基于移動(dòng)終端的高校多媒體教室管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

錢真坤

摘要：高校多媒體教室及相關(guān)設(shè)備的管理牽涉到多個(gè)部門，其管理的科學(xué)化、規(guī)范化，是高校信息化建設(shè)的過程中需要解決的問題。隨著信息化建設(shè)的核心向“移動(dòng)計(jì)算”發(fā)展，移動(dòng)化的工作和學(xué)習(xí)環(huán)境在高校師生和管理人員也處于重要的地位，如通過移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行控制，查閱相關(guān)信息等等。該文以移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)為技術(shù)背景，以科學(xué)化、系統(tǒng)化管理多媒體教室為愿景，依托四川文理學(xué)院的實(shí)際需求，提出了一個(gè)用于管理多媒體教室的信息化系統(tǒng)方案。

關(guān)鍵詞：移動(dòng)終端；多媒體教室管理系統(tǒng)；Android；推送技術(shù)

中圖分類號(hào)：TP37 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）18-0083-03

The Design and Implementation of College Multimedia Classroom Management System Based on Mobile Devices

QIAN Zhen-kun

（ Sichuan University of Art and Science，Dazhou 635000，China）

Abstract： The management of College multimedia classroom management and related equipment in most part of involves many departments， Scientific management， standardization is the process of information construction in colleges and universities need to be addressed. With the core of information technology to "mobile computing" development， mobile working and learning environment for teachers and students in colleges and universities and management personnel at an important position， such as mobile Internet related control equipment， access to relevant information and so on. This article takes the mobile Internet technology background， scientific and systematic management of multimedia classrooms for the vision， based on the actual needs of Sichuan University of Arts and Science， presented a program management information system for multimedia classroom.

Key words： mobile devices；MCMS；Android；push

隨著現(xiàn)代教育技術(shù)在課堂教學(xué)中的普及，在高等院校中每年都對(duì)多媒體教室投入大量的建設(shè)資金。以四川文理學(xué)院為例，多媒體教室管理與維護(hù)由學(xué)校的信息化建設(shè)與服務(wù)中心維護(hù)與管理，教室的使用分配由教務(wù)處負(fù)責(zé)。學(xué)校的學(xué)術(shù)報(bào)告廳，由使用部門申請(qǐng)，信息化建設(shè)與服務(wù)中心審批。對(duì)于所有的教室管理沒有集中控制，比如設(shè)備的故障處理還是處于人工管理的方式，一旦出現(xiàn)故障，只有給管理人員打電話，相關(guān)管理人員再現(xiàn)場(chǎng)處理。這種處理方式簡(jiǎn)單，但是并不一定是科學(xué)的管理方式。而且其故障一般由維修人員現(xiàn)場(chǎng)處理，其故障報(bào)修信息和處理情況的資料沒有歸類和收集，無法對(duì)設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行科學(xué)的統(tǒng)計(jì)。筆者通過多年來的管理經(jīng)驗(yàn)，并和一線教學(xué)老師的溝通，了解到有必要對(duì)多媒體教室的管理有所改變。特別是現(xiàn)在移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)的發(fā)展，希望可以通過手機(jī)終端來管理相關(guān)的信息。以此背景下，設(shè)計(jì)了適用于高校環(huán)境下的多媒體教室管理系統(tǒng)方案。此方案基于現(xiàn)有多媒體教室的管理系統(tǒng)，通過集中管理，并且可以方便地通過移動(dòng)終端進(jìn)行管理。其研究意義，一是梳理多媒體教室管理相關(guān)的信息化系統(tǒng)，為本校構(gòu)建多媒體教室管理系統(tǒng)提供決策依據(jù)；二是系統(tǒng)原型的設(shè)計(jì)，尤其是基于移動(dòng)終端的客戶端設(shè)計(jì)，該嘗試具有一定的前瞻性，對(duì)于相關(guān)領(lǐng)域的系統(tǒng)架構(gòu)能起到拋磚引玉的作用。

