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無線教學安卓系統的開發設計
發布時間:2019-11-11

  摘    要: 隨著信息技術的發展和課堂教學改革的深入,多媒體教學技術發揮著越來越重要的作用。多媒體教室或會議室設備整合、功能集成,不但能豐富教師的教學方式,還可提高課堂效率。文中系統主要實現了集PPT播放控制、激光翻頁筆、視頻展臺等功能于一體,通過手機等移動終端進行控制,有著良好的應用效果。

  關鍵詞: Android; 多媒體教學; 幻燈片控制; 激光翻頁筆; 視頻展臺; 移動終端;

  0、 引言

  近年來,隨著計算機技術、網絡技術及移動智能終端的不斷涌現,高校中的教學方式及接入終端設備已經發生了根本性的變化,這些變化不但對教師的教學方式、教學理念提出了挑戰,更對多媒體教學服務人員提出了更高、更新的要求[1,2,3]。

  基于Android的軟件系統已經應用到各個領域。隨著學校教學模式的改革,Android應用與教學領域的結合更加緊密[4,5,6]。目前,大多數學校多媒體教室配備了多媒體講臺、多媒體電腦、投影儀、話筒、音響等設備。教師講課時需攜帶翻頁筆,進行實物展示或演示操作步驟時,還需搭建安裝實物展示儀器[7,8,9]。本文設計一款基于Android的無線教學系統,該系統包括服務器端與客戶端。服務器端安裝在多媒體電腦上。客戶端安裝在基于安卓系統的手機等移動終端,集PPT播放控制、激光翻頁筆、視頻展臺等功能于一體,攜帶方便,操作簡便。特別地,播放PPT時,客戶端可顯示PPT播放頁對應的備注信息,對教師備課、講課有很大幫助。

  1 、系統設計

  1.1、 系統功能簡介

  (1)PPT播放功能

  該功能實現了移動終端控制多媒體電腦PPT播放控制,可進行放映、結束放映、翻頁操作。打開激光筆功能后,多媒體電腦屏幕會出現綠色激光點,可通過手指在觸摸區滑動控制激光點的移動。點擊“獲取備注”按鈕后,在觸摸區會顯示PPT當前播放頁的備注信息。文獻[10]只實現了PPT播放控制和“激光筆”功能,不能顯示PPT備注信息。

  (2)視頻展臺功能

  該功能不僅可以把各種幻燈片、模型、膠片、文稿以及其他實物通過視頻攝像頭清晰、逼真地顯示在投影屏幕上,還可將教師實際動手操作過程實時、流暢地顯示到屏幕上。服務器端可進行拍照保存,以便查看。
 

無線教學安卓系統的開發設計
 

  1.2、 總體設計

  該系統由客戶端與服務器端組成。客戶端基于Android語言開發,安裝在基于安卓系統的移動終端,主要實現PPT播放控制、PPT備注顯示、激光筆、視頻展臺功能。服務器端基于Java語言開發,安裝運行在多媒體電腦上,主要根據客戶端的命令執行操作。客戶端和服務器端通過無線WiFi進行通信,客戶端有掃碼、手動輸入IP兩種登錄方式,發送Socket至服務器端,服務器端新建線程接收消息,根據消息類型和內容形成具體事件,達到控制電腦或實現視頻展臺功能的目的。系統流程如圖1所示。

  圖1 系統流程
圖1 系統流程

  1.3 、詳細設計

  服務器端PPT播放控制模塊由PPTPlayServer實現,通過ServerThread新建線程接收處理客戶端消息。客戶端消息類型有兩個字段,中間用“:”隔開,第一個字段為事件類型,第二個字段為事件值。例如,“pen”為激光筆事件,該事件有“open”和“close”兩個值,分別對應激光筆打開和關閉操作。

  視頻展臺功能服務器端由VideoPlayServer類實現,通過線程接收客戶端發出的圖片數據流,在新建的ImageFrame不斷刷新顯示,服務器端通過投影將動態畫面顯示在投影屏幕上。

  客戶端由登錄模塊、PPT播放模塊、視頻展臺模塊三大部分組成。

  登錄模塊分為掃碼登錄和手動輸入IP地址兩種方式,分別由QRLoginActivity類和IPLoginActivity類實現,二維碼由CreateQRCode函數生成。掃碼登錄更加方便快捷,無需手動輸入IP地址,由onActivityResult函數實現解碼,并與服務器建立聯系。

  PPT播放模塊由PlayActivity類實現,放映、翻頁功能命令發送至服務器,形成鍵盤事件。消息發送由UdpSendThread類完成。獲取PPT備注功能基于poi.hslf架包開發,客戶端發送“comment”命令,服務器端通過新建SlideShow對象完成PPT備注信息獲取工作,最后返回至客戶端。

