基于移动终端的高校多媒体教室管理系统设计与实现
中图分类号：TP37 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）18-0083-03
The Design and Implementation of College’ Multimedia Classroom Management System Based on Mobile Devices
QIAN Zhen-kun
（ Sichuan University of Art and Science，Dazhou 635000，China）
Abstract： The management of College’ multimedia classroom management and related equipment in most part of involves many departments， Scientific management， standardization is the process of information construction in colleges and universities need to be addressed. With the core of information technology to "mobile computing" development， mobile working and learning environment for teachers and students in colleges and universities and management personnel at an important position， such as mobile Internet related control equipment， access to relevant information and so on. This article takes the mobile Internet technology background， scientific and systematic management of multimedia classrooms for the vision， based on the actual needs of Sichuan University of Arts and Science， presented a program management information system for multimedia classroom.
Key words： mobile devices；MCMS；Android；push
随着现代教育技术在课堂教学中的普及，在高等院校中每年都对多媒体教室投入大量的建设资金。以四川文理学院为例，多媒体教室管理与维护由学校的信息化建设与服务中心维护与管理，教室的使用分配由教务处负责。学校的学术报告厅，由使用部门申请，信息化建设与服务中心审批。对于所有的教室管理没有集中控制，比如设备的故障处理还是处于人工管理的方式，一旦出现故障，只有给管理人员打电话，相关管理人员再现场处理。这种处理方式简单，但是并不一定是科学的管理方式。而且其故障一般由维修人员现场处理，其故障报修信息和处理情况的资料没有归类和收集，无法对设备的运行情况进行科学的统计。笔者通过多年来的管理经验，并和一线教学老师的沟通，了解到有必要对多媒体教室的管理有所改变。特别是现在移动互联技术的发展，希望可以通过手机终端来管理相关的信息。以此背景下，设计了适用于高校环境下的多媒体教室管理系统方案。此方案基于现有多媒体教室的管理系统，通过集中管理，并且可以方便地通过移动终端进行管理。其研究意义，一是梳理多媒体教室管理相关的信息化系统，为本校构建多媒体教室管理系统提供决策依据；二是系统原型的设计，尤其是基于移动终端的客户端设计，该尝试具有一定的前瞻性，对于相关领域的系统架构能起到抛砖引玉的作用。
对于系统的实现，本文将采用面向对象设计方法进行系统化分析与设计得到需求反应，通过UML构架到多媒体教室管理系统中。
1 系统的需求分析
本系统是在现有学校的网络嵌入式中控系统的基础上，结合移动互联网基础，并且以四川文理学院多媒体教室的管理现状。总结出面向群体为管理者和全校师生用户两大群体。
1.1管理人员，提供设备信息和远程监控功能
以四川文理学院为例现在主要使用的中控系统为北京中庆现代技术有限公司的网络嵌入式中控，其设备为基于ARM9嵌入式的Linux系统。设备本身提供了信息交互功能，能提供系统的设备现状信息，并且提供了套接字通信接口，用套接字中的相关函数来完成通信过程。控制中控的服务器通过C＼S结构接入中控设备。但是不能通过比如WEB端、移动终端进行管理，如果管理人员没在控制服务器旁则无法进行管理。因此需要解决的问题是，如何把中控的管理模式从C/S模式，变为B/S模式，并且在移动端实现相关的功能。
1.2为全校师生提供多媒体教室管理信息
多媒体教室的信息管理包括了：教室使用预约，教室状态查询，设备故障报修，通知信息查看和多媒体教室规章制度等功能，但我校现在是只为学术报告厅提供了一个网络预约系统。对于其他多媒体教室的管理，比如老师需要临时调课只能联系管理员，并查阅教室课表。而设备信息，只能管理员自己掌握，教务处排课的时候并不知道设备情况。该功能需要解决的问题是建立一个信息发布系统，且该系统和设备客户端之间的通信是实时推送的。 2 系统设计
本系统强调基于移动终端的多媒体教室管理系统，其原理是通过网络嵌入式中控将指令通过网络套接字和服务器端进行通信，所以我们需要一个实现系统服务器和中控之间通信的方法。
图1 系统构架图
根据上图可知，本系统由服务端，移动客户端和服务器插件组成，由于中控设备由企业开发，无法得到其源码，但是可以中控生产企业得到其通信的网络套接字接口，一般情况都会提供。所以我们只要开发服务端管理系统和移动客户端即可。
2.1 服务器端设计
服务器端是属于一个后台运行的系统，也是整个方案的核心体系，其功能是收集数据来源，并且转发数据信息，其需要实现的功能模块如下
1）系统管理功能。该模块主要给相关用户提供相应的功能，分为教室状态信息管理，故障报修情况管理，教室申请模块，通知类模块，失物招领模块。
2）移动端数据接口功能，根据移动端的需求设计，详细分析需求在第三节“移动端系统实现”。
2.2客户端功能
1）普通用户界面，也就是师生用户界面，该界面所有用户可见，功能模块如下：故障信息、教室租借信息、故障报修模块、通知信息模块、多媒体教室管理制度、失物招领信息
2）后台管理功能，此功能主要面向管理员用户，普通师生用户不可见，其功能模块如下：故障信息管理、教室租借信息管理、通知信息管理、对于可控设备的远程控制管理。
2.3远程控制模块
服务器模块可分为后台管理模块和移动端数据接口模块。后台管理模块为信息管理功能，其实现方法逻辑比较简单，且网上有很多开源管理系统，所以在本部分主要讨论如何实现其远程控制接口。
对于远程控制模块，在服务端只是一个中转功能，把从客户端发过来的控制指令转发到中控系统中，在由中控作相关处理，在中控系统中，已经定义了网络套接字指令与中控系统控制指令转换协议。其指令库可以归纳为三种指令，分别是开（open）、关（close）、调试（adjust）.
