基于物聯(lián)網(wǎng)的低碳時(shí)代多媒體教學(xué)環(huán)境構(gòu)建研究

張豪鋒　楊緒輝

【摘要】隨著低碳時(shí)代的到來，多媒體教學(xué)環(huán)境被賦予了新內(nèi)涵，而物聯(lián)網(wǎng)作為新一代的智能網(wǎng)絡(luò)，可以有效滿足其新需求。在對(duì)多媒體教學(xué)環(huán)境進(jìn)行現(xiàn)狀分析的基礎(chǔ)上，提出了在設(shè)計(jì)理念、節(jié)能減排、人員管理和資產(chǎn)管理等方面的新要求，接著闡述了物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵、特征及對(duì)多媒體教學(xué)環(huán)境的支持，又介紹了研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)多媒體教學(xué)環(huán)境控制系統(tǒng)以及使用評(píng)價(jià)的狀況，說明其可行性和有效性，以期推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)在教育中的應(yīng)用，進(jìn)一步加快物聯(lián)網(wǎng)教育領(lǐng)域的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】低碳時(shí)代；多媒體教學(xué)環(huán)境；物聯(lián)網(wǎng)

【中圖分類號(hào)】G40－057【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【論文編號(hào)】1009－8097（2012）12－0047－06

自工業(yè)革命以來，世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展態(tài)勢(shì)迅猛，與此同時(shí)，環(huán)境問題也越來越嚴(yán)峻，尤其是全球變暖，促使“低碳”滲入到各個(gè)領(lǐng)域。2009年12月的哥本哈根會(huì)議之后，國(guó)際社會(huì)要求各國(guó)政府承擔(dān)減排責(zé)任的呼聲越來越高。“低碳”時(shí)代即將到來，是國(guó)際大背景的使然，是全球化的經(jīng)濟(jì)、政治、文化、能源、環(huán)境等因素交互作用的必然結(jié)果，能源危機(jī)、氣候危機(jī)和金融危機(jī)的疊加效應(yīng)又催化了它的到來。

在現(xiàn)代教育技術(shù)的今天，多媒體教學(xué)環(huán)境規(guī)模已經(jīng)從傳統(tǒng)意義上的單機(jī)型和網(wǎng)絡(luò)型，發(fā)展到了有規(guī)律組合的計(jì)算機(jī)“群落”，從對(duì)多種媒體信息的簡(jiǎn)單呈現(xiàn)，發(fā)展到對(duì)環(huán)境的智能處理，從以設(shè)備使用控制為主的管理，發(fā)展為教學(xué)、管理、安防各個(gè)子系統(tǒng)的集控管理方式。隨著低碳時(shí)代的到來，如何把教育資源和關(guān)系聯(lián)結(jié)起來，建立多維的、協(xié)同的、彈而有序的學(xué)習(xí)系統(tǒng)，進(jìn)一步有效構(gòu)建多媒體教學(xué)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)其智能化和節(jié)能減排，是新時(shí)代的要求，也是我們電教人應(yīng)主動(dòng)承擔(dān)的責(zé)任。

作為新一代信息技術(shù)重要組成部分的物聯(lián)網(wǎng)，可以通過射頻識(shí)別（RFID）、紅外感應(yīng)器等傳感設(shè)備，按照一定的協(xié)議，實(shí)現(xiàn)物理世界、計(jì)算機(jī)世界以及人類社會(huì)這三元世界的聯(lián)通，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)物品的智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建多媒體教學(xué)環(huán)境，讓其“開口說話”，不但可以實(shí)現(xiàn)資源和設(shè)備的連通，而且可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。

一、多媒體教學(xué)環(huán)境分析

1、多媒體教學(xué)環(huán)境現(xiàn)狀

多媒體教學(xué)環(huán)境是院?；A(chǔ)建設(shè)的重要內(nèi)容之一，它泛指在一定空間內(nèi)利用信息技術(shù)進(jìn)行教學(xué)的各種因素綜合，包括設(shè)備（如設(shè)備、系統(tǒng)等）、資源（如圖書、講義、文件等）和活動(dòng)（如教學(xué)、會(huì)議、學(xué)術(shù)交流）三個(gè)要素。它普遍存在以下幾個(gè)問題：

