專利名稱：交互式課桌系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電子信息服務(wù)領(lǐng)域，具體涉及ー種基于多點觸摸的交互式課桌系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在教學(xué)電子信息服務(wù)領(lǐng)域中，現(xiàn)代的教學(xué)系統(tǒng)主要是由學(xué)生端的計算機和教師端的計算機組成。這種教學(xué)系統(tǒng)提供的交互方式相對單一，交互過程一般是由教師端計算機主動發(fā)起，學(xué)生終端被動應(yīng)答。而學(xué)生之間的交互缺乏，這樣在需要考査學(xué)生之間的協(xié)作能力吋，由于學(xué)生端計算機之間缺乏相應(yīng)的交互能力，因此，這種教學(xué)系統(tǒng)無法很好勝任。多點觸摸技術(shù)指的是允許計算用戶同時通過多個手指來控制圖形界面的ー種技術(shù)，現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用到多種場所，如很多醫(yī)院、圖書館的大廳都有這種多點觸控技術(shù)的電腦，支持多點觸摸的手機、電腦也較多。目前，已經(jīng)出現(xiàn)將多點觸摸技術(shù)應(yīng)用到教學(xué)環(huán)境中的方案。但是，這種方案學(xué)生之間的觸摸屏是孤立的，學(xué)生只能操作自己的觸摸屏，無法實現(xiàn)學(xué)生共同觸摸、協(xié)作學(xué)習(xí)方式。在這種教學(xué)系統(tǒng)中，顯示器位置是相對固定的，桌面角度也是無法改變的，它們不能根據(jù)學(xué)生使用習(xí)慣以及自身條件如身高，體型而調(diào)整。長時間使用容易給這些學(xué)生帶來不適，甚至?xí)l(fā)ー些“職業(yè)病”如頸椎疼痛，并且容易導(dǎo)致學(xué)生的注意力分散，影響學(xué)習(xí)效果。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供ー種交互式課桌系統(tǒng)，它融入了多點觸摸技術(shù)，操作簡單，實現(xiàn)了多個學(xué)生之間的共同觸摸和協(xié)作學(xué)習(xí)。交互式課桌系統(tǒng)，包括ー個教師計算機控制系統(tǒng)、一個路由器以及多個學(xué)生計算機終端，各學(xué)生計算機終端連接路由器，路由器連接教師計算機控制系統(tǒng)；所述學(xué)生計算機終端包括第一主機、第一觸摸屏以及分別與第一主機相連的第一鍵盤、第一鼠標、第一硬件控制模塊、第一攝像頭和第一顯示器，第一硬件控制模塊通過網(wǎng)絡(luò)連接路由器，第一觸摸屏下表面設(shè)有第一壓カ傳感器，第一壓カ傳感器連接第一主機；教師計算機控制系統(tǒng)包括第二主機、第二觸摸屏以及分別與第二主機相連的第二鍵盤、第二鼠標、打印機、投影機和第二硬件控制模塊，第二硬件控制模塊網(wǎng)絡(luò)連接路由器，第二觸摸屏下表面設(shè)有第二壓カ傳感器，第二壓カ傳感器連接第二主機。本實用新型的優(yōu)點和特點體現(xiàn)在以下幾個方面:(I)使用方便:應(yīng)用了最新的多點觸摸技術(shù)，操作性強。并且觸摸屏采用電磁感應(yīng)變頻技術(shù)，實現(xiàn)了感應(yīng)書寫力度的要求，達到了書寫筆跡粗細隨書寫力度變化的目的，可以作為練習(xí)書法和簽名的工具。(2)互動性強:可以實現(xiàn)學(xué)生之間的協(xié)作學(xué)習(xí)能力，學(xué)習(xí)效果好，并且老師可以監(jiān)控學(xué)生注意力集中情況，根據(jù)這些反饋，及時調(diào)整學(xué)習(xí)進度。[0012](3)人性化設(shè)計:傳統(tǒng)的顯示器位置相對固定。本項目顯示器可以放置在觸摸屏下面或者豎直擺放在桌面上。桌面角度也是可以調(diào)節(jié)的，使用舒適，方便了不同人群的使用。
圖1為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)圖；圖2為學(xué)生計算機終端結(jié)構(gòu)圖；圖3為教師計算機控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖4為本實用新型實例的數(shù)據(jù)處理過程圖；圖5為本實用新型實例的計算機交互式軟件管理系統(tǒng)運行步驟圖。
具體實施方式
