CN102866848B

CN102866848B - 基于wifi的云教室智能教鞭的控制方法

Info

Publication number: CN102866848B
Application number: CN201210336544.6A
Authority: CN
Inventors: 佘堃; 杨子超; 史仁仁; 潘富斌
Original assignee: University of Electronic Science and Technology of China
Current assignee: University of Electronic Science and Technology of China
Priority date: 2012-09-13
Filing date: 2012-09-13
Publication date: 2015-01-21
Anticipated expiration: 2032-09-13
Also published as: CN102866848A

Abstract

本发明公开了一种基于wifi的云教室智能教鞭的控制方法，使得用户可以非常方便地在智能手机和平板电脑等终端上对虚拟桌面进行操作，特别适用于多媒体教室的教学工作。本发明的积极效果是：提出了一套自智能手机和平板电脑客户端到云终端的远程控制方法，定义了一套桌面点击控制、手势控制、记忆自定义虚拟键盘控制相结合的远程控制方法，实现了应用手机等智能终端控制操作后台云服务器上的虚拟机的功能，同时前台云终端可以实时地将后台虚拟桌面通过投影仪进行显示；本发明方法对PPT的操作也进行了定义，使得在手机和pad端可以很方便地对PPT进行操作，即通过该方法实现了运用手机、pad等终端作为教鞭的功能。

Description

基于wifi的云教室智能教鞭的控制方法

技术领域

本发明属于计算机多媒体技术领域，尤其涉及一种基于wifi的云教室智能教鞭的控制方法。

背景技术

云计算的兴起所带来的商业模式的迅速发展将对今后信息产业领域的信息服务产业产生重要的影响，从而开创一种全新的IT应用前景。将云计算的技术运用到教学领域，能够有效地降低多媒体教室的成本，同时还可以提供更多的拓展功能。

基于wifi的云教室智能教鞭的控制方法在运用云计算和虚拟桌面技术构建的云教室平台的基础上，使得运用智能手机和平板电脑作为可视化的教鞭成为了可能，并且赋予了教鞭极其方便的操控性和实时的响应性。

在虚拟桌面远程控制方面目前市场上有一些已经成熟的技术，但是在云教室智能教鞭系统中适用性都不强。

现本发明相关的现有技术包括：

（1）云计算的概念

云计算(Cloud Computing)是由分布式处理(Distribu-ted Computing)、并行处理(Parallel Computing)和网格计算(Grid Computing)发展而来的一种动态的易于扩展的通过高速互联网把数据处理过程传送给虚拟的计算机集群资源的计算方式。云计算也是一种基础架构设计的方法论,由大量的计算机资源组成共享的IT资源池,能够动态创建高度虚拟化的资源提供给用户。云计算拥有高可靠性和安全性、动态可扩展性、超强计算和存储、虚拟化技术和低成本的优点。

云计算可以划分为3个层次：IaaS(Infrastructure as a Service)、PaaS(Platformas a Service)、SaaS(Software as a Service)。IaaS是基础设施层,通过网格计算、集群和虚拟化等技术实现；PaaS是作为一种服务提供了用户可以访问的完整或部分应用程序的开发平台；SaaS是软件作为一种服务提供了完整可直接使用的应用程序，在平台层以SOA方法为主，使用不同的体系应用构架，具体的是用不同的技术实现，在软件应用层使用SaaS模式。

（2）虚拟桌面技术

虚拟桌面是典型的云计算运用，它能够在“云”中为用户提供远程的桌面服务。服务提供者在数据中心服务器上运行用户所需的操作系统和应用软件，然后用桌面显示协议将操作系统桌面视图以图像的方式传送到客户端设备上。同时，服务器对客户端的输出进行处理，并随时更新桌面视图的内容。

通过与云计算的结合，虚拟桌面将不再局限于主流桌面应用的复制，而是在利用和突出桌面优点的同时，创建一种新的基于云计算的web应用开发和发布平台，不仅面向用户定制，也支持协同开发和扩展。基于云计算概念设计的虚拟桌面，将是现代虚拟桌面的一个重要的发展方向。

远程桌面首先由微软提出，它是Windows操作系统的一个基本组件。它允许用户使用任何基于Windows的客户端从任何位置、通过网络连接访问另一台基于Windows的计算机。远程桌面应用操作简单方便，因此得到了越来越多Windows用户的青睐。远程桌面使用RDP协议来实现。RDP是微软公司的私有协议，其具体实现过程作为商业机密，目前尚未公开。

由于远程桌面具有很可观的应用价值，而微软的远程桌面技术又具有一定的局限性和制约性，因此国内外许多厂商以及研究者们致力于远程桌面技术的研究，希望能够让远程桌面技术得到更广泛的应用。