（1）人員配備不足，運(yùn)行效率差。多媒體教室管理費(fèi)用中人員成本是一項(xiàng)很重要的開銷，隨著學(xué)校多媒體教室不斷擴(kuò)充，多媒體教學(xué)環(huán)境建設(shè)的人工成本會(huì)不斷加大，另外教學(xué)樓因樓層分布廣，管理人員管理難度大。

（2）智能程度不高，完備性差。多媒體教學(xué)環(huán)境通常是由上百個(gè)多媒體教室組成，中控設(shè)備與多媒體軟件進(jìn)行的是單向交流，而非雙向的互動(dòng)，設(shè)備的擴(kuò)展性和維護(hù)性差，只有控制，而無智能化的管理。

（3）資源流通低，共享性差。學(xué)習(xí)者應(yīng)該利用技術(shù)工具中介，更有效地與學(xué)習(xí)環(huán)境中的信息資源和學(xué)習(xí)社群進(jìn)行互動(dòng)，以促進(jìn)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)績(jī)效。而現(xiàn)代多媒體教室大多只是獨(dú)立的個(gè)體，相互之間沒有聯(lián)系，信息不流通，資源共享性差。

（4）運(yùn)行能耗高，節(jié)能意識(shí)差。平時(shí)管理人員配備不足，對(duì)設(shè)備管理不到位，導(dǎo)致了許多設(shè)備超長(zhǎng)時(shí)間負(fù)荷，另外無課多媒體自習(xí)室利用率也偏低，加上人們節(jié)能意識(shí)差，造成浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重。

2、低碳時(shí)代的多媒體教學(xué)環(huán)境

低碳（lowcarbon），意指較低（更低）的溫室氣體（二氧化碳為主）的排放。低碳包括低碳經(jīng)濟(jì)、低碳生活、低碳生產(chǎn)和低碳消費(fèi)等諸多領(lǐng)域，其中低碳經(jīng)濟(jì)和低碳生活是其核心內(nèi)容。發(fā)展低碳的核心是技術(shù)創(chuàng)新、制度創(chuàng)新和人類生存發(fā)展觀念的根本性轉(zhuǎn)變，重在科學(xué)理性、著眼長(zhǎng)遠(yuǎn)，避免片面發(fā)展、無序發(fā)展，低水平競(jìng)爭(zhēng)等問題。

低碳時(shí)代對(duì)多媒體教學(xué)環(huán)境提出了更高的要求，不僅要滿足學(xué)校各種教學(xué)應(yīng)用的需求，還要獲得良好的社會(huì)效益、教學(xué)效益和環(huán)境效益，在以下幾方面都有新內(nèi)容。

（1）設(shè)計(jì)理念

多媒體教學(xué)環(huán)境的設(shè)計(jì)包括音頻系統(tǒng)、視頻系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、物理環(huán)境、學(xué)習(xí)環(huán)境等。管理人員在對(duì)多媒體教學(xué)環(huán)境進(jìn)行新建、改建和擴(kuò)建時(shí)，立足教學(xué)需要，對(duì)“教師主導(dǎo)、學(xué)生主體”的雙主教學(xué)活動(dòng)提供有效支持的同時(shí)，兼顧系統(tǒng)的先進(jìn)性和擴(kuò)展性，以系統(tǒng)的可靠性為保障，實(shí)行系統(tǒng)的集成化和智能化，支持多系統(tǒng)、多用戶、多分支機(jī)構(gòu)的靈活介入，適應(yīng)現(xiàn)在以及未來的應(yīng)用需要。

（2）節(jié)能減排

在節(jié)能減排方面，除了需要增加多媒體教學(xué)環(huán)境管理人員和使用人員節(jié)能環(huán)保意識(shí)，和使用新技術(shù)的節(jié)能裝備外，更重要的是引入先進(jìn)技術(shù)，建立智能化控制系統(tǒng)，可以對(duì)多媒體教學(xué)環(huán)境的各個(gè)部分進(jìn)行智能控制，如能感知光照強(qiáng)度實(shí)行燈光強(qiáng)度的自動(dòng)控制；自動(dòng)關(guān)閉人數(shù)少的自習(xí)教室的電源，合并散布人員，以充分利用教室資源：根據(jù)溫度可以控制空調(diào)、電扇設(shè)施等。