基于多點觸摸的交互式課桌系統(tǒng)，包括學(xué)生計算機終端、教師計算機控制系統(tǒng)和路由器。學(xué)生計算機終端供學(xué)生使用，用于學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù)，并接受教師計算機控制系統(tǒng)的控制；教師計算機控制系統(tǒng)一方面用于實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的控制，包括學(xué)生計算機終端以及自身系統(tǒng)的正常運行，包括控制各種硬件的關(guān)閉和開啟，另一方面，教師計算機控制系統(tǒng)向?qū)W生計算機終端分發(fā)不同的學(xué)習(xí)任務(wù)，并監(jiān)控學(xué)生的任務(wù)完成情況和學(xué)習(xí)注意力集中情況，進而調(diào)整教學(xué)進度；路由器用于學(xué)生計算機終端與教師計算機控制系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的傳送。教師計算機控制系統(tǒng)的計算機數(shù)據(jù)處理能力比較強，它通過路由器連接所有的學(xué)生計算機終端。打印機可以打印各種信息如簽名、作業(yè)、文檔等。投影設(shè)備可以實時把教師計算機控制系統(tǒng)或者任意學(xué)生計算機終端的視頻信號投影到屏幕上。下面通過借助實施實例更加詳細地說明本發(fā)明，但以下實施實例僅是說明性的，本發(fā)明的保護范圍并不受這些實施實例的限制。實例為某次教學(xué)互動:如圖1所示，本實施例由若干個學(xué)生計算機終端S (i) (i=l，...N)，路由器，教師計算機控制系統(tǒng)組成。共有N個學(xué)生，每個學(xué)生操作ー個學(xué)生計算機終端S(i)(i=l，...N)。老師操作教師計算機控制系統(tǒng)用硬件控制模塊3.7向主機3.6和網(wǎng)絡(luò)3.8發(fā)送設(shè)備打開指令。學(xué)生計算機終端的硬件控制模塊收到教師計算機控制系統(tǒng)發(fā)出的設(shè)備打開指令后，各自打開所控制的計算機，并把顯示器位置和顯示器桌面角度根據(jù)要求調(diào)整到一個合適的位置和角度。與此同吋，教師計算機控制系統(tǒng)的主機3.6給每個學(xué)生計算機終端傳送ー個考勤登陸界面，此時攝像頭被教師計算機控制系統(tǒng)發(fā)送的控制指令打開，學(xué)生用相應(yīng)的鍵盤、鼠標、或者觸摸屏輸入自己的學(xué)號等信息，并且攝像頭拍照提取學(xué)生的面部信息，經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)3.8、
2.6把相關(guān)數(shù)據(jù)送往教師計算機控制系統(tǒng)，經(jīng)過教師計算機控制系統(tǒng)確認之后，學(xué)生即完成身份確認并進入學(xué)習(xí)系統(tǒng)，否則重新輸入。如圖2所示的學(xué)生計算機終端包括鍵盤2.1、觸摸屏2.2、鼠標2.3、主機2.4、硬件控制模塊2.5、攝像頭2.7和顯示器2.8，鍵盤2.1、觸摸屏2.2、鼠標2.3作為人機交互設(shè)備用于控制主機2.4，主機2.4作為學(xué)生學(xué)習(xí)的平臺，硬件控制模塊2.5用于控制桌面的角度和顯示器的位置，并作為學(xué)生計算機終端與教師計算機控制系統(tǒng)兩者數(shù)據(jù)交換的樞紐，硬件控制模塊2.5通過網(wǎng)絡(luò)2.6連接路由器，網(wǎng)絡(luò)2.6作為其與教師計算機控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換的媒介，攝像頭2.7用于拍照和檢測學(xué)生的注意力集中情況，顯示2.8用于顯示相關(guān)視頻信息。觸摸屏2.2下表面設(shè)置有多個壓カ傳感器，用于在學(xué)生觸摸的時候感知觸摸壓カ數(shù)據(jù)，并作為觸摸信號的一部分傳遞給學(xué)生計算機終端的主機。硬件控制模塊2.5用于將顯示器從觸摸屏下面移出到桌面上，控制計算機相關(guān)硬件如主機的開啟和關(guān)閉，其具體使用可采用常規(guī)的機械傳動和繼電器的方式實現(xiàn)。如圖3所示的教師計算機控制系統(tǒng)包括鍵盤3.1、觸摸屏3.2、鼠標3.3、打印機3.4、顯示器3.5、主機3.6、硬件控制模塊3.7、投影機3.9、投影屏幕3.10，鍵盤3.1、觸摸屏
3.2、鼠標3.3作為人機交互設(shè)備控制主機3.6，打印機3.4打印相關(guān)文件、文件，顯示器3.5用于顯示相關(guān)視頻信息，主機3.6控制整個系統(tǒng)(教師計算機控制系統(tǒng)與學(xué)生計算機終端)的正常運行，硬件控制模塊3.7控制整個系統(tǒng)相關(guān)硬件，并作為數(shù)據(jù)傳遞的樞紐，完成消息的轉(zhuǎn)發(fā)與傳送；硬件控制模塊3.7通過網(wǎng)絡(luò)3.8連接路由器，網(wǎng)絡(luò)3.8作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)媒介，投影機3.9用于把視頻信息投影到屏幕3.10上。