多功能課堂點名手機管理系統的研究

袁悅棟 王廷軍 王鎰杰 趙國權 李慶典

摘 要：對國內外現有的課堂點名方式和技術進行了分析，針對存在的不足，文章設計了一種藍牙與重力檢測相配合的課堂點名手機管理系統，分析了其基本工作原理，對系統的結構、功能和程序進行了分析與設計，給出了系統的技術架構及相應步驟。課堂自動點名系統實時傳送、數據準確，避免了學生聽課時看手機的情況，非常適合大學課堂的手機管理等場合。

關鍵詞：課堂點名；手機管理系統；藍牙檢測；重力傳感器

中圖分類號：TP274 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）34-0082-02

Abstract： This paper analyzes the existing methods and technologies of classroom roll call at home and abroad. In view of the existing shortcomings， this paper designs a mobile phone roll call management system based on Bluetooth and gravity detection， and analyzes its basic working principle. The structure， function and program of the system are analyzed and designed， and the technical framework and corresponding steps of the system are given. Classroom automatic roll call system is responsible for real-time transmission with accurate data， thus preventing students from looking at the mobile phone while listening to the teacher， and suitable for college classroom mobile phone management and other occasions.

Keywords： classroom roll call； mobile phone management system； Bluetooth detection； gravity sensor

目前，課堂考勤浪費時間和渾水摸魚的現象日益嚴重，一些學生上課專注于手機而忽視課堂，自控能力不足和不聽課導致了厭學、畏學心理，真正“上課”的學生寥寥。不僅辜負了老師，還降低了課堂效率。“手機”和考勤問題成為當今課堂倆大難題[1]。本文設計了一種基于藍牙無線通信和重力傳感器實時檢測的低成本高效率的智能學生考勤手機管理系統。充分利用藍牙短距離傳輸和和重力傳感器實時檢測，以及藍牙技術在手機上的普適性等技術實現了實時、快速、高效的考勤信息管理與實時展示。老師可以在課堂上集中管理手機，有效地解決了教學秩序的問題，提高了學習效率。

1 課堂手機管理體系

課堂手機管理體系是利用手機存儲箱在上課時間存放學生的手機，以藍牙和重力傳感器為基礎，實現教室內的考勤及管理。如圖1所示。藍牙模塊與存放的學生手機藍牙相連，可通過程序讀取藍牙名稱，也避免利用其他物品代替手機啟動傳感器，通過編程實現原始信息的加工、存儲和管理，實現考勤信息的智能化管理。

2 總體設計

多功能課堂點名手機管理系統包括以下模塊：系統控制模塊、手機存放模塊、傳感器模塊、藍牙檢測模塊、顯示模塊、數據處理模塊等。

2.1 系統控制模塊

系統采用單片機控制單元，以外設實時時鐘信息加以輔助，定時循環掃描監測各個存放空間內的傳感器和藍牙等信息，并將采集到的信息進行同步匹配處理，將處理結果實時傳輸到系統顯示模塊，如圖2所示。

2.2 手機存放模塊

手機存放模塊包括若干個手機盒，手機盒分別按順序標號，同學們在上課前根據學號將手機放入相應的手機盒。存儲箱安裝有4個萬向輪，便于移動，使用靈巧方便。手機盒安裝有導軌，便于放入、取回手機。上課期間存儲模塊集中管理手機，有效避免學生上課玩手機的現象，提高課堂學習效率。

2.3 傳感器與數據處理模塊

壓力傳感器選用雙孔懸臂平行梁應變式稱重傳感器，將應變片黏貼到受力的力敏型彈性元件上，當彈性元器件受力產生變形時，應變片產生相應的變化，進而使電阻阻值發生變化，有力引起的阻值變化轉換為電壓的變化，通過測量輸出電壓的數值再通過相應的計算即可得出測量的物體的重量。上課前，將手機根據學號放入手機盒里，重力傳感器接收到信號反饋，可根據信號來判斷學生是否遲到、早退、曠課。在規定課堂時間段內沒有檢測到重力信號則表明該學生曠課，重力信號開始時間晚于上課時間則表示遲到，重力信號結束時間早于下課時間則表示早退。

2.4 藍牙檢測模塊

為了避免由于其他重物對重力傳感器的干擾，本裝置利用藍牙檢測信號來確保手機放置于手機存儲箱內。系統識別以學號命名的手機藍牙與相應的重力傳感器的反饋信息共同完成考勤。

2.5 顯示模塊與人機交互

顯示模塊通過單片機程序來實時顯示課堂出勤情況，實時顯示班級應到人數、實到人數、遲到人數等。教師以及同學可直觀地了解同學們的出勤情況。通過人機交互控制按鍵、通用USB接口，老師可通過U盤拷取學生考勤情況結果。

2.6 系統控制流程圖

系統的控制流程圖如圖3所示。

3 結束語

本系統結合了重力傳感和藍牙檢測等技術，既實現了高效率課堂點名又較好的規避了學生上課玩手機影響聽課質量等問題。考勤過程大大減少了對正常教學秩序的干擾，提高了授課效率，課堂手機的集中管理提高了學習效率。本系統尤其對于五十人以上的大班課堂傳統點名方式具有明顯的方便快捷的優勢。可移動的便攜箱，還可將此點名系統輔助推廣應用于中小型的社團活動以及晚會比賽的現場簽到的場合。

參考文獻：

[1]夏領婕.當代大學生使用手機的現狀及影響-以武漢兩所高校為例[D].華中科技大學，2013：30-32.

[2]專用型高精度24位AD轉換器芯片HX711說明[Z].2013，06.

[3]xuexingyang. Bluetooth pairing and connection establishment process.2013-07-02.