智慧教室多媒体集成管理信息系统的设计与实现探究

陆戌扬

上海金桥信息股份有限公司 上海 200233

引言

随着互联网技术的迅速发展，智慧教室在中小学及普通高校中得到了广泛应用，智慧教室主要是指以互联网技术为基础，运用多媒体手段辅助教学，并对人员出勤状况、监控设施、环境温度及湿度进行自动调解或远程控制。多媒体设备是智慧教室的主要资产，通过现代化高科技信息管理手段对其进行管理可以保证多媒体设备的利用率，使智慧教室为广大师生提供良好的教学服务[1]。

1 智慧教室应用需求分析

智慧教室作为网络信息技术、传感技术、人工智能快速发展下的产物，将其在教学中广泛应用具有积极意义，首先智慧教室可以为广大师生提供良好的智慧学习环境，其在教学内容的呈现上较传统教室更为生动多样，在获取学习资源上更为便利，同时在课堂互动性上形式也更加多样，是中小学乃至高校信息化发展到一定程度的内在诉求，也是目前互联网信息化时代的发展趋势所在。智慧教室通过试听设备与计算机技术相融合，通过对投影设备、交互白板等设备进行操控，更有利于教师在课堂上无缝引入教学资源，并能充分实现线上线下混合式教学模式，以人机互动为主要特点，依靠信息化技术手段实现教学，相较于传统教室更能激发学生学习兴趣，更有利于培养学生的创新意识，但是目前智慧教室在教学活动中信息化管理软件的应用尚未实现普及。因此设计与研发一款有效的信息管理系统可以帮助智慧教室使用人员更加便捷高效的使用其中的多媒体设备，同时在使用智慧教室之前进一步了解多媒体设备的各项信息，在提高设备使用效率的同时全面提高教学质量。

2 智慧教室管理信息系统的开发及运行环境

2.1 智慧教室管理系统的硬件及软件设计

智慧教室多媒体集成管理信息系统的硬件部分采用RFID射频识别技术，该技术的主要功能是对目标对象进行无接触自动识别，并获取相关数据，实现对物品进行追踪和快速交换搜集到的数据，并且不需要人工对其进行识别。通过RFID射频标签技术将系统生成的唯一编码贴在多媒体设备上，可以记录多媒体设备的相关数据。工作人员再运用读写器识别标签编码，然后把需要的信息写在标签和后台数据库里，再通过软件系统综合管理该信息。该技术保证了调取设备信息时的唯一性，不会出现输入编码出现多个设备备选的情况。本文主要探讨的是智慧教室多媒体集成管理信息系统的软件设计与研发，主要是在软件中输入RFID标签编码，通过该编码模拟硬件系统的数据来源，从而达到对多媒体设备的集中管理[2]。

智慧教室多媒体集成管理信息系统的软件部分通过运用相应的计算机开发语言编写系统界面及内部逻辑功能，同时后台数据库采用微软公司推出的sql server数据库管理系统。该系统的优势是可以查询、搜索、同步数据，并根据搜集来的数据进行分析和报告，且系统稳定性及安全性较高，用户使用体验感较好。数据库系统中的应用程序和数据相关对应关系如图1所示。

图1 数据库系统中的应用程序和数据相关对应关系

2.2 智慧教室管理信息系统的功能性需求

该系统相较于其他信息管理系统具备管理智慧教室工作人员以及管理设备资产及使用情况等附加功能。系统对相关人员的管理主要表现为对其注册、登陆、权限划分进行管理；对设备资产进行管理首先通过对系统形成的唯一标签进行管理，其次是对智慧教室中的多媒体设备的信息、位置以及维修保养记录进行管理，可以方便相关工作人员日常监测及查询设备运行情况，设备使用管理是对设备的预约、闲置及使用情况进行管理[3]。

