CN109285401A - 一种基于无线局域网的移动授课系统及其移动授课方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于无线局域网的移动授课系统及其移动授课方法，系统包括显示设备、PC设备服务端和手持设备客户端，手持设备客户端与PC设备服务端通过无线Wifi或PC端创建的无线热点连接；显示设备与PC设备服务端通信连接，用于显示PC设备服务端的信息；PC设备服务端设有控制指令处理模块、数据收发模块和数据处理模块。移动授课方法是基于移动授课系统而实现的PC设备服务端与手持设备客户端的同步操作和在显示设备的同步显示，从而使教师在离开讲台与学生互动时，可以通过手持设备端移动授课的方法。本发明连接方便，操作简单，让教师摆脱讲台的束缚，提升教学体验。

Description

一种基于无线局域网的移动授课系统及其移动授课方法

技术领域

本发明涉及一种基于无线局域网的应用技术领域，具体涉及一种基于无线局域网的移动授课系统及其移动授课方法。

背景技术

随着时代的进步和科学技术的发展，特别是显示设备如电子白板的应用，使信息技术与课堂教学的整合出现了革命性的突破，但老师依然被束缚在电子白板周围，无法在离开讲台、近距离与学生接触和互动的同时，对PPT、白板课件内容进行无线操作,无法在教室走动中进行移动授课，例如边移动边控制白板内容并进行操作控制，并在手持设备端中同步显示。

发明内容

有鉴于此，为解决上述技术问题，本发明的目的在于提出一种基于无线局域网的移动授课系统及其移动授课方法，使教师在离开讲台与学生互动时，可以通过手持设备端，无线遥控操作office文档，白板课件，上传音视频文件，模拟鼠标及批注等操作，连接方便，操作简单，让教师摆脱讲台的束缚，提升教学体验。

所采用的技术方案为：

一种基于无线局域网的移动授课系统，包括显示设备、PC设备服务端和手持设备客户端，所述手持设备客户端与PC设备服务端通过无线Wifi或PC端创建的无线热点连接；所述显示设备与PC设备服务端通信连接，用于显示PC设备服务端的信息；所述PC设备服务端设有控制指令处理模块、数据收发模块和数据处理模块；

所述控制指令处理模块，其在手持设备客户端启动时就启动工作，其获取PC设备服务端的网络地址、物理地址及设置的密码生成二维码提供手持设备客户端扫码登录；其检测WiFi连接状态，更新软件界面显示信息；

所述数据收发模块负责接收和解析缓存数据，并将解析后的数据传递给数据处理模块执行相关操作；

所述数据处理模块，根据获取到的指令类型，执行相关操作。

进一步地，所述数据处理模块包括密码验证模块、文件收发模块、模拟鼠标模块、屏幕共享模块和PPT播放控制模块；

所述密码验证模块，是在TCP连接成功后，手持设备客户端发送登录请求指令，PC设备服务端在解析出登录密码后，通过与预设密码相比较是否相同，是，则通过验证，登录成功并锁定已登录状态；否，则抛弃本次收到的全部指令并等待下个登录请求；

所述文件收发模块，是PC设备服务端启动一TCP Server，通过其监听与手持设备客户端的TCP连接,当手持设备客户端发送文件时，PC设备服务端根据指令类型，将标志位置为接收状态，手持设备客户端发送连接接入，启动文件接收线程；当客户端需要接收文件时，则会将标志位置为发送状态，并返回发送准备完成命令，等待手持设备客户端连接进入后，启动文件发送线程；