觸摸屏3.2下面設(shè)有多個壓カ傳感器，用于在教師觸摸的時候感知觸摸壓カ數(shù)據(jù)，并作為觸摸信號的一部分傳遞給教師計算機終端系統(tǒng)的主機圖4為實例的數(shù)據(jù)處理過程圖，4.1為觸摸信號傳遞給計算機4.3，視頻信號4.4傳遞給學(xué)生終端的主機，經(jīng)過硬件控制模塊和路由器傳遞給教師計算機控制系統(tǒng)的主機，并由主機里面的計算機交互式軟件管理系統(tǒng)處理，教師端的硬件控制模塊發(fā)出計算機開關(guān)等硬件控制信號4.9和顯示位置控制信號4.11。圖5為本實用新型的教師計算機控制系統(tǒng)的交互式軟件管理系統(tǒng)運行步驟圖。其運行步驟如下:(I)開始上課時，教師用教師計算機控制系統(tǒng)的硬件控制終端打開教師計算機和學(xué)生計算機，教師機根據(jù)當(dāng)前學(xué)生機的登陸情況和面部信息確認學(xué)生當(dāng)前的考勤情況。(2)進入學(xué)習(xí)系統(tǒng)后，教師計算機控制系統(tǒng)的計算機開始控制學(xué)生計算機終端的計算機，所有學(xué)生計算機的顯示畫面與教師機保持一致，學(xué)生ー邊聽教師講課，一邊在各自的學(xué)生機上用圈點涂畫的方法做筆記，此時不會對教師機和其他學(xué)生機的顯示畫面產(chǎn)生影響。(3)教師ー邊授課一邊接收學(xué)生機反饋學(xué)生注意力集中情況的信息。如果發(fā)現(xiàn)某個學(xué)生注意力長時間不集中，教師機可發(fā)送ー個警告信息給相應(yīng)學(xué)生機。如果發(fā)現(xiàn)很多學(xué)生出現(xiàn)注意力不集中情況，教師則需要考慮讓學(xué)生休息一下或者調(diào)整ー下授課的內(nèi)容和方式。(4) 一個知識點講完后教師向下面布置選擇題，學(xué)生完成以后將答案發(fā)送給教師計算機，教師計算機控制系統(tǒng)的計算機交互式軟件管理系統(tǒng)的自動進行匯總，根據(jù)答題正確率分析學(xué)生的知識掌握情況，如果學(xué)生掌握不好，教師要進ー步講解。(5)教師講完ー個章節(jié)后開始布置有一定綜合性的解答題，教師可以指定讓其中幾個同學(xué)進行解答，并將書寫過程播放給其他學(xué)生觀看。學(xué)生解答完后，教師先對學(xué)生的解答情況進行點評，根據(jù)學(xué)生的掌握情況決定哪些知識點還需進ー步講解，講解完畢后立刻統(tǒng)計已聽懂和未聽懂學(xué)生人數(shù)，然后做下ー步?jīng)Q策。(6)當(dāng)教師需要考察學(xué)生之間協(xié)作能力的時候，教師可以指定其中幾個同學(xué)同時利用觸摸屏去完成ー個學(xué)習(xí)任務(wù)，并將書寫過程投影到屏幕上給其他學(xué)生觀看。(7)課間休息階段，課桌播放音樂，讓學(xué)生充分休息。本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.交互式課桌系統(tǒng)，其特征在于，包括ー個教師計算機控制系統(tǒng)、一個路由器以及多個學(xué)生計算機終端，各學(xué)生計算機終端連接路由器，路由器連接教師計算機控制系統(tǒng)； 所述學(xué)生計算機終端包括第一主機、第一觸摸屏以及分別與第一主機相連的第一鍵盤、第一鼠標、第一硬件控制模塊、第一攝像頭和第一顯示器，第一硬件控制模塊通過網(wǎng)絡(luò)連接路由器，第一觸摸屏下表面設(shè)有第一壓カ傳感器，第一壓カ傳感器連接第一主機；教師計算機控制系統(tǒng)包括第二主機、第二觸摸屏以及分別與第二主機相連的第二鍵盤、第二鼠標、打印機、投影機和第二硬件控制模塊，第二硬件控制模塊網(wǎng)絡(luò)連接路由器，第ニ觸摸屏下表面設(shè)有第二壓カ傳感器，第二壓カ傳感器連接第二主機。
專利摘要本實用新型提供了一種交互式課桌系統(tǒng)，包括一個教師計算機控制系統(tǒng)、一個路由器以及多個學(xué)生計算機終端，各學(xué)生計算機終端連接路由器，路由器連接教師計算機控制系統(tǒng)；學(xué)生計算機終端包括第一主機以及分別與其相連的鍵盤、第一觸摸屏、第一鼠標、第一硬件控制模塊、第一攝像頭和第一顯示器，第一硬件控制模塊通過網(wǎng)絡(luò)連接路由器；教師計算機控制系統(tǒng)包括第二主機以及分別與其相連的第二鍵盤、第二觸摸屏、第二鼠標、打印機、投影機和第二硬件控制模塊，第二硬件控制模塊通過網(wǎng)絡(luò)連接路由器；觸摸屏下表面設(shè)有壓力傳感器。本實用新型融入了多點觸摸技術(shù)，操作簡單，實現(xiàn)了多個學(xué)生之間的共同觸摸和協(xié)作學(xué)習(xí)。
文檔編號G09B5/08GK202948594SQ20122060388
公開日2013年5月22日 申請日期2012年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月15日
發(fā)明者戴志誠, 程強, 劉三女牙, 楊宗凱 申請人:華中師范大學(xué)