  視頻展臺模塊由SurfaceHolder類的addCallback方法自動調用攝像頭進行拍照,并進行自動對焦,最后通過Camera.PreviewCallback接口的對象將照片打包實時發送至服務器端進行顯示。

  2、 系統測試與特點

  2.1、 系統測試

  啟動服務器端,進入服務器端主界面,系統顯示本機IP地址,登錄二維碼。點擊“開始控制”按鈕,服務器端開始工作。如需播放PPT,點擊“選擇文件”按鈕,選擇打開要播放的PPT文件。服務器端主界面如圖2所示。

  圖2 服務器端主界面
圖2 服務器端主界面

  打開手機上的客戶端,進入客戶端主界面,用戶可選擇掃碼登錄或手動輸入IP地址登錄。例如,選擇掃碼登錄,點擊“掃二維碼登錄”按鈕,進入掃碼登錄界面,點擊“掃描登錄”按鈕,將掃描框對準服務器端二維碼進行掃描,掃描成功后自動進入客戶端菜單界面;選擇手動輸入IP地址方式登錄,點擊“輸IP地址登錄”按鈕,進入手動輸入IP登錄界面,將服務器端顯示的IP地址輸入“電腦IP:”欄內,端口號默認為8888,點擊“連接電腦”按鈕,系統進入客戶端菜單界面。客戶端主界面如圖3所示。

  圖3 客戶端主界面
圖3 客戶端主界面

  在功能菜單界面,點擊“播放PPT”按鈕,進入PPT播放控制界面。該界面最上端有四個按鈕,分別為“從頭開始放映”“當前頁開始放映”“結束放映”“返回”。中間區域為觸摸區和備注信息顯示區,類似鼠標控制界面的觸摸區,手指活動時,電腦鼠標會移動。下面兩側的兩個按鈕為PPT翻頁按鈕,點擊“上一頁”,電腦PPT跳轉至上一頁,點擊“下一頁”,電腦PPT切換至下一頁,手指在觸摸區單擊也可實現切換下一頁功能。PPT播放控制界面如圖4所示。

  圖4 PPT播放控制界面
圖4 PPT播放控制界面

  中間為“激光燈”和“獲取備注”按鈕。當需要使用激光筆功能時,點擊“激光燈”按鈕,電腦屏幕出現激光效果點,激光點會隨著手指的滑動進行移動;當不需激光時,再次點擊“激光燈”按鈕,激光效果消失。播放PPT時,操控者有時需要看一下備注信息,但又不方便結束放映查看,此時需點擊“獲取備注”按鈕,客戶端從服務器端獲取了播放PPT的備注信息,按鈕變為“顯示備注”,再次點擊該按鈕后,當前頁PPT的備注信息就顯示在客戶端中間區域,該功能操作簡單,實用性強。激光筆效果如圖5所示,顯示PPT備注如圖6所示。

  圖5 激光筆效果圖
圖5 激光筆效果圖

  圖6 顯示PPT備注
圖6 顯示PPT備注

  在客戶端功能菜單界面點擊“視頻展臺”按鈕,進入視頻展臺界面。該界面上半部分是攝像頭預覽區,下半部分有五個功能按鍵,點擊“聚焦”按鈕可進行手動聚焦,左轉和右轉90°按鈕實現攝像頭轉動功能,重置按鈕實現轉動角度恢復初始功能,返回按鈕實現退出返回功能。在服務器端點擊“視頻展臺”按鈕,服務器端彈出視頻展示窗口,該窗口下方有“拍照”按鈕,可進行拍照,并將照片保存到服務器端指定位置。客戶端視頻展臺界面如圖7所示,服務器端視頻展臺展示窗口如圖8所示。

  圖7 客戶端視頻展臺界面
圖7 客戶端視頻展臺界面

  2.2、 系統特點

  本文系統將現有多媒體設備進行了功能集成,攜帶方便,操作簡單,經濟實惠,應用前景良好。PPT備注顯示功能對教師備課、講課有很大幫助。視頻展臺功能降低了投影教學的難度,減輕了教師的勞動強度。教師可將文稿、圖片等當場演示,通過手機的轉動,即可簡單地演示拍攝平臺上的實物,又可不受演示臺的限制,拍攝并現場直播或放大一些不宜觀察的實驗現象和實驗過程。該系統為多種教學軟件的組合運用提供了方便,可靈活演示實物、實驗、文稿、圖片、幻燈片等。系統編程語言為Android,Java,運行環境為支持Android系統的手機或平板電腦。

  圖8 服務器端視頻展臺展示窗口
圖8 服務器端視頻展臺展示窗口

  3、 結語

  本文提出了一款基于Android的無線教學系統的總體結構與設計,以及實現的主要技術,并將其應用到教學實踐中。測試結果表明,該系統運行穩定,操作簡便,提高了教師與學生的互動性。

  參考文獻

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