虽然在远程桌面控制方面，国内外已经有许多成熟的软件以及一些方法，但是综合考虑之下都不是特别适用于“基于wifi的云教室智能教鞭”，所以有必要发明一套适用于该系统的远程控制方法。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，提供了一种基于wifi的云教室智能教鞭的控制方法，使得用户可以非常方便地在智能手机和平板电脑等终端上对虚拟桌面进行操作，特别适用于多媒体教室的教学工作。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于wifi的云教室智能教鞭的控制方法，包括如下步骤：

步骤一、客户端和服务器端连接初始化：

（1）连接初始化：客户端向服务器端发送一个连接请求的协议数据单元PDU进行初始化连接，服务器端收到客户端的PDU后返回一个包含了连接确认的响应数据包；

（2）基本设置交换：服务器端向客户端发送一个包含初始化设置信息的PDU；

（3）身份认证：客户端收到初始化设置信息后，向服务器端发送一个安全交互PDU，服务器端收到安全交互PDU后，对密钥进行验证，如果密钥正确，服务器端发送一个密钥确认的PDU，连接建立；

（4）许可证发放：服务器端发送一个许可证给客户端，客户端将该许可证保存下来，作为后续过程中客户端的有效身份证明；

（5）通道建立：建立一个多通道的信道，并为每个通道设定一个ID，至此客户端和服务器端的连接初始化完毕；

步骤二、虚拟桌面图像传输：终端向客户端发送TCP数据包，客户端接收到数据包后，解压缩得到图像内容，并显示桌面图像；

步骤三、鼠标键盘操作的控制传输：

用户通过触摸屏幕对鼠标进行操作时，客户端将触摸操作记录并发送到终端的服务器端，操作记录的数据结构为APPPMouseData；终端接收到操作信息后，移动桌面鼠标，进行相应的操作，并将更新的图像实时地通过APPPGraphicData传输到客户端；

用户通过虚拟键盘操作时，客户端对虚拟键盘的操作信息通过APPPKeyboardData发送到终端服务器端，服务器端更新桌面信息发送到客户端；

步骤四、手势操作PPT播放；

步骤五、虚拟键盘及触控板操作PPT播放。

所述客户端向服务器端发送的安全交互PDU中包含一个被密钥加密的16字节的随机数列，所述随即数列采用事先约定好的密钥加密机制进行加密。

所述多通道包括图像传输通道、控制传输通道和声音传输通道。

所述手势操作PPT播放的方式为：

（1）触摸屏从左至右滑动：播放PPT下一页；

（2）触摸屏从右至左滑动：播放PPT上一页；

（3）触摸屏从左下至右上滑动：关闭当前PPT；

（4）触摸屏从右下至左上滑动：最小化当前PPT。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：提出了一套自智能手机和平板电脑客户端到云终端的远程控制方法，定义了一套桌面点击控制、手势控制、记忆自定义虚拟键盘控制相结合的远程控制方法，实现了应用手机等智能终端控制操作后台云服务器上的虚拟机的功能，同时前台云终端可以实时地将后台虚拟桌面通过投影仪进行显示；本发明方法对PPT的操作也进行了定义，使得在手机和pad端可以很方便地对PPT进行操作，即通过该方法实现了运用手机、pad等终端作为教鞭的功能。

具体实施方式

一种基于wifi的云教室智能教鞭的控制方法，包括如下步骤：

步骤一、客户端和服务器端连接初始化

（1）连接初始化：客户端向服务器端发送一个连接请求的协议数据单元PDU进行初始化连接。服务器端收到客户端的PDU后返回一个包含了连接确认的响应数据包。

（2）基本设置交换：服务器端向客户端发送一个包含初始化设置信息的PDU，包含的数据有服务器端桌面的辨率信息等。

（3）身份认证：客户端收到初始化信息之后，向服务器端发送一个安全交互PDU，其中包含了一个被密钥加密的16字节的随机数列。这个随即数列是采用事先约定好的密钥加密机制进行加密的。服务器端收到安全交互PDU之后，由服务器端持有的密钥对密钥进行验证，如果密钥正确，服务器端将发送一个密钥确认的PDU，表示连接建立。服务器端打开客户端的通信不需要加密，但是客户端到服务器端的通信总是经过加密处理的。

（4）许可证发放：到这一步，身份验证完毕，连接建立，服务器端将发送一个许可证给客户端，客户端将这个许可证保存下来，后续过程中客户端通过得到的许可证来证明有效身份。