對(duì)于系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，本文將采用面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)方法進(jìn)行系統(tǒng)化分析與設(shè)計(jì)得到需求反應(yīng)，通過UML構(gòu)架到多媒體教室管理系統(tǒng)中。

1 系統(tǒng)的需求分析

本系統(tǒng)是在現(xiàn)有學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)嵌入式中控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，結(jié)合移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)，并且以四川文理學(xué)院多媒體教室的管理現(xiàn)狀?？偨Y(jié)出面向群體為管理者和全校師生用戶兩大群體。

1.1管理人員，提供設(shè)備信息和遠(yuǎn)程監(jiān)控功能

以四川文理學(xué)院為例現(xiàn)在主要使用的中控系統(tǒng)為北京中慶現(xiàn)代技術(shù)有限公司的網(wǎng)絡(luò)嵌入式中控，其設(shè)備為基于ARM9嵌入式的Linux系統(tǒng)。設(shè)備本身提供了信息交互功能，能提供系統(tǒng)的設(shè)備現(xiàn)狀信息，并且提供了套接字通信接口，用套接字中的相關(guān)函數(shù)來完成通信過程?？刂浦锌氐姆?wù)器通過C＼S結(jié)構(gòu)接入中控設(shè)備。但是不能通過比如WEB端、移動(dòng)終端進(jìn)行管理，如果管理人員沒在控制服務(wù)器旁則無法進(jìn)行管理。因此需要解決的問題是，如何把中控的管理模式從C/S模式，變?yōu)锽/S模式，并且在移動(dòng)端實(shí)現(xiàn)相關(guān)的功能。

1.2為全校師生提供多媒體教室管理信息

多媒體教室的信息管理包括了：教室使用預(yù)約，教室狀態(tài)查詢，設(shè)備故障報(bào)修，通知信息查看和多媒體教室規(guī)章制度等功能，但我?，F(xiàn)在是只為學(xué)術(shù)報(bào)告廳提供了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)預(yù)約系統(tǒng)。對(duì)于其他多媒體教室的管理，比如老師需要臨時(shí)調(diào)課只能聯(lián)系管理員，并查閱教室課表。而設(shè)備信息，只能管理員自己掌握，教務(wù)處排課的時(shí)候并不知道設(shè)備情況。該功能需要解決的問題是建立一個(gè)信息發(fā)布系統(tǒng)，且該系統(tǒng)和設(shè)備客戶端之間的通信是實(shí)時(shí)推送的。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)基于移動(dòng)終端的多媒體教室管理系統(tǒng)，其原理是通過網(wǎng)絡(luò)嵌入式中控將指令通過網(wǎng)絡(luò)套接字和服務(wù)器端進(jìn)行通信，所以我們需要一個(gè)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)服務(wù)器和中控之間通信的方法。

圖1 系統(tǒng)構(gòu)架圖

根據(jù)上圖可知，本系統(tǒng)由服務(wù)端，移動(dòng)客戶端和服務(wù)器插件組成，由于中控設(shè)備由企業(yè)開發(fā)，無法得到其源碼，但是可以中控生產(chǎn)企業(yè)得到其通信的網(wǎng)絡(luò)套接字接口，一般情況都會(huì)提供。所以我們只要開發(fā)服務(wù)端管理系統(tǒng)和移動(dòng)客戶端即可。

2.1 服務(wù)器端設(shè)計(jì)

服務(wù)器端是屬于一個(gè)后臺(tái)運(yùn)行的系統(tǒng)，也是整個(gè)方案的核心體系，其功能是收集數(shù)據(jù)來源，并且轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)信息，其需要實(shí)現(xiàn)的功能模塊如下

1）系統(tǒng)管理功能。該模塊主要給相關(guān)用戶提供相應(yīng)的功能，分為教室狀態(tài)信息管理，故障報(bào)修情況管理，教室申請(qǐng)模塊，通知類模塊，失物招領(lǐng)模塊。

