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摘 要：介绍了山东省农民远程教育系统的构建思路,主要从设计原则、系统架构、功能设计、各子系统的功能实现等方面进行了详细介绍,最后对山东省农民远程教育系统的应用前景进行了预测.
关 键 词：视频直播；点播；视频交互；流媒体；远程培训
中图分类号：F303.3文献标识号：A文章编号：1001-4942（2013）07-0019-05
随着通信技术的飞速发展,宽带网络已接入到千家万户,特别是视频编码技术的不断发展以及网络技术的日益成熟,为我们利用农业信息技术开展农村远程教育工作提供了良好的环境条件[1].此外,强大的农业专家队伍和相应的知识储备、农业科技成果,为农村远程教育的开展奠定了坚实的基础.
山东省委、省政府一直非常重视农业信息化工作,1996年成立了以分管省长为组长的省信息化领导小组,先后制定出台了一系列优惠政策和措施支持农业信息服务业的发展,通过实施“山东省万千农民上网致富”工程,扩大了农业信息服务网络在乡镇、涉农企业和行政村的覆盖面.2010年4月,山东省被确定为全国第一个“国家农村农业信息化示范省”试点省份.“十二五”伊始,科技部针对国家农村农业信息化示范省建设,组装了“农村农业信息化关键技术集成与示范”项目,山东省农业科学院承担子项目“农村农业信息技术综合示范”的研究工作.山东省农科院科技信息工程技术研究中心凭借多年来在农业信息化方面的技术积累,经过大量的调研和分析,提出了建立山东省农民远程教育系统的构想,系统将依托山东省农村农业综合信息服务平台,通过基层站点,利用计算机网络通信技术和多媒体技术,以网络为载体,以文本、图片、视频等形式,就农民关心的新技术、新政策,提供农业科技、政策法规等相关知识培训.这一培训形式,将克服地理区域和时间上的限制,使广大农户能够随时通过网络学习农业知识[2],解决生产难题.
1设计原则
为了满足全省农民远程教育的需要,系统的基本设计原则是：交互性、开放性、可扩展性、安全性和易用性等.基于上述原则,对系统的总体要求是：界面友好、操作简便、稳定可靠；具备完善的网络管理功能；具备用户管理功能；便于维护,具有较好的安全性和灵活的扩展能力.
系统应具有统一的业务引擎,整合高度集成的专业化配套设备,内容发布和管理均可远程操作、维护.整个系统将采用模块化设计,能够根据实际需要,分开采购、灵活扩展、平滑升级.系统要符合计算机技术、网络技术和多媒体技术的发展趋势,以网络视频直播和点播为基础,突出网络传输的质量和稳定性.
既可以满足局域网,也可以满足互联网；既能支持主流媒体文件格式的点播,也能支持主流文档格式的点播；既能自成体系、独立应用,也能提供各种接口,轻松融入现有网络服务平台、办公自动化系统以及网站之中,具有良好的延展性和易用性[3].
2系统结构设计
远程教育系统有多样的形态和模型类型,对应有不同的功能和特点[4].设计适合农民的远程教育系统,就要认清农业领域的特点和农民的自身情况,做到量体裁衣.本系统将采用客户机/服务器模式,使客户端具有较好的稳定性和易操作性（见图1）.
3系统功能设计
农民远程教育系统将包括前台展示子系统、农业多媒体数据库系统和后台管理子系统三个功能模块,可实现课件教学、视频直播、视频点播和视频交互等功能.系统建成后,将依托山东省农村农业综合信息服务平台,在平台门户网站“齐鲁三农网”上开辟视频专网,农民可以借助接入互联网的计算机,通过点播功能,访问农业多媒体数据库内的视频、图片、文字等资源.另外,系统还将开设网络直播、视频交互、视频诊断、远程授课等功能窗口,农民可以根据需要选择相应的服务.系统的研建,将为提升服务“三农”水平,加速社会主义新农村建设,搭建起一条直通基层农民的快车道.
3.1前台展示子系统
主要是将在“齐鲁三农网”上开辟农民远程教育专网,所设栏目主要有最新农业政策、农业科技动态、农业科技专题、专家在线、新品种介绍、成果示范、新农村建设、企业在线等.
系统的核心部分是视频应用部分,将基于WindowsMedia/HelixSystem等先进流媒体技术,支持高质量视频,支持大规模并发流的网络直播、录播上传等应用,主要包括音视频信号采集、压缩编码转换、视音频存储、网络直播、节目点播等功能模块.