（5）通道建立：教鞭包括图像传输、控制传输和声音传输。所以需要建立一个多通道的信道。每个通道设定一个ID。至此连接初始化完毕，可以展开后续的操作了。

步骤二、虚拟桌面图像传输

连接建立之后终端开始向客户端发送TCP数据包，数据由两部分构成：数据报头和有效数据，图像的数据报头包含的有：传输长度、信道的通道ID、共享ID、压缩方式等。数据包的内容为APPPGraphicData，包含图像的长度和宽度以及图像内容。

客户端接收到数据包之后，解压缩得到图像内容，并显示桌面图像。

步骤三、鼠标键盘操作的控制传输

客户端接受到桌面图像信息之后，对图像信息进行显示，此时用户可以对桌面进行操作，通过触摸屏幕来对鼠标进行操作。客户端将触摸操作记录并发送到终端的服务器端。操作记录的数据结构为APPPMouseData。

终端接收到操作信息后，移动桌面鼠标，进行相应的操作，并将更新的图像实时地通过APPPGraphicData传输到客户端。

虚拟桌面客户端同样支持键盘操作，客户端可以调出虚拟键盘进行操作，实现这一功能的数据结构为APPPKeyboardData。

客户端对虚拟键盘的操作信息通过APPPKeyboardData发送到终端服务器端，服务器端更新桌面信息发送到客户端。

步骤四、手势操作PPT播放

智能教鞭支持虚拟桌面的功能，但是它的主要功能在于多媒体授课方面，PPT放映的操作方便和流畅性是它的特点，这其中就包括手势控制PPT播放，在双击打开PPT之后，客户端支持的手势操作有：

（1）触摸屏从左至右滑动：播放PPT下一页；

（2）触摸屏从右至左滑动：播放PPT上一页；

（3）触摸屏从左下至右上滑动：关闭当前PPT；

（4）触摸屏从右下至左上滑动：最小化当前PPT

步骤五、虚拟键盘及触控板操作PPT播放

客户端支持虚拟键盘操作虚拟桌面，同时也提供了虚拟键盘对PPT播放进行快捷操作。在全屏播放PPT时，可以打开操作PPT的虚拟键盘，虚拟键盘由一个数字小键盘、前后翻页键和一个回车跳转键构成，通过数字小键盘可以随机选择播放PPT的任何一页，选择页码后按下回车键就能实现快速翻页。

客户端同样还支持触控功能，通过切换到触控板，可以获得一个类似笔记本电脑的触控板实现鼠标的功能，同时虚拟触控板还添加了一个按键，该按键的作用相当于长按鼠标左键，这个功能用于实现在PPT上用画笔进行标注的功能。

本发明的应用：

1、客户端和服务器端安装连接程序

首先需要在智能手机或者是平板电脑终端上安装客户端程序，然后在云终端上安装服务器端程序；

2、客户端连接服务器端

在第一步完成之后，运行服务器端安装的程序，之后再运行智能手机或者平板电脑上的客户端程序，在客户端中输入相应的参数，如目标IP地址等等，点击链接，显示链接成功并顺利地显示出操作系统的桌面。

3、智能手机终端对虚拟桌面进行操作：在智能手机上可以对虚拟桌面进行操作，如双击打开某一桌面上的应用程序，打开开始菜单栏等等。

4、终端对虚拟机中打开的PPT进行操作控制

由于该软件为教学用的教鞭，所以可以打开PPT进行操作，能够控制PPT进行全屏播放，翻页等操作。

5、关闭连接：软件使用完毕后，可以退出软件，关闭连接。

Claims

1.一种基于wifi的云教室智能教鞭的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、客户端和服务器端连接初始化：

步骤三、鼠标键盘操作的控制传输：

用户通过虚拟键盘操作时，客户端对虚拟键盘的操作信息通过 APPPKeyboardData发送到终端服务器端，服务器端更新桌面信息发送到客户端；

步骤四、手势操作PPT播放；

步骤五、虚拟键盘及触控板操作PPT播放。

2.根据权利要求1所述的基于wifi的云教室智能教鞭的控制方法，其特征在于：所述客户端向服务器端发送的安全交互PDU中包含一个被密钥加密的16字节的随机数列，所述随机数列采用事先约定好的密钥加密机制进行加密。

3.根据权利要求1所述的基于wifi的云教室智能教鞭的控制方法，其特征在于：所述多通道包括图像传输通道、控制传输通道和声音传输通道。

4.根据权利要求1所述的基于wifi的云教室智能教鞭的控制方法，其特征在于：所述手势操作PPT播放的方式为：

（1）触摸屏从左至右滑动：播放PPT下一页；

（2）触摸屏从右至左滑动：播放PPT上一页；

（3）触摸屏从左下至右上滑动：关闭当前PPT；

（4）触摸屏从右下至左上滑动：最小化当前PPT。