所述模拟鼠标模块，是响应手持设备客户端点击、双击、左右键点击指令，PC设备服务端在接收到指令后，根据判断指令类型和点击坐标点，模拟为鼠标操作；

所述屏幕共享模块，是使PC设备服务端(大屏)同步到手持客户端(小屏)上显示，实现屏幕共享；

所述PPT播放控制模块，是在手持设备客户端发送控制PPT播放的指令，在PC端同步控制，并在显示设备同步显示。

一种基于无线局域网的移动授课系统的移动授课方法，包括如下步骤：

S1.将手持设备客户端与PC设备服务端通过无线Wifi或PC端创建的无线热点连接；显示设备与PC设备服务端通信连接；

S2.通过密码验证模块进行手持设备客户端与PC设备服务端的同一ID的连接；

S3.通过文件收发模块，文件在手持设备客户端与PC设备服务端同步发送与接收；

S4.通过模拟鼠标模块，响应手持设备客户端点击、双击、左右键点击指令，PC设备服务端在接收到指令后，根据判断指令类型和点击坐标点，模拟为鼠标操作；

S5.通过屏幕共享模块，PC设备服务端(大屏)同步到手持客户端(小屏)上显示，实现屏幕共享；

S6.通过PPT播放控制模块，在手持设备客户端发送控制PPT播放的指令，在PC端同步控制，并在显示设备同步显示。

进一步地，所述屏幕共享模块的同屏显示的步骤如下：

步骤一,在PC设备服务端接收到开启同屏指令后，判断Nginx流媒体服务器是否正在运行，是，则结束Nginx进程并进入步骤二；否，则直接进入步骤二；

步骤二，启动Nginx流媒体服务器，判断是否启动成功，是，进入步骤三，否，则重试次数N加1并判断是否小于5，是，则重新进入步骤二，否，则返回同屏失败指令；

步骤三，根据PC设备服务端的IP地址，获取RTMP推流地址url；

步骤四，判断FFmpeg是否启动推流，是，则结束FFmpeg进程并进入下一步骤，否，则直接进入步骤五；

步骤五，启动FFmpeg，录制当前桌面为RTMP流媒体流,并推送至地址url上，推流成功，则进入步骤六，失败，则重试次数N加1并判断是否小于5，是，则重新进入步骤五，否，则发送同屏失败命令；

步骤六，发送推流地址url至手持设备客户端程序，供其拉流播放使用。

进一步地，所述PPT播放控制模块的PPT播放控制步骤如下：

步骤一，收到PPT无线播放指令时，PC设备服务端判断是否开启PPT文档，否，则返回错误提示；是，则将PPT内容转存为图片；

步骤二，PC设备服务端操作PPT进入全屏播放模式，判断是否成功进入全屏播放，否，则发送错误提示；是，则将步骤一存储的PPT内容图片发送至手持设备客户端；

步骤三，手持客户端在收到数据和指令后，进入PPT播放控制界面，执行包括PPT上下翻页、PPT批注、硬笔书写、聚光灯、笔类型切换、撤销和笔迹嵌入在内的操作，从而在PC端同步控制，并在显示设备同步显示。

进一步地，所述PPT批注的实现步骤如下：

在接收到进入批注指令后，创建一个透明的批注层，若客户端操作切换为书写笔或激光笔时，通过手持客户端的触摸书写，书写坐标点会发送到PC服务端,在经过坐标转换后显示在透明批注层上，实现笔迹同步书写。

进一步地，所述笔迹嵌入的实现步骤如下：

步骤一，在PC设备服务端接收到笔迹嵌入指令后，判断当前顶层窗口是否是为PPT，否，返回错误信息；是，进行下一步骤；

步骤二，将当前屏幕上所有的批注笔迹渲染为图片img并获取该图片左上角坐标值p1；

步骤三，调用Windows API将坐标值p1从以像素为单位转化为以磅为单位的p2，供office提供的接口使用；

步骤四，调用office提供的接口，以步骤二、步骤三生成的图片img和坐标p2为依据，将笔迹嵌入到PPT文档中，实现笔迹嵌入，保存随堂笔迹的功能。

本发明的有益效果在于：

本发明通过包括密码验证模块、文件收发模块、模拟鼠标模块、屏幕共享模块和PPT播放控制模块等数据处理模块来实现教师的可移动授课，实现PC设备服务端与手持设备客户端的同步操作和在显示设备的同步显示，从而使教师在离开讲台与学生互动时，可以通过手持设备端，无线遥控操作office文档，白板课件，上传音视频文件，模拟鼠标及PPT批注等操作，连接方便，操作简单，让教师摆脱讲台的束缚，提升教学体验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一种基于无线局域网的移动授课系统的结构示意图；

图2是本发明的PC设备服务端手持设备客户端的结构示意图；

图3是本发明的屏幕共享模块的同屏显示流程示意图；

图4是本发明的PPT批注的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明优选的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1和图2所示，图1是本发明一个实施方式中的基于无线局域网的移动授课系统的简要结构示意图，其中包括：显示设备3、PC设备服务端2和手持设备客户端1。