（3）資源流通

在低碳時(shí)代，作為資源流通的平臺(tái)是多媒體教學(xué)環(huán)境的主要作用之一，它對(duì)節(jié)約時(shí)間、人力和物力資源都具有廣泛的意義，此外，對(duì)于學(xué)習(xí)者而言，這種知識(shí)的動(dòng)態(tài)分布與關(guān)聯(lián)使得他們通過所建立的“鏈接”保持自身在領(lǐng)域知識(shí)中的先進(jìn)性。而互不相同的理念與領(lǐng)域之間的關(guān)聯(lián)也能夠使他們產(chǎn)生新的方法事物；對(duì)于教師而言，加強(qiáng)了他們之間教學(xué)資源的共享和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的交流，在提升教師對(duì)知識(shí)的把握和教學(xué)技能等方面有一定的幫助。

（4）人員管理

在低碳時(shí)代，在人的方面的管理措施要求減少人員費(fèi)用開銷，提高設(shè)備的管理效率，這就有賴于多媒體教學(xué)系統(tǒng)的人性化和智能化。管理人員在任何時(shí)間和任何地點(diǎn)能夠通過電腦、手機(jī)隨時(shí)查看多媒體教學(xué)設(shè)備的使用狀況，進(jìn)行智能化操作；能及時(shí)、準(zhǔn)確、有效的處理日常工作，從而提高管理人員工作效率；在擴(kuò)建多媒體教學(xué)環(huán)境時(shí)無需增加人員負(fù)擔(dān)，還可以避免非專業(yè)人員的非法操作，進(jìn)而延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。此外，還能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患，以便及時(shí)處理。

（5）資產(chǎn)管理

多媒體教學(xué)環(huán)境中的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和投影顯示系統(tǒng)本身屬于易耗品，在學(xué)校環(huán)境下，容易忽略對(duì)它們的維護(hù)，加速設(shè)備的損壞和老化。此外。多媒體系統(tǒng)在升級(jí)時(shí)，擴(kuò)展性較差，在維修時(shí)，可維護(hù)性較差，導(dǎo)致了資源的極大浪費(fèi)。在低碳時(shí)代，要求系統(tǒng)具有良好的擴(kuò)展性和可維護(hù)性。加強(qiáng)對(duì)資產(chǎn)有效的管理，做好設(shè)備、器材的保養(yǎng)工作，以減少設(shè)備的無形消耗。

二、物聯(lián)網(wǎng)優(yōu)勢(shì)

1、物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵

物聯(lián)網(wǎng)（TheIntemetofThings）是指所有物品通過射頻識(shí)別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息交換和通訊，實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。它是“物物相連的網(wǎng)絡(luò)”，在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)里，物品能夠彼此進(jìn)行“交流”，而無需人的干預(yù)。

2、物聯(lián)網(wǎng)的特征

（1）感知性：物聯(lián)網(wǎng)連接的數(shù)據(jù)采集端涉及范圍非常廣泛，集成多種類型的傳感器，包含射頻識(shí)別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等各類傳感設(shè)備，能夠?qū)崟r(shí)采集任何需要監(jiān)控、連接、互動(dòng)的物體或過程。

（2）互聯(lián)性：物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)多種網(wǎng)絡(luò)、接入、應(yīng)用技術(shù)的集成，也是一個(gè)讓人與自然界、人與物、物與物進(jìn)行交流的平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)任意物體（anythingconnection）在任意時(shí)間（anytimeconnection）、任意地點(diǎn)（anyplaceconnection）的連通。

（3）智能性：物聯(lián)網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)不同類型、不同格式數(shù)據(jù)的交換和通信，也可以對(duì)客觀事物進(jìn)行合理分析、判斷及有目的地行動(dòng)和有效地處理周圍環(huán)境事宜的綜合能力。此外，它也可以實(shí)現(xiàn)智能化的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)人與物體之間的“對(duì)話”，物體與物體之間的“交流”。

3、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)多媒體教學(xué)環(huán)境的支持

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運(yùn)用到多媒體教學(xué)環(huán)境中，可以使系統(tǒng)更容易、性能更強(qiáng)大、靈活性更強(qiáng)、浪費(fèi)更少、維護(hù)成本和造價(jià)更低，從而實(shí)現(xiàn)管控智能化和低碳需求。

（1）設(shè)備的低能耗和低排放

運(yùn)用在多媒體教學(xué)環(huán)境的物聯(lián)網(wǎng)，可由無線傳感網(wǎng)絡(luò)來構(gòu)成，它是由大量體積小，成本低，具有無限通信、傳感和數(shù)據(jù)處理能力的傳感器節(jié)點(diǎn)組成，它們傳輸速率低，傳輸數(shù)據(jