集存儲和控制于一體的手機教學助手①

劉 濤,張 玲

(湖北理工學院 計算機學院,黃石 435003)

集存儲和控制于一體的手機教學助手①

劉 濤,張 玲

(湖北理工學院 計算機學院,黃石 435003)

針對傳統(tǒng)激光筆和存儲設備分離、容易被遺忘攜帶的和丟失具體情況,設計了該手機教學助手. 以人們必備并隨身攜帶的智能手機為平臺,將手機存儲設備與教學激光筆結合,通過WIFI無線快速方式與電腦進行通信,將教學所用文件從電腦上以簡便快捷的方式拷貝到手機的存儲設備上,并通過WIFI拷貝到教學所用的目標機器上. 可用手機控制教學所用PPT、音視頻播放或進行簡單的文本輸入,實現(xiàn)了存儲設備、激光筆和手機的統(tǒng)一. 該系統(tǒng)直接安裝在用戶的移動終端和PC機上,系統(tǒng)部署對軟硬件要求不高,用戶操作簡單,使用方便,適應當前的發(fā)展形勢.

手機教學助手; WIFI通信; 存儲設備; 手持設備; 安卓

隨著移動互聯(lián)網(wǎng)和移動智能終端的迅速發(fā)展,占有開放源代碼優(yōu)勢的Android作為手持設備操作系統(tǒng)具有非常大的發(fā)展前景[1]. 智能手機作為現(xiàn)代人必備的物品之一,無時無刻不陪伴在人們身旁,它已像穿襪子,戴帽子一樣離不開人們的生活[2]. 多媒體教學諸如演示文稿的播放、教學視頻音頻的播放、簡單文本的編輯等是現(xiàn)代較常用的教學方式[3,4],教學者通常需要先編輯好教學內容,利用存儲設備,一般為U盤,拷貝到教學地點的目標機器上,在講解過程中要借助激光筆讓學生更好的將播放的多媒體文件和講解內容結合.U盤和傳統(tǒng)的激光筆是兩個獨立的物品,教學過程中必須攜帶兩者才能完成教學,而這兩個小物品由于體積小,不是必須品而容易被遺忘和丟失,給教學帶來了不便.

智能手機作為現(xiàn)在人必備的隨身物品之一,極少被人們忘記攜帶,而且手機本身就有存儲功能. 智能手機這些特點使得其非常容易設計成集存儲和控制于一體的手機教學助手筆,將存儲設備與傳統(tǒng)激光筆的功能結合到手機中來,給教師上課提供最大的幫助. 本系統(tǒng)首次將存儲設備、激光筆和手機結合,實現(xiàn)教學文件的WIFI無線快速傳送,并利用手機控制教學所用PPT、教學所用音視頻的播放,可進行簡單文字編輯.該手機教學助手實現(xiàn)了將存儲設備、激光筆和手機統(tǒng)一的目的,解決了存儲設備、傳統(tǒng)激光筆容易被遺忘攜帶的問題.

1 設計方案

該手機教學助手主要包含以下三個功能,第一個功能為PC機與Android手機端大批數(shù)據(jù)的高速互傳;第二個功能為Android手機端控制多媒體文件的播放;第三個功能為Android手機端控制電腦端進行簡單文字編輯.

為了實現(xiàn)實現(xiàn)PC機和Android手機端數(shù)據(jù)的高速傳輸,本項目選擇WIFI[5,6]通信方式,教學者在教學過程中,把教學文件從辦公電腦以高速無線方式拷貝教學文件到手機Android端,到了教學地點后,再從手機通過WIFI方式高速拷貝到教學電腦,這個過程中,沒有wifi公共環(huán)境的話,也可通過WIFI直連方式通信. WIFI具有較高的傳輸率,能滿足本項目數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨? 為實現(xiàn)本系統(tǒng)的第二個功能,即手機端控制電腦端多媒體文件的播放,該功能通過無線控制方式,發(fā)送命令控制并進行解析,通過鼠標和鍵盤方式控制教學文件的播放,從而完成教學活動. 第三個Android手機端控制PPT進行簡單文本編輯通過文字組裝命令解析完成.

2 模塊劃分及實現(xiàn)

該手機教學助手功能模塊劃分示意圖在圖1中給出,該系統(tǒng)主要包括三個大的模塊,分別為手機控制模塊、電腦控制模塊和通信模塊.

2.1 手機控制模塊

手機控制模塊包含五個小的模塊,分別為連接電腦模塊、媒體文件控制模塊、文件傳輸控制模塊、鼠標控制模塊和文字編輯模塊. 連接電腦模塊用于手機端應用程序通過IP和端口連接計算機端應用程序; 媒體文件控制用于手機Android端控制電腦端PPT或其他教學音視頻的播放或停止播放,其中PPT控制還包含基本的播放翻頁回上一頁等操作; 文件傳輸控制用于手機Android端和PC端大批量數(shù)據(jù)的互傳,通過手機端應用程序上傳文件到計算機端,通過手機端應用程序下載到計算機硬盤中; 鼠標控制模塊用于手機端應用程序控制計算機鼠標的移動,左鍵和右鍵的控制;文字編輯模塊用于手機端應用程序中的文字輸出到計算機上的光標指示處.

2.2 電腦控制模塊

電腦控制模塊包含三個小模塊,包括連接登錄模塊,命令解析模塊,和文件傳輸模塊. 連接登錄模塊的實現(xiàn)主要是手機端應用程序通過TCP通信連接到計算機端應用提供的接口上,具體連接過程通過輸入應用端IP和Port進行識別連接,具體處理過程為手機端應用程序通過Socket使用IP和Port連接到計算機端應用程序. 而電腦端通過簡單界面給出所要連接的IP和Port.

2.3 通信模塊的實現(xiàn)

通信模塊示意圖如圖2所示,通信模塊兩端均有依據(jù)命令完成的相關操作,包括連接、教學文件播放、鼠標操作、鍵盤操作、字符輸入操作、文件上傳操作等,通信中,對這些命令進行命令組裝,通過反饋命令完成命令的發(fā)送和接收過程.

通信模塊主要通過傳送接口協(xié)議實現(xiàn)文件互傳和控制,序列化是這個過程的第一部分,將數(shù)據(jù)分解成字節(jié)流,以便存儲在文件中或在網(wǎng)絡上傳輸. 反序列化就是打開字節(jié)流并重構對象. 對象序列化不僅要將基本數(shù)據(jù)類型轉換成字節(jié)表示,有時還要恢復數(shù)據(jù). 恢復數(shù)據(jù)要求有恢復數(shù)據(jù)的對象實例. MSG類實現(xiàn)序列化,MSG類中ID屬性表示不同的消息類型,主要接口規(guī)則在表1中給出.

通信中的文件上傳功能的具體過程為手機端應用程序的“上傳”指令,封裝為一個MSG,發(fā)送到計算機,計算機按指令完成“上傳”的準備; 手機端應用程序將文件按字節(jié)發(fā)送給計算機應用,計算機將文件存放在系統(tǒng)桌面. 傳輸完成后手機端應用程序出現(xiàn)提示信息“上傳完成”,而計算機端的桌面出現(xiàn)上傳文件.

該上傳功能具體定義和實現(xiàn)過程如下: 新建類ContentFragment2; 使用MSG204命令或MSG205命令上傳文件; 使用socket流的寫操作,將文件按字節(jié)發(fā)送給計算機端應用; 發(fā)送MSGEnd命令表示文件上傳結束.

文件下載的功能具體處理過程為手機端應用程序的“下載”指令,封裝為一個 MSG,發(fā)送到計算機,計算機按指令完成“下載”準備; 計算機應用將文件按字節(jié)發(fā)送給手機端應用程序,下載完成將文件存放在手機SDcard/激光筆/目錄中,手機端應用程序對應手機目錄SDcard/激光筆/中有剛下載的文件,而計算機端提示“下載完成”.

該下載模塊具體實現(xiàn)過程如下: 新建類Download-UpLoadControl; receiverFile(String filename),接收安卓(Android)端發(fā)送過來的文件. 具體包括: 讀取Socket流中數(shù)據(jù)、通過數(shù)據(jù)流的寫操作將文件寫到計算機硬盤指定路徑、而這些文件默認情況下會被放在桌面上; openFile(String name),實現(xiàn)文件打開操作. 具體包括組建windows系統(tǒng)CMD控制臺打開文件操作的命令、使用Runtime類執(zhí)行CMD命令等.

圖1 手機教學助手功能模塊示意圖

圖2 通信模塊示意圖

該模塊功能消息類操作過程如下: 新建類Content-Fragment2; 使用MSG201命令請求計算機中的文件路徑中的數(shù)據(jù). 如果請求路徑是一個文件,則計算機以MSG203命令返回; 如果請求的路徑是一個文件夾,則以MSG202返回,并攜帶文件夾中的文件列表; 接到MSG202,將文件下載到本地. 接到 SMG203,顯示接收的文件列表.

鼠標控制電腦的控制操作實現(xiàn)過程為在手機端應用程序上向某一個方向移動,計算機上鼠標做出相應移動,該模塊通過感應手機上滑動的距離和方向進行響應,手機端應用程序的“移動”指令,封裝為一個MSG,發(fā)送到計算機,計算機按指令完成“移動”. 其具體實現(xiàn)過程為: 新建類 MouseControl; 類中 control303()完成鼠標右鍵點擊操作,在接收到手機端發(fā)送過來的右鍵指令,使用 Robot類操作按鍵,按下鼠標鍵BUTTON3_MASK; control302()完成鼠標左鍵點擊操作,在接收到手機端發(fā)送過來的左鍵指令,使用Robot類操作按鍵,按下鼠標鍵BUTTON3_MASK;control301()完成鼠標上下左右移動的操作,在接收到手機端發(fā)送過來的鼠標移動指令,在指令攜帶移動所需的數(shù)據(jù),而鼠標的移動是瞬間的,所以需要對移動進行平滑處理,通過for循環(huán)來實現(xiàn). 使用MouseInfo.getPointerInfo()獲取當前鼠標的位置,在使用Robot類 robot.mouseMove(x,y)移動鼠標到 x,y 坐標.