2）移動(dòng)端數(shù)據(jù)接口功能，根據(jù)移動(dòng)端的需求設(shè)計(jì)，詳細(xì)分析需求在第三節(jié)“移動(dòng)端系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)”。

2.2客戶端功能

1）普通用戶界面，也就是師生用戶界面，該界面所有用戶可見，功能模塊如下：故障信息、教室租借信息、故障報(bào)修模塊、通知信息模塊、多媒體教室管理制度、失物招領(lǐng)信息

2）后臺(tái)管理功能，此功能主要面向管理員用戶，普通師生用戶不可見，其功能模塊如下：故障信息管理、教室租借信息管理、通知信息管理、對(duì)于可控設(shè)備的遠(yuǎn)程控制管理。

2.3遠(yuǎn)程控制模塊

服務(wù)器模塊可分為后臺(tái)管理模塊和移動(dòng)端數(shù)據(jù)接口模塊。后臺(tái)管理模塊為信息管理功能，其實(shí)現(xiàn)方法邏輯比較簡(jiǎn)單，且網(wǎng)上有很多開源管理系統(tǒng)，所以在本部分主要討論如何實(shí)現(xiàn)其遠(yuǎn)程控制接口。

對(duì)于遠(yuǎn)程控制模塊，在服務(wù)端只是一個(gè)中轉(zhuǎn)功能，把從客戶端發(fā)過來的控制指令轉(zhuǎn)發(fā)到中控系統(tǒng)中，在由中控作相關(guān)處理，在中控系統(tǒng)中，已經(jīng)定義了網(wǎng)絡(luò)套接字指令與中控系統(tǒng)控制指令轉(zhuǎn)換協(xié)議。其指令庫可以歸納為三種指令，分別是開（open）、關(guān)（close）、調(diào)試（adjust）.

其相關(guān)代碼如下：

{ “commandlist”：[

{ “building”：老區(qū)一教樓，

“roomid”： “204”，

“deviceid”：”zk20101201”，

“devicetype”：”中控設(shè)備”，

“command”：”O(jiān)PEN” }

{ “building”：老區(qū)一教樓，

“roomid”： “204”，

“deviceid”：”jsj201500232”，

“devicetype”：”計(jì)算機(jī)”，

“command”：”O(jiān)PEN”

}……]

“token”：”********” }//客戶認(rèn)證信息

對(duì)于移動(dòng)模塊設(shè)計(jì)，其功能主要是如何實(shí)現(xiàn)怎樣和后臺(tái)管理系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)接，從軟件操作的角度來看，可以把系統(tǒng)使用者分為兩大類，一類是面向廣大的師生用戶，比如故障信息，租借信息和失物招領(lǐng)屬于信息瀏覽，該模塊比較簡(jiǎn)單。對(duì)于師生用戶有故障報(bào)修模塊，可以用get方法與服務(wù)端進(jìn)行交互。對(duì)于管理員用戶，需要進(jìn)行系統(tǒng)登錄，系統(tǒng)登錄，注銷在移動(dòng)端開發(fā)屬于系統(tǒng)設(shè)置模塊。管理員用戶登錄以后的操作屬于業(yè)務(wù)操作類，比如故障信息的維護(hù)，通知信息發(fā)布及遠(yuǎn)程控制。

3 移動(dòng)端系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

由于現(xiàn)在android系統(tǒng)的普及，所以本系統(tǒng)在移動(dòng)客戶端采用android平臺(tái)，其重點(diǎn)在于如何實(shí)現(xiàn)服務(wù)器端向客戶端主動(dòng)推升數(shù)據(jù)，此功能主要依賴消息推送機(jī)制，采用面向?qū)ο箝_發(fā)方法，使用JSP、Hibernate3.X、spring框架進(jìn)行服務(wù)端的開發(fā)。