其相关代码如下：
{ “commandlist”：[
{ “building”：老区一教楼，
“roomid”： “204”，
“deviceid”：”zk20101201”，
“devicetype”：”中控设备”，
“command”：”OPEN” }
{ “building”：老区一教楼，
“roomid”： “204”，
“deviceid”：”jsj201500232”，
“devicetype”：”计算机”，
“command”：”OPEN”
}……]
“token”：”********” }//客户认证信息
对于移动模块设计，其功能主要是如何实现怎样和后台管理系统进行对接，从软件操作的角度来看，可以把系统使用者分为两大类，一类是面向广大的师生用户，比如故障信息，租借信息和失物招领属于信息浏览，该模块比较简单。对于师生用户有故障报修模块，可以用get方法与服务端进行交互。对于管理员用户，需要进行系统登录，系统登录，注销在移动端开发属于系统设置模块。管理员用户登录以后的操作属于业务操作类，比如故障信息的维护，通知信息发布及远程控制。
3 移动端系统实现
由于现在android系统的普及，所以本系统在移动客户端采用android平台，其重点在于如何实现服务器端向客户端主动推升数据，此功能主要依赖消息推送机制，采用面向对象开发方法，使用JSP、Hibernate3.X、spring框架进行服务端的开发。
1）android平台客户端，从服务器端到客户端，其技术主要是通过android np 框架。该框架的特性是开源，简单易用，该框架在结构上使用的是一种及时消息传递协议（XMMPP协议），有很强的可扩展性，使用起来比较灵活。其客户端的框架采用了ASMACK框架，该框架是有基于SMACK框架移植到android系统中，称为ASMACK。所以本系统的客户端与服务的连接是采用xmpp协议的套接字连接。
2）服务端的配置采用JAVA+HEBERNATE+SPRING框架整合，其具体方法简单，不再讨论。本文讨论的是ANDRIOD NP框架整合，底层通信采用的open fire开源项目。及时通信功能的端口为5222，其通信方式是通过xmpp的connection类实现的。其客户端与服务器建立长期连接后，即可以实现消息的传递，其传递方式为XML。
ANDRIOD NP主要有四层架构，最上层是应用层接口（有四个如用于管理发布通知的Notification Manager、管理用户状态的PresenceManager、管理用户登录的AUthManager、管理客户端与服务端长连接的SessionManager其次是服务回调层接口，这些回调接口都是嵌入在框架中的；其次是SPRING、MINA、与JETTY其中用于WEB实现，MINA是JAVA为高并发访问服务端而开发的开源框架，JETTY是开源轻量级服务器，所以要把JETTY相关代码去除整合到Tomcat服务器中。此处只要服务端配置好以后就可以找一部手机测试是否成功，因为此框架基本上已经开发一个客户端。
4 结论
本文以四川文理学院多媒体教室管理环境为基础，以笔者多年来管理多媒体教室的经验。从软件本身的需求分析到设计，给出了设计方案和开发流程，并且对部分功能的实现给出了方法。其作用为高校多媒体教室的移动互联化管理给出了理论参考，对高校的信息化建设的其他部分可以提供借鉴。本系统特点是以用户为中心，以用户的需求进行设计，就技术实现层面来说本研究采用面向对象分析与设计技术，采用UML进行系统建模，过程清晰明了；服务端选用JSP+SPRING+HIBERANTE组合，移动终端选用android智能手机为例进行开发，技术实现难度小；并且使用的开发环境为开源免费系统。系统投入比较小。
不足之处在于由于移动终端只是选择了安卓手机系统，对于其他移动终端没有作更多考究，导致用户使用群体的局限性。
后续需要完成的工作有整体功能上的升级：与案例高校现有的多媒体教室中控系统进行整合，实现多媒体教室的移动远程调控。与学校的排课系统进行整合，主要是将课程表与本系统连接，这样可以即时向师生推送上课信息。开发通用的客户端系统以兼容各类不同的终端。
