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基本信息
- 項目名稱：
- 基于類紙屏幕廣播的課件同步分閱系統(tǒng)
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 本系統(tǒng)首先需要在教室內(nèi)搭建一個較好的無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，將發(fā)送端電腦和接收端電子紙閱讀器連接到無線網(wǎng)絡(luò)，發(fā)送端通過發(fā)送程序?qū)PT等課件以圖片的形式經(jīng)過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到接收端，接受端會將圖片顯示并記錄在手持的電子紙閱讀器上，并且可以自由翻閱，這樣學(xué)生可以通過手持終端來清晰地觀看老師的授課內(nèi)容。
- 詳細(xì)介紹：
- 本系統(tǒng)使用兩臺橋接的型號為Dir-618的D-Link路由器搭建一個較好的無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，服務(wù)器主機連接到此無線網(wǎng)絡(luò)，服務(wù)器端打開程序： 1、點擊“啟動PPT”按鈕：PPT程序會打開，再通過PPT程序打開待播放的課件 2、根據(jù)需要設(shè)置反饋方式：包括四種（無反饋，UDP，TCP，TCP和UDP）。UDP：僅通過UDP方式進行反饋；TCP：僅通過TCP方式進行反饋；TCP和UDP：通過先是UDP反饋再進行TCP反饋。 3、設(shè)置廣播參數(shù)。廣播次數(shù)：同一個文件循環(huán)廣播的遍數(shù)；數(shù)據(jù)包大小：將文件按照固定的大小進行切割，得到固定大小的數(shù)據(jù)包；廣播時間間隔：廣播每個包之間的延遲時間，與路由器的緩存有關(guān)；等待時間：客戶端等待一段時間，如果在等待期間，客戶端收到新的數(shù)據(jù)，則計數(shù)器清零，如果計數(shù)達(dá)到設(shè)置的參數(shù)值，則在無反饋模式下認(rèn)為接收結(jié)束，有反饋模式下則準(zhǔn)備進行反饋。 4、設(shè)置對應(yīng)反饋方式的參數(shù)。UDP總時間：UDP反饋使用總時間，反饋端反饋間隔：終端未接收完全時兩次反饋的基時間間隔，隨機數(shù)：客戶端端兩次反饋的基時間間隔加上一個設(shè)置范圍內(nèi)的隨機數(shù)為反饋時間間隔；發(fā)送端處理間隔：服務(wù)器端隔一定間隔收集一次反饋信息，并進行廣播；TCP總時間：TCP反饋使用總時間。 5、根據(jù)需要，通過點擊按鈕或通過快捷鍵“CRTL+WIN+B”進行全屏截圖及發(fā)送或者通過點擊按鈕或通過快捷鍵“CRTL+WIN+A”進行鼠標(biāo)截圖及發(fā)送。 客戶端打開電子書閱讀器進入主界面，然后選擇系統(tǒng)設(shè)置->網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，連接對應(yīng)無線網(wǎng)絡(luò)。進入客戶端程序后，當(dāng)接收服務(wù)器端第一次發(fā)送的數(shù)據(jù)后，在本地根據(jù)其中的信息建立對應(yīng)的文件夾目錄，之后當(dāng)一張圖片接收完全后便會自動刷新屏幕顯示該圖片，用戶可以通過終端上的功能鍵選擇放大、縮小、旋轉(zhuǎn)等操作以方便閱讀。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 設(shè)計、發(fā)明目的：隨著二十一世紀(jì)我國高等教育的飛速發(fā)展，數(shù)字化時代的多媒體技術(shù)改變了板書時代主要依靠教師、通過教材向?qū)W生傳授知識的模式，大多數(shù)教師主要采用PPT電子教案進行教學(xué)，板書成為輔助手段。但是大學(xué)教室較大，很多同學(xué)看不清PPT和黑板，導(dǎo)致他們注意力不集中，跟不上教師的進度，致使課堂效率降低。本作品提出一種改善課堂質(zhì)量的方案，目的在于能夠有效解決廣大學(xué)生在實際課堂學(xué)習(xí)中的信息獲取困難的問題。 基本思路：本作品基于UDP和TCP傳輸協(xié)議，利用Wi-Fi網(wǎng)絡(luò),借助攝像頭拍攝功能和屏幕截取，通過圖像處理、數(shù)據(jù)傳輸和信號反饋，將教師演示的課件及板書內(nèi)容實時傳輸并顯示在學(xué)生手中具有E-ink屏幕的電子閱讀器設(shè)備上，從而實現(xiàn)課件及板書的同步分閱功能。 