3.1.1网络直播系统（见图2）系统建成后,可实现实时压缩,编码支持多个标准,以适应不同带宽,而且直播的同时可以录制,并存储到多媒体数据库中,供点播系统使用；为了适应农村复杂的网络环境,网络直播系统还可以依据实际网络情况,智能协商网络传输协议,支持直播流转发,并针对不同网络环境自动进行最低限度缓冲[5],以保证最终用户音视频的连贯与稳定,极大地提高网络利用率.
在直播内容上,将充分利用山东省农科院农业专家团队强大的知识优势,定时邀请专家在演播室现场授课,授课内容提前以节目预告的形式发布,农户可根据需要通过专家在线栏目进行选择收看.
3.1.2视频交互系统用户桌面将可以同时显示八路视频,并可以根据自己的需要随时对所显示的界面进行切换；可根据用户授权进行分组,并拥有不同的权限.在进行交流时,专家界面设有提问状态显示框,农户遇到问题可以提问,在专家允许后可以发言,与专家进行交流.专家讲课的同时,还可实现一对一、一对多的音视频和文件共享、课件展示、屏幕共享、电子白板、远程协助等功能,在最大程度上满足农户的需要.在整个交互过程中可自动处理用户的加入和退出,为用户灵活地参加视频交互提供方便.交互系统同样可以将音视频信息通过系统设备进行实时记录,供资料存档和以后点播使用.系统将可以通过基层站点的客户端,开展远程视频诊断.能够以高清晰度显示内容,帮助专家异地诊断动植物的病虫害等,及时地解决农户遇到的技术难题,指导农业生产.3.1.3节目点播系统（见图3）点播系统的核心由视频点播服务器和点播软件组成,基本功能应包括节目点播、节目广播、实时监控、节目管理以及系统工具等.
系统建成后可同时支持500个并发流用户对音视频节目的点播需求.可支持多种主流媒体文件点播,采用静态页面缓存、内存镜像缓存、数据库连接缓存,支持动态访问与静态访问两种模式；支持用户分组,可对用户组进行节目的点播权限设置；系统将提供详细的用户点播记录,可以记录用户的点播起始时间、流量、时长等；能提供视频下载、视频推荐、公告发布、点播排行榜和关键字搜索等功能；远程用户可在获得授权后上传节目；客户端将采用浏览器形式,支持弹出播放器和IE嵌入式两种点播方式,农户可按需要进行农业节目的点播.
点播栏目主要包括品种介绍、种植技术、养殖技术、动植物保护、农产品加工、农业信息咨询等内容,并可根据需要随时增加新栏目,真正为农村产业结构调整和农民发家致富提供及时可靠的实用技术.
3.2农业多媒体数据库
随着农业的信息化程度不断提高,农业数据也逐步数字化[6].单纯的文字和图片已经不能满足农民的需求,因此,我们将利用山东省农业科学院的专家和技术优势,通过搜集、制作、整合各种农业科技视频资源,依据研究确立的不同多媒体信息处理规范标准,经过录入整理,最终建成山东省农业多媒体数据库.要对数据库进行详细分类,内容将涵盖农林牧渔等多个领域.
采用先进的数据库优化技术,努力提高多媒体数据的访问速度[7],及时将农业信息、农业技术传播到基层服务站、涉农组织、农业协会、科技示范园区以及农户手里,然后通过有效地利用形成智慧,最终服务于“三农”[8].数据库将有专人维护,定时更新,保证视频资料的及时性和有效性,并为视频的点播服务提供充足的素材.流程见图4.
3.3后台管理子系统
完成的后台管理子系统主要包括新闻审核及发布,图片、视频等资料上传,自动更新,资料采集,用户审核管理,数据库管理,下载管理,信息编辑修改等功能（见图5）.系统将采用成熟的网站后台管理软件实现,具有简单易用、功能强大、扩展性好、安全性高、稳定性好的特点.
为保证发布信息的准确性和权威性,对发布的工作流程和权限将进行严格控制；支持多格式视音频节目以及流媒体文件的发布和自动排版；提供强大的检索和统计功能；可以完成视音频信息的采集、整理、分类、审核、发布等功能；具有视音频信息、栏目、频道的添加、修改、删除等功能,也可轻松实现整体结构的设置与修改[9]；支持多用户管理与操作；管理农业多媒体数据库；查看、修改、删除会员及其资料,锁定解锁功能,管理信息反馈,并可给会员发信.
4结束语
山东省农民远程教育系统建成投入运行后,将帮助农户搭建起生动、鲜活的在线网络视频服务,帮助农户轻松听取专家异地授课,不管是在家中还是田间地头都能与专家进行“面对面”地对话交流,以及在线视频诊断和节目点播等,农民足不出户就能学习农业科技知识,解决农业生产中遇到的实际问题,给农民从事农业生产、生活学习带来极大的便利,这必将对农民科技素质和收入水平的提高以及推动社会主义新农村建设起到更大的促进作用.