图2是本发明PC设备服务端和手持设备客户端的结构示意图，其中包括：手持设备客户端1，PC设备服务端2。

本发明实施方式提供的PC设备服务端可以是安装了Windows系统的笔记本电脑、台式电脑或平板电脑等，并且都需要带有无线网卡；本发明实施方式中提供的手持设备客户端可以是支持拍照、Wifi连接，Android4.2系统以上的手持设备和iOS 8.0系统以上的手持设备，例如手机、小型平板电脑等。

本发明实施方式提供的显示设备3包括但不限于电子白板、一体机设备等大屏幕教学显示设备。

其中，手持设备客户端1，用于供教师在走动过程中点击操作，发送指令至PC设备服务端2，其中，PC设备服务端包括控制指令处理模块21、数据收发模块22和数据处理模块23；

控制指令处理模块21，在服务端程序启动时，就启动工作，其获取PC端网络地址、物理地址及设置的密码生成二维码提供客户端扫码登录；检测WiFi连接状态，更新软件界面显示信息。

数据收发模块22负责接收和解析缓存数据，并将解析后的数据传递给数据处理模块23执行相关操作；

数据处理模块23，根据获取到的指令类型，执行相关操作。数据处理模块23包括密码验证模块、文件收发模块、模拟鼠标模块、屏幕共享(即同屏)模块和PPT播放控制模块；则相应相关操作包括密码验证、文件收发、模拟鼠标、屏幕共享(即同屏)和PPT播放控制；

密码验证模块，是在TCP((Transmission Control Protocol，传输控制协议，是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议)连接成功后，手持设备客户端程序会发送登录请求指令，PC设备服务端程序在解析出登录密码后，通过与预设密码相比较是否相同，是，则通过验证，登录成功并锁定已登录状态；否，则抛弃本次收到的全部指令并等待下个登录请求。

文件收发模块，是PC设备服务端启动一TCP Server，通过其监听与手持设备客户端的TCP连接,当手持设备客户端发送文件时，PC设备服务端根据指令类型，将标志位置为接收状态，手持设备客户端发送连接接入，启动文件接收线程；当客户端需要接收文件时，则会将标志位置为发送状态，并返回发送准备完成命令，等待手持设备客户端连接进入后，启动文件发送线程；

模拟鼠标模块，是响应手持设备客户端点击、双击、左右键点击指令，PC设备服务端在接收到指令后，根据判断指令类型和点击坐标点，模拟为鼠标操作。

屏幕共享(即同屏)模块，参见图3所示，图3是本发明一实施方式中屏幕共享模块的同屏显示流程示意图，其包含的步骤如下：

步骤一,在PC设备服务端接收到开启同屏指令后，判断Nginx流媒体服务器是否正在运行，是，则结束Nginx进程并进入步骤二；否则直接进入步骤二；

步骤二，启动Nginx流媒体服务器，判断是否启动成功，是，进入步骤三，否，则重试次数N加1并判断是否小于5，是，则重新进入步骤二，否，则返回同屏失败指令；

步骤三，根据PC设备服务端IP地址，获取RTMP推流地址url；

步骤四，判断FFmpeg是否启动推流，是，则结束FFmpeg进程并进入下一步骤，否，则直接进入步骤五；

步骤五，启动FFmpeg，录制当前桌面为RTMP流媒体流,并推送至地址url上，推流成功，则进入步骤六，失败，则重试次数N加1并判断是否小于5，是，则重新进入步骤五，否，则发送同屏失败命令；

步骤六，发送推流地址url至手持设备客户端，供其拉流播放使用。

其中，Nginx流媒体服务器，是一款轻量级的Web服务器/反向代理服务器及电子邮件(IMAP/POP3)代理服务器，具有占有内存少，并发能力强的优点。

FFmpeg多媒体视频处理工具，是一套可以用来记录、转换数字音频、视频，并能将其转化为流的开源计算机程序，能够提供录制、转换以及流化音视频的完整解决方案；本系统中使用它来进行屏幕录制，并转换成h.264视频流进行推送。