3 功能測試

該系統(tǒng)功能測試主要包括連接測試,PPT控制測試,文件傳輸測試,鼠標測試和文字輸入測試. 連接測試主要測試手機端應用程序能否正常穩(wěn)定地連接到計算機應用程序. PPT控制測試主要測試手機端應用程序能否正常穩(wěn)定地控制計算機上的PPT,進行全屏操作、退出全屏操作、上一頁操作、下一頁操作.

表1 MSG 類主要接口規(guī)則

文件傳輸測試主要測試手機應用程序連接到計算機端應用程序后,通過手機選擇性的上傳手機中的文件,在文件上傳完成后,在計算機的桌面上出現(xiàn)該文件,如果用戶選擇的是上傳并打開,文件上傳完成后,計算機端應用程序將找到該文件對應默認程序,并打開文件,并確保其穩(wěn)定性. 鼠標測試包括手機應用程序連接計算機應用程序后,用手指在手機端應用程序滑動區(qū)域來回滑動,對計算機上的鼠標進行相應的控制,通過點擊手機的應用程序左鍵和右鍵,計算機的應用程序發(fā)出相應左鍵或右鍵指令.

文字輸入測試在手機端應用程序成功連接到計算機的應用程序后,通過手機端文字的輸入功能,在輸入框中輸入任意的字符文字,點擊發(fā)送按鈕,輸入框中的文字將顯示在計算機的光標閃爍處,如果沒有光標閃爍處,該段文字將存儲在計算機的剪貼板,通過粘貼就可以將該段文字輸出. 經(jīng)測試,該系統(tǒng)易于操作、數(shù)據(jù)傳輸速度快、控制靈敏,系統(tǒng)運行穩(wěn)定.

4 結束語

集存儲功能和控制功能于一體的手機教學助手利用手機本身的存儲設備和智能系統(tǒng)的特點通過WIFI與PC機進行通信,實現(xiàn)了大批量數(shù)據(jù)的快速傳輸,實現(xiàn)手機控制教學文件的播放控制,使教學者從易丟失的U盤和傳統(tǒng)激光筆中解放出來,具有較大的實用價值. 經(jīng)測試,該系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速度快,控制準確快捷,操作方便,系統(tǒng)穩(wěn)定可靠.

1邱曉華. 基于Android的練習通系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[碩士學位論文]. 成都: 電子科技大學,2015.

2韓煜東. 面向商業(yè)模式創(chuàng)新的移動智能終端用戶消費行為研究[碩士學位論文]. 重慶: 重慶大學,2013.

3陳廣玲,劉躍華. 高校多媒體教學存在的不足與改進的建議. 當代教育論壇 (管理研究),2010,(6): 79–81.

4牛炳麟,李君茹. 多媒體技術在計算機教學中的應用. 電腦知識與技術,2011,7(18): 4436–4437. [doi: 10.3969/j.issn.1009-3044.2011.18.071]

5胡蕊,王曉磊. Wi-Fi業(yè)務定位及發(fā)展模式探討. 郵電設計技術,2015,(12): 49–52.

6李小琴,晏伯武,陸垂偉. 物聯(lián)網(wǎng)技術在現(xiàn)代圖書館中的應用研究. 湖北理工學院學報,2014,30(1): 44–47,52.

Cellphone Teaching Assistant with the Function of Storing and Controlling

LIU Tao,ZHANG Ling

(School of Computer,Hubei Polytechnic University,Huangshi 435003,China)

The conventional laser pen and the storage device are both very small,so they are easy to get lost. To solve this problem,the paper proposes a teaching assistant based on cellphone. The teaching assistant communicates with the personal computer through WIFI,which makes fast-data-transmission come true. The cellphone can control the operations of the PPT,audio,video and test editing. The system sets up on the mobile terminals,and has no special demand on hardware. So,it is easy to use,and in line with the development trend.

cellphone teaching assistant; WIFI communication; storage device; device in hand; Android

張 玲,E-mail: forry1230@126.com

劉濤,張玲.集存儲和控制于一體的手機教學助手.計算機系統(tǒng)應用,2017,26(12):240–243. http://www.c-s-a.org.cn/1003-3254/6035.html

國家自然科學基金(61472123,61303042); 湖北省自然科學基金項目(2014CFC1091)湖北理工學院創(chuàng)新人才項目(13xjz05c); 湖北理工學院優(yōu)秀青年科技創(chuàng)新團隊(13xtz10); 湖北理工學院大學生創(chuàng)新項目(13cx25); 湖北理工學院教研項目(2016b05)

2017-02-03; 修改時間: 2017-03-02; 采用時間: 2017-03-06