3 智慧教室管理信息系统系统设计方案

3.1 系统的基本功能

从对智慧教室多媒体集成管理信息系统的需求及使用功能可以看出，该系统主要是对标签、用户、设备和智慧教室的相关信息进行管理。系统管理员的另一工作是对智慧教室所有相关人员的信息进行管理，并具有创建、添加、查看、修改、删除用户信息的权限，一旦有用户出现忘记密码或者是信息填写错误时可以通过系统管理员进行及时更正，以保证系统顺利运转。并且系统要保证相关人员信息在数据查询量较大的情况可以以列表的形式分页显示，以提高系统管理员工作效率。在系统页面设计中，用户首先进行注册，输入用户基本信息后等待系统认证，系统认证注册成功后会有提示在系统界面显示。通过输入正确的用户名及密码，可以进入该系统，为了简便操作，以及便于在用户在移动设备登录系统，系统设计采用手机及接受手机验证码的形式进行登录与注册，在用户忘记密码时可以采取手机验证码、微信、QQ等多种方式进行系统登录，多种登录方式并存符合大数据时代人们的操作习惯。同时还设计了七天免登录设计，方便用户及时进入系统。这种设计保证了必须本人通过输入秘密、手机验证码或者利用微信、QQ等才能进入系统，当用户名及密码输错会产生锁死功能，需要系统管理员在后台核实相关人员身份后进行解锁，解锁后才能正常使用，该功能保证了系统安全性。

系统通过对智慧教室多媒体设备上的RFID标签进行管理，将编码输入到该系统，该标签通过检测到识读器的信号，再将信号送至中央信息系统进行数据处理后得到与设备相关的唯一编码[4]。

对智慧教室的设备管理是整个智慧教室多媒体集成管理信息系统的核心，主要实现对设备进行分类管理、管理设备位置信息、记录设备使用信息、设备维修保养等情况。系统通过对智慧教室里的设备进行功能分类，根据设备使用功能进行分类管理，同时方便智慧教室使用人员使用设备；在对多媒体设备进行信息管理时，首先由智慧教室使用人员在操作时添加多媒体设备，并在系统界面上输入所选设备的具体信息，对于系统中添加的设备，因为每台多媒体设备对应唯一的标签，操作人员可以通过系统查看设备的详细信息从而实现对设备信息的管理功能；通过系统自动记录设备位置信息，智慧教室使用人员可以准确得知设备的出借、进入及离开智慧教室的时间，这一功能可以有效帮助学校进行设备资产管理；相较于传统设备维修管理，该系统的设备管理可以实现无纸化办公，由智慧教室使用人员在线填写维修保养申请，维修人员接收到申请后，对设备进行维修或者保养，工作完毕后在线填写维修记录形成工作闭环。使用人员通过在系统中输入设备编号，就可以查询到设备的使用情况，例如设备是否出借、是处于维修状态中还是处于闲置状态中。

3.2 智慧教室管理功能

智慧教室的运行使用过程中不但要对各种多媒体设备进行管理，还要管理智慧教室的相关信息。在管理过程中，为了方便统筹规划，如果其中一间教室被使用，那么系统将默认教室里所有的多媒体设备都在使用中，这样的逻辑设置可以便于智慧教室使用人员查询设备的使用情况。对智慧教室的分类、信息、预约管理是智慧教室管理模块的三大基本功能。首先根据教室的功能进行区分以管理拥有不同设备的教室，其次通过对智慧教室信息的输入，方便使用人员添加、修改、删除以及查看教室相关信息；最后是智慧教室的预约功能，各学科教师可以根据教学内容及需要使用的设备进行智慧教室的预约，通过在线提交申请，系统自动匹配符合条件的智慧教室，这在日常教学中将极大提高教室预约的效率[5]。

3.3 系统相关技术设计

系统中所要求的各项功能及信息关系可以通过相应的数据库设计得以实现，用户在系统界面输入登录名及密码后，系统首先在数据库中查询是否有相应的信息，有相应信息后意味着用户登录成功，并将用户信息存储成功，避免多次登录，如果数据库中没有查到用户信息，那么用户将无法登录到该系统。

4 系统功能测试

通过上述步骤完成的智慧教室管理信息系统，用户登录完毕后可以通过输入设备编码找到与之对应的唯一设备信息，测试后发现该系统的响应时间较短，且可以准确得到想要查找的设备信息，运行稳定可靠，操作较为简便[6]。

5 结束语

笔者在智慧教室管理信息系统设计中主要运用RFID射频识别技术，保证了设备选择的唯一性，实现了对智慧教室中多媒体设备的信息、位置、维修保养以及智慧教室的信息、预约等管理功能，界面操作简洁，系统运行稳定，大幅提升了对智慧教室的管理工作的效率，有效节约了人力，在今后的工作中，将进一步优化RFID技术中硬件设备与软件平台的结合，以提高系统在智慧教室中应用的实用性。