PPT播放控制模块的PPT播放控制的步骤如下：

步骤一，收到PPT无线播放指令时，服务端程序判断PC端是否开启PPT文档，否，则返回错误提示；是，则将PPT内容转存为图片；

步骤二，服务端程序操作PPT进入全屏播放模式，判断是否成功进入全屏播放，否，则发送错误提示；是，则将步骤一存储的PPT内容图片发送至手持设备客户端；

步骤三，手持客户端在收到数据和指令后，进入PPT播放控制界面，执行PPT上下翻页、进入PPT批注等操作。

图4是本发明一实施方式中PPT批注的流程示意图，属于PPT播放控制模块的一部分；PPT播放控制模块包括PPT批注、硬笔书写、聚光灯、笔类型切换、撤销和笔迹嵌入等模块。

其中，PPT批注模块，在接收到进入批注指令后，创建一个透明的批注层，若客户端操作切换为书写笔，激光笔时，可通过手持客户端的触摸书写，书写坐标点会发送到PC服务端,在经过坐标转换后显示在透明批注层上，实现笔迹同步书写。

PPT批注模块用于教师在上课讲解PPT时在手持设备客户端的批注，方便学生理解。

其中，笔迹嵌入模型实现笔迹嵌入的步骤如下：

步骤一，在PC设备服务端接收到笔迹嵌入指令后，判断当前顶层窗口是否是为PPT，否，返回错误信息；是，进行下一步骤；

步骤二，将当前屏幕上所有的批注笔迹渲染为图片img并获取该图片左上角坐标值p1；

步骤三，调用Windows API将坐标值p1从以像素为单位转化为以磅为单位的p2，供office提供的接口使用；

步骤四，调用office提供的接口，以步骤二、步骤三生成的图片img和坐标p2为依据，将笔迹嵌入到PPT文档中，实现笔迹嵌入，实现保存随堂笔迹的功能。

本发明通过包括密码验证模块、文件收发模块、模拟鼠标模块、屏幕共享模块和PPT播放控制模块等数据处理模块来实现教师的可移动授课，实现PC设备服务端与手持设备客户端的同步操作和在显示设备的同步显示，从而使教师在离开讲台与学生互动时，可以通过手持设备端，无线遥控操作office文档，白板课件，上传音视频文件，模拟鼠标及PPT批注等操作，连接方便，操作简单，让教师摆脱讲台的束缚，提升教学体验。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于无线局域网的移动授课系统，其特征在于，包括显示设备、PC设备服务端和手持设备客户端，所述手持设备客户端与PC设备服务端通过无线Wifi或PC端创建的无线热点连接；所述显示设备与PC设备服务端通信连接，用于显示PC设备服务端的信息；所述PC设备服务端设有控制指令处理模块、数据收发模块和数据处理模块；

所述控制指令处理模块，其在手持设备客户端启动时就启动工作，其获取PC设备服务端的网络地址、物理地址及设置的密码生成二维码提供手持设备客户端扫码登录；其检测WiFi连接状态，更新软件界面显示信息；

所述数据收发模块负责接收和解析缓存数据，并将解析后的数据传递给数据处理模块执行相关操作；

所述数据处理模块，根据获取到的指令类型，执行相关操作。

2.根据权利要求1所述的基于无线局域网的移动授课系统，其特征在于，所述数据处理模块包括密码验证模块、文件收发模块、模拟鼠标模块、屏幕共享模块和PPT播放控制模块；

所述密码验证模块，是在TCP连接成功后，手持设备客户端发送登录请求指令，PC设备服务端在解析出登录密码后，通过与预设密码相比较是否相同，是，则通过验证，登录成功并锁定已登录状态；否，则抛弃本次收到的全部指令并等待下个登录请求；

所述文件收发模块，是PC设备服务端启动一TCP Server，通过其监听与手持设备客户端的TCP连接,当手持设备客户端发送文件时，PC设备服务端根据指令类型，将标志位置为接收状态，手持设备客户端发送连接接入，启动文件接收线程；当客户端需要接收文件时，则会将标志位置为发送状态，并返回发送准备完成命令，等待手持设备客户端连接进入后，启动文件发送线程；

