基于IP的電子白板系統的設計

隨著(zhù)我國教育科研網(wǎng)（CERNET）的不斷普及和推廣使用，許多高等學(xué)校將遠程網(wǎng)絡(luò )教育作為輔助教學(xué)的一個(gè)重要手段。網(wǎng)絡(luò )教育的基礎是建立網(wǎng)絡(luò )教室系統，其中，傳統的黑板被電子白板所替代，電子白板不僅可以滿(mǎn)足教師的需要，方便隨意地書(shū)寫(xiě)、繪畫(huà)，開(kāi)展豐富多采的教學(xué)活動(dòng)，而且，通過(guò)電子白板，異地的學(xué)生們可以“登錄”互聯(lián)網(wǎng)，和教師進(jìn)行“面對面”的實(shí)時(shí)交流，領(lǐng)略最新的知識，感悟信息爆炸所帶來(lái)的沖擊。這種教育所帶來(lái)的效果是傳統教育方式所無(wú)法比擬的。本文以所指導的大四畢業(yè)設計課題為例，設計了一種方便、實(shí)用的基于IP的電子白板系統。
2　電子白板應用技術(shù)簡(jiǎn)介
2．1　GDI圖形設備接口
　　它是一個(gè)抽象的接口。相當于圖形顯示的函數庫，實(shí)現設備的無(wú)關(guān)性。也就是說(shuō)，Windows編程時(shí)不允許直接訪(fǎng)問(wèn)顯示硬件，而必須通過(guò)和特定窗口相關(guān)的“設備環(huán)境”（DC）跟顯示硬件進(jìn)行通訊。
2．2　VCAD（VisualCAD）小型圖形應用程序
　　該程序與Windows附帶畫(huà)圖工具相似，使用標準Windows界面，用于設置界面，繪制直線(xiàn)、矩形、圓、自由線(xiàn)以及文字，并有調色板和繪圖工具欄與相應操作對應。所有圖形邊框的寬度和顏色可以調整，矩形和圓可以置為實(shí)心或空心，文字類(lèi)型和顏色可以調整并添加在任何地方。
　　建立一個(gè)圖元鏈表存儲圖元信息，以實(shí)現存儲和打開(kāi)操作，并可以以圖元包為單位進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )傳輸。刪除操作可以利用圖元的外接矩形選定，并通過(guò)鏈表的刪除操作實(shí)現。
2．3　Socket套接字
Winsock控件對用戶(hù)來(lái)說(shuō)是不可見(jiàn)的，它提供了訪(fǎng)問(wèn)TCP和UDP網(wǎng)絡(luò )服務(wù)的方便途徑。MicrosoftAccess、VisualBasic、VisualC＋＋或VisualFoxPro的開(kāi)發(fā)人員都可使用它。為編寫(xiě)客戶(hù)或服務(wù)器應用程序，不必了解TCP的細節。通過(guò)設置控件的屬性并調用其方法就可輕易連接到一臺遠程計算機上去，并且還可雙向交換數據。
　　本次設計是采用TCP數據傳輸協(xié)議，它允許創(chuàng )建和維護與遠程計算機的連接。要使用TCP協(xié)議，那么，首先必須決定應用程序是服務(wù)器還是客戶(hù)端。如果要創(chuàng )建一個(gè)服務(wù)器端，那么應用程序需要“監聽(tīng)”指定的端口。當客戶(hù)端提出連接請求時(shí)，服務(wù)器端能夠接受請求并建立連接。在連接建立之后，客戶(hù)端與服務(wù)器端可以自由地互相通訊。
　　如果創(chuàng )建客戶(hù)應用程序，就必須知道服務(wù)器計算機名或者IP地址，還要知道進(jìn)行“偵聽(tīng)”的端口，然后調用Connect方法。建立連接后，任何一方計算機都可以收發(fā)數據。
3　基于IP電子白板系統的設計
3．1　系統結構
系統結構如圖1所示。

3．1．1　界面設計部分
　　為了營(yíng)造出美觀(guān)實(shí)用的界面，本系統采用了與Windows操作系統附帶的畫(huà)圖板相類(lèi)似的繪圖環(huán)境，僅僅添加了幾個(gè)連接
選項，力求使界面標準化，簡(jiǎn)化用戶(hù)對系統的熟悉過(guò)程，同時(shí)在狀態(tài)欄中加入了當前工作狀態(tài)和鼠標坐標的顯示功能。
3．1．2　繪圖設計部分
　　繪圖設計模塊是電子白板系統的一個(gè)十分重要的組成部分。它首先進(jìn)行繪圖參數的初始化，然后對繪圖工具欄進(jìn)行設置，若用戶(hù)沒(méi)有要求打開(kāi)原有的．pdf文件，則創(chuàng )建新的白板文件，接著(zhù)由鼠標選擇進(jìn)入畫(huà)圖模塊。在退出或存儲項被擊活時(shí)提示存儲。
3．1．3　實(shí)時(shí)交互系統
　　實(shí)時(shí)交互系統包括服務(wù)器端和客戶(hù)端兩部分，它們首先分別進(jìn)行初始化，創(chuàng )建套接字以及捆綁地址。然后服務(wù)端通過(guò)監聽(tīng)端口等待連接請求，當客戶(hù)端有連接信號到來(lái)時(shí)，它接收客戶(hù)端的地址并建立連接?？蛻?hù)端在收到確認信號以后，表示連接已經(jīng)成功，可以開(kāi)始傳送數據?？蛻?hù)端的輸入數據類(lèi)型分為兩類(lèi)：文本和圖形對象。文本用于客戶(hù)之間進(jìn)行文字交談，圖形對象則包括直線(xiàn)、矩形、圓、以及自由畫(huà)線(xiàn)等。每一種數據類(lèi)型都被定義為相應的類(lèi)，并由另一個(gè)類(lèi)包裝成數據包在網(wǎng)絡(luò )上傳送，接收到數據的一方，通過(guò)解壓數據包，將圖形還原出來(lái)。當網(wǎng)絡(luò )出錯或請求斷開(kāi)時(shí)，釋放網(wǎng)絡(luò )資源。如圖2所示。