技術(shù)關(guān)鍵：1.網(wǎng)絡(luò)的搭建2.圖像的壓縮技術(shù)3.網(wǎng)絡(luò)傳輸反饋機制，在本作品實現(xiàn)的過程中，除了以上技術(shù)以外，還有很多需要通過研究克服的關(guān)鍵技術(shù)：嵌入式操作系統(tǒng)技術(shù)；Linux編程技術(shù)；交叉編譯技術(shù)；文字圖像采集技術(shù)；信息交互技術(shù)；服務(wù)器數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)；軟硬件配置程序設(shè)計技術(shù)；類紙顯示技術(shù)； 創(chuàng)新點：1.提高課堂效率，保證學(xué)生能即時手邊觀看課件內(nèi)容，縮短了學(xué)生記筆記的時間2.增強了課堂的互動性。3.將無線屏幕廣播技術(shù)和類紙顯示技術(shù)引入課堂4.減少紙質(zhì)教學(xué)資源的浪費，直接有益于節(jié)能環(huán)保。 主要技術(shù)指標(biāo)：1．Wi-Fi互聯(lián)2．多機通信3. 使用時間4. 主顯示屏5．?dāng)z像頭分辨率 6．?dāng)?shù)據(jù)傳輸接口 7. 使用環(huán)境8. 操作系統(tǒng)
科學(xué)性、先進性
- 同類對比：科學(xué)技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)為課堂問題提供了一些嘗試性的解決方案，其主要借助有線或無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以筆記本電腦、PDA 等電子設(shè)備作為課堂上的學(xué)生終端，以實現(xiàn)促進學(xué)生學(xué)習(xí)的目的。不過這些產(chǎn)品多數(shù)價格昂貴、輻射較強、易引起視覺疲勞，且手機和PDA的屏幕均過小，筆記本電腦攜帶不便，使得學(xué)生使用這一類產(chǎn)品仍有一定弊端。然而采用電子墨水技術(shù)的電子閱讀產(chǎn)品卻具有保護視力、無輻射等優(yōu)點，同時其成本相對低廉許多，卻可以實現(xiàn)課堂上所需的圖片、文字存儲閱讀與簡單互動等基本功能。在這樣一個比較新的領(lǐng)域下做課堂應(yīng)用，是一個新的嘗試。在國內(nèi)外相似命題中，少見類似嘗試。將類紙技術(shù)應(yīng)用到課堂，也高效的利用了它的優(yōu)越性，與此同時，作品綜合屏幕截取、攝像頭圖像處理、UDP協(xié)議廣播技術(shù)的優(yōu)勢改善并提高了課堂教學(xué)質(zhì)量，期望能推進教學(xué)改革。 技術(shù)特點：1、基于類紙屏幕顯示的圖像處理技術(shù) 2、基于反饋機制的的UDP、TCP混合無線傳輸技術(shù)3、可用于課堂教學(xué)、會議等多種場合的的信息同步解決方案4、無輻射、低功耗的環(huán)保健康產(chǎn)品
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 2010年5月，于南開大學(xué)，參加南開大學(xué)“國家大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃”評選，并最終入圍，確定為該計劃實施項目。
作品所處階段
- 實驗室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 可采用現(xiàn)場演示及錄像的形式進行作品展示
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 使用說明：本系統(tǒng)需要預(yù)先搭建無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，服務(wù)器端通過截圖進行圖片發(fā)送?？蛻舳四軌蚪邮盏桨l(fā)送端的數(shù)據(jù)。 技術(shù)特點和優(yōu)勢：避免了有線網(wǎng)絡(luò)教室內(nèi)復(fù)雜的布線，相比于以手機等作為終端的數(shù)字化課堂，該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信號更加穩(wěn)定可靠。 適用范圍及推廣前景：在現(xiàn)在的課堂、會議等中小型會議交流教學(xué)場所均可使用，由于本產(chǎn)品有很強的移動性以及功能擴展性，所以在其他領(lǐng)域也有繼續(xù)開發(fā)的應(yīng)用前景。 