所述模拟鼠标模块，是响应手持设备客户端点击、双击、左右键点击指令，PC设备服务端在接收到指令后，根据判断指令类型和点击坐标点，模拟为鼠标操作；

所述屏幕共享模块，是使PC设备服务端同步到手持客户端上显示，并可以通过手持客户端操作实时控制大屏设备；

所述PPT播放控制模块，是在手持设备客户端发送PPT播放的指令，在PC端同步控制，并在显示设备同步显示。

3.一种根据权利要求2所述的基于无线局域网的移动授课系统的移动授课方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.将手持设备客户端与PC设备服务端通过无线Wifi或PC端创建的无线热点连接；显示设备与PC设备服务端通信连接；

S2.通过密码验证模块进行手持设备客户端与PC设备服务端的同一ID的连接；

S3.通过文件收发模块，文件在手持设备客户端与PC设备服务端同步发送与接收；

S4.通过模拟鼠标模块，响应手持设备客户端点击、双击、左右键点击指令，PC设备服务端在接收到指令后，根据判断指令类型和点击坐标点，模拟为鼠标操作；

S5.通过屏幕共享模块，使PC设备服务端同步到手持客户端上显示，实现屏幕共享；

S6.通过PPT播放控制模块，在手持设备客户端发送PPT播放的指令，实现在PC端的同步控制，并在显示设备同步显示。

4.根据权利要求3所述的基于无线局域网的移动授课系统的移动授课方法，其特征在于，所述屏幕共享模块的同屏显示的步骤如下：

步骤一,在PC设备服务端接收到开启同屏指令后，判断Nginx流媒体服务器是否正在运行，是，则结束Nginx进程并进入步骤二；否，则直接进入步骤二；

步骤二，启动Nginx流媒体服务器，判断是否启动成功，是，进入步骤三，否，则重试次数N加1并判断是否小于5，是，则重新进入步骤二，否，则返回同屏失败指令；

步骤三，根据PC设备服务端的IP地址，获取RTMP推流地址url；

步骤四，判断FFmpeg是否启动推流，是，则结束FFmpeg进程并进入下一步骤，否，则直接进入步骤五；

步骤五，启动FFmpeg，录制当前桌面为RTMP流媒体流,并推送至地址url上，推流成功，则进入步骤六，失败，则重试次数N加1并判断是否小于5，是，则重新进入步骤五，否，则发送同屏失败命令；

步骤六，发送推流地址url至手持设备客户端程序，供其拉流播放使用。

5.根据权利要求3所述的基于无线局域网的移动授课系统的移动授课方法，其特征在于，所述PPT播放控制模块的PPT播放控制步骤如下：

步骤一，收到手持设备客户端发送的PPT无线播放指令时，PC设备服务端判断是否开启PPT文档，否，则返回错误提示；是，则将PPT内容转存为图片；

步骤二，PC设备服务端操作PPT进入全屏播放模式，判断是否成功进入全屏播放，否，则发送错误提示；是，则将步骤一存储的PPT内容图片发送至手持设备客户端；

步骤三，手持客户端在收到数据和指令后，进入PPT播放控制界面，执行包括PPT上下翻页、PPT批注、硬笔书写、聚光灯、笔类型切换、撤销和笔迹嵌入在内的操作，从而在PC端同步控制，并在显示设备同步显示。

6.根据权利要求5所述的基于无线局域网的移动授课系统的移动授课方法，其特征在于，所述PPT批注的实现步骤如下：

在接收到进入批注指令后，创建一个透明的批注层，若手持客户端操作切换为书写笔或激光笔时，通过手持客户端的触屏书写，书写坐标点会发送到PC服务端,在经过坐标转换后显示在透明批注层上，实现笔迹同步书写。

7.根据权利要求5所述的基于无线局域网的移动授课系统的移动授课方法，其特征在于，所述笔迹嵌入的实现步骤如下：

步骤一，在PC设备服务端接收到笔迹嵌入指令后，判断当前顶层窗口是否是为PPT，否，返回错误信息；是，进行下一步骤；

步骤二，将当前屏幕上所有的批注笔迹渲染为图片img并获取该图片左上角坐标值p1；

步骤三，调用Windows API将坐标值p1从以像素为单位转化为以磅为单位的p2，供office提供的接口使用；

步骤四，调用office提供的接口，以步骤二、步骤三生成的图片img和坐标p2为依据，将笔迹嵌入到PPT文档中，实现笔迹嵌入，实现保存随堂笔迹的功能。