線聯(lián)網(wǎng)，方便實(shí)現(xiàn)教 學(xué)互動(dòng)功能；所述圖像信息處理單元還包括有一視頻D/A轉(zhuǎn)換器、VGA接口、RCA接口，所述 視頻D/A轉(zhuǎn)換器與所述微處理器相連，所述VGA接口、RCA接口均與所述D/A轉(zhuǎn)換器相連。 所述圖像信息處理單元還包括有至少一種以下接口之一或其組合以太網(wǎng)接口，USB接口、 SD卡接口和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接口。所述圖像信息處理單元還包括有音頻輸入接口和音頻輸出接 口，該音頻輸入接口和音頻輸出接口均與所述微處理器相連。所述圖像信息顯示單元為8. 4 寸觸摸型TFT IXD顯示器，能完整顯示顯微鏡目鏡觀察所得。所述微處理器為具有MPEG-4 的硬件編解碼處理模塊的微處理器，信號(hào)處理能力強(qiáng)大，可實(shí)現(xiàn)標(biāo)本的動(dòng)態(tài)觀察與測(cè)量以 及視頻流的實(shí)時(shí)采集與流暢播放。因此，本實(shí)施例中所述學(xué)生端用的顯微鏡是一種一體化的智能設(shè)備，集合了顯微 鏡功能與計(jì)算機(jī)功能。如圖1所示，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的互動(dòng)功能是這樣實(shí)現(xiàn)的教師用設(shè)備系統(tǒng)1開 機(jī)后可以進(jìn)行高分辨率、高清晰度實(shí)時(shí)圖像的采集、預(yù)覽；視頻參數(shù)調(diào)整，包括曝光值、伽瑪 值、飽和度、紅綠藍(lán)增益；區(qū)域和全局兩種模式的自動(dòng)曝光和自動(dòng)白平衡，靈活、方便、快捷 的還原圖像真實(shí)色彩；捕捉功能，包括靜態(tài)圖像捕捉，間隔捕獲(可預(yù)設(shè)捕捉頻率)，以及動(dòng) 態(tài)錄像(avi)等本機(jī)操作。還可以通過無(wú)線傳輸實(shí)現(xiàn)屏幕教學(xué)，可以廣播多媒體課件，使 教學(xué)更直觀；同步學(xué)生端，使所有的學(xué)生緊跟教師步伐，提高教學(xué)效率；接管學(xué)生端，教師 可遙控學(xué)生機(jī)器，并可與被遙控學(xué)生協(xié)同工作，使教師與學(xué)生的交互更加自然、靈活。接收 學(xué)生端發(fā)送的各類圖像，實(shí)時(shí)顯示，并且可以靜態(tài)或動(dòng)態(tài)保存；向?qū)W生端廣播本地圖象；向 學(xué)生端的顯微鏡發(fā)送切換命令，來(lái)完成單路圖像與多路圖像之間的自由切換；通過遠(yuǎn)程系 統(tǒng)恢復(fù)，恢復(fù)所有學(xué)生端視頻圖像參數(shù)；查看學(xué)生信息；電子指針；監(jiān)控學(xué)生電腦屏幕與攝 像頭之間自由切換；接收學(xué)生提問請(qǐng)求，并作出響應(yīng)；電子點(diǎn)名，實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)在線學(xué)生名單及 人數(shù)，方便教師考勤；并可以遠(yuǎn)程關(guān)閉所有學(xué)生機(jī)遠(yuǎn)程操作。學(xué)生可以通過學(xué)生端用的數(shù) 碼顯微鏡實(shí)現(xiàn)VGA實(shí)時(shí)圖像的采集、預(yù)覽；參數(shù)調(diào)整，包括亮度、對(duì)比度、飽和度、RGB通道調(diào) 節(jié)；自動(dòng)曝光與自動(dòng)白平衡，方便還原圖像的真實(shí)色彩；捕捉功能，包括靜態(tài)圖像捕捉(最 大200萬(wàn))，和動(dòng)態(tài)錄像(mpeg-4編碼，壓縮率高)等本機(jī)操作并可以接受由教師端廣播的 圖像，實(shí)時(shí)顯示；接收教師端發(fā)送的命令，并做出響應(yīng)；接受接管，并能與教師協(xié)同工作；電 子指針，同步教師端的鼠標(biāo)指針，使教學(xué)更生動(dòng)直觀；接受屏幕教學(xué)；電子舉手，學(xué)生有問 題可以呼叫教師，教師收到信息后，可以對(duì)該學(xué)生的呼叫進(jìn)行響應(yīng)，并進(jìn)入通話模式等遠(yuǎn)程 操作。