市場分析：通過SWOT市場分析，認(rèn)為市場發(fā)展戰(zhàn)略應(yīng)采用進攻型戰(zhàn)略。初期戰(zhàn)略：可以通過與高等院校合作建立試驗點切入市場。一旦得到高等教育界認(rèn)可，即可全國覆蓋經(jīng)營。中期戰(zhàn)略：在已有的市場基礎(chǔ)上，建立品牌效應(yīng)與鏈接，并保持技術(shù)先進。長期戰(zhàn)略：增大研發(fā)投入，保證品牌鏈中產(chǎn)品的技術(shù)領(lǐng)先權(quán)。 經(jīng)濟效益預(yù)測：1. 當(dāng)前絕大多數(shù)教室中均配置了臺式電腦以輔助教師教學(xué)。2. 客戶端采用電子書閱讀器，有兩種推廣方式。一種是采用租賃的方式，二是采取學(xué)生集中購買的方式。3.無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的布置需要考慮教室的實際情況。
同類課題研究水平概述
- 隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和普及，網(wǎng)絡(luò)教室在高校教育領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。一個網(wǎng)絡(luò)教室系統(tǒng)通常包括服務(wù)器程序和客戶端程序兩部分，其中服務(wù)器端主要負(fù)責(zé)進行客戶端監(jiān)控、用戶管理、信息發(fā)送等工作，而客戶端則實現(xiàn)公開發(fā)言、私下討論、電子舉手等功能。隨著科技的發(fā)展，客戶端的選擇日趨多元化。 PC： 現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)教室普遍采用基于PC的有線網(wǎng)絡(luò)。實達(dá)公司于2000年推出了他們的產(chǎn)品“實達(dá)進取2000多媒體教室”，實現(xiàn)了學(xué)生與教師的同步和互動等功能。然而，雖然這種以PC作為終端的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式可以豐富教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。但是這種方式不能滿足便攜移動的需求，而且由于耗電量大、輻射產(chǎn)熱多、硬件要求嚴(yán)格等缺點，推廣性不是很強。 筆記本電腦和UMD： 戴爾、因特爾等公司近年來提出的數(shù)字化課堂方案都是以筆記本電腦作為學(xué)生使用的終端設(shè)備，同時提供網(wǎng)絡(luò)方案、教學(xué)管理軟件等。2006年日本PBJ公司曾在日本京都立命館小學(xué)推行UMD教學(xué)試驗。雖然以筆記本電腦、UMD（超移動設(shè)備）等高端電子設(shè)備作為終端設(shè)備具有便攜性好、功能全面和學(xué)生使用方便等特點，但是成本問題限制了此類產(chǎn)品的推廣應(yīng)用。如威盛平臺UMD的價格達(dá)到了近7000元，而Intel公司于2010年推出的支持一對一數(shù)字化學(xué)習(xí)理念的學(xué)習(xí)型筆記本電腦價格在4000元左右，相比之下，本系統(tǒng)采用的電子書價格僅在1000元左右。 電子書： 津科、漢王等電紙書閱讀器生產(chǎn)廠商近年來均提出了將電紙書引入課堂的方案，為此津科公司進行了基于類紙電子閱讀器的多重?zé)o線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用研究，使電紙書閱讀器以3G和Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)作為實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用功能的平臺。同時，津科公司還專門開發(fā)了“翰林電子書包”教學(xué)系統(tǒng)，并于2003年在南開中學(xué)進行了三個班的試驗。每名學(xué)生都有一臺電紙書閱讀器作為終端，學(xué)生所有的課本、參考資料、課堂筆記、作業(yè)、試卷、工具書等都可以從教室服務(wù)器下載到電子書里，方便攜帶，輕松閱讀。然而電紙書閱讀器雖然已經(jīng)擁有了網(wǎng)絡(luò)瀏覽器、網(wǎng)上書店、教學(xué)存儲設(shè)備等功能，但是以它作為數(shù)據(jù)接收端實現(xiàn)圖像實時廣播之前卻是空白。