1）android平臺(tái)客戶端，從服務(wù)器端到客戶端，其技術(shù)主要是通過android np 框架。該框架的特性是開源，簡(jiǎn)單易用，該框架在結(jié)構(gòu)上使用的是一種及時(shí)消息傳遞協(xié)議（XMMPP協(xié)議），有很強(qiáng)的可擴(kuò)展性，使用起來比較靈活。其客戶端的框架采用了ASMACK框架，該框架是有基于SMACK框架移植到android系統(tǒng)中，稱為ASMACK。所以本系統(tǒng)的客戶端與服務(wù)的連接是采用xmpp協(xié)議的套接字連接。

2）服務(wù)端的配置采用JAVA+HEBERNATE+SPRING框架整合，其具體方法簡(jiǎn)單，不再討論。本文討論的是ANDRIOD NP框架整合，底層通信采用的open fire開源項(xiàng)目。及時(shí)通信功能的端口為5222，其通信方式是通過xmpp的connection類實(shí)現(xiàn)的。其客戶端與服務(wù)器建立長(zhǎng)期連接后，即可以實(shí)現(xiàn)消息的傳遞，其傳遞方式為XML。

ANDRIOD NP主要有四層架構(gòu)，最上層是應(yīng)用層接口（有四個(gè)如用于管理發(fā)布通知的Notification Manager、管理用戶狀態(tài)的PresenceManager、管理用戶登錄的AUthManager、管理客戶端與服務(wù)端長(zhǎng)連接的SessionManager其次是服務(wù)回調(diào)層接口，這些回調(diào)接口都是嵌入在框架中的；其次是SPRING、MINA、與JETTY其中用于WEB實(shí)現(xiàn)，MINA是JAVA為高并發(fā)訪問服務(wù)端而開發(fā)的開源框架，JETTY是開源輕量級(jí)服務(wù)器，所以要把JETTY相關(guān)代碼去除整合到Tomcat服務(wù)器中。此處只要服務(wù)端配置好以后就可以找一部手機(jī)測(cè)試是否成功，因?yàn)榇丝蚣芑旧弦呀?jīng)開發(fā)一個(gè)客戶端。

4 結(jié)論

本文以四川文理學(xué)院多媒體教室管理環(huán)境為基礎(chǔ)，以筆者多年來管理多媒體教室的經(jīng)驗(yàn)。從軟件本身的需求分析到設(shè)計(jì)，給出了設(shè)計(jì)方案和開發(fā)流程，并且對(duì)部分功能的實(shí)現(xiàn)給出了方法。其作用為高校多媒體教室的移動(dòng)互聯(lián)化管理給出了理論參考，對(duì)高校的信息化建設(shè)的其他部分可以提供借鑒。本系統(tǒng)特點(diǎn)是以用戶為中心，以用戶的需求進(jìn)行設(shè)計(jì)，就技術(shù)實(shí)現(xiàn)層面來說本研究采用面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計(jì)技術(shù)，采用UML進(jìn)行系統(tǒng)建模，過程清晰明了；服務(wù)端選用JSP+SPRING+HIBERANTE組合，移動(dòng)終端選用android智能手機(jī)為例進(jìn)行開發(fā)，技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度??；并且使用的開發(fā)環(huán)境為開源免費(fèi)系統(tǒng)。系統(tǒng)投入比較小。

不足之處在于由于移動(dòng)終端只是選擇了安卓手機(jī)系統(tǒng)，對(duì)于其他移動(dòng)終端沒有作更多考究，導(dǎo)致用戶使用群體的局限性。

后續(xù)需要完成的工作有整體功能上的升級(jí)：與案例高?，F(xiàn)有的多媒體教室中控系統(tǒng)進(jìn)行整合，實(shí)現(xiàn)多媒體教室的移動(dòng)遠(yuǎn)程調(diào)控。與學(xué)校的排課系統(tǒng)進(jìn)行整合，主要是將課程表與本系統(tǒng)連接，這樣可以即時(shí)向師生推送上課信息。開發(fā)通用的客戶端系統(tǒng)以兼容各類不同的終端。

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