權(quán)利要求一種顯微鏡網(wǎng)絡(luò)教學(xué)互動(dòng)系統(tǒng)，包括教師用設(shè)備系統(tǒng)，學(xué)生端顯微鏡系統(tǒng)，其特征在于所述教師用設(shè)備系統(tǒng)包括一臺(tái)數(shù)碼顯微鏡和一個(gè)圖像工作站，所述數(shù)碼顯微鏡帶有數(shù)碼采集攝像頭；所述圖像工作站為一臺(tái)能并行解碼多路視頻數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)，所述數(shù)碼顯微鏡的信號(hào)輸出端與所述圖像工作站相連，所述圖像工作站通過有線的方式與一無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)設(shè)備相連，無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括多個(gè)疊加設(shè)置的無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)模塊，其中所述圖像工作站通過有線的方式與無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中的第一個(gè)無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)模塊相連，所述學(xué)生端顯微鏡系統(tǒng)包括多個(gè)學(xué)生端用的顯微鏡，每個(gè)學(xué)生端用的顯微鏡采用具有WiFi功能的數(shù)碼顯微鏡，每臺(tái)具有WiFi功能的數(shù)碼顯微鏡通過無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接方式與所述無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中除第一個(gè)無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)模塊之外的其他無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)模塊相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯微鏡網(wǎng)絡(luò)教學(xué)互動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于所述具有WiFi功能 的數(shù)碼顯微鏡包括顯微鏡主體、圖像信息采集單元、圖像信息處理單元及與該圖像信息處 理單元相連的圖像顯示單元，所述圖像信息處理單元包括具有圖像信號(hào)處理模塊的微處理 器和用來(lái)儲(chǔ)存處理后的圖像信號(hào)的存儲(chǔ)器，所述微處理器為裝載有嵌入式操作系統(tǒng)的微處 理器，并且該微處理器還具有圖像實(shí)時(shí)測(cè)量和動(dòng)態(tài)標(biāo)定處理模塊，所述微處理器還連接有 一采用IEEE802. llb/g協(xié)議的WiFi模塊。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種顯微鏡網(wǎng)絡(luò)教學(xué)互動(dòng)系統(tǒng)，包括教師用設(shè)備系統(tǒng)，學(xué)生端顯微鏡系統(tǒng)，其特征在于教師用設(shè)備系統(tǒng)包括一臺(tái)帶有數(shù)碼采集攝像頭的數(shù)碼顯微鏡和一個(gè)圖像工作站，圖像工作站為一臺(tái)能并行解碼多路視頻數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)，數(shù)碼顯微鏡的信號(hào)輸出端圖像工作站相連，圖像工作站通過有線的方式與一無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中的第一個(gè)無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)模塊相連；學(xué)生端顯微鏡系統(tǒng)包括多個(gè)學(xué)生端用的顯微鏡，每個(gè)學(xué)生端用的顯微鏡采用具有WiFi功能的數(shù)碼顯微鏡，每臺(tái)具有WiFi功能的數(shù)碼顯微鏡通過無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接方式與無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中除第一個(gè)無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)模塊之外的其他無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)模塊相連。與現(xiàn)有技術(shù)相比，實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于避免了復(fù)雜繁瑣的布線工程，易于安裝和快速部署。
文檔編號(hào)G09B5/10GK201741296SQ201020161500
公開日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2010年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月13日
發(fā)明者丁海波, 吳旭, 楊鳴, 王建宏, 章湖, 過森君, 邱元芳 申請(qǐng)人:寧波永新光學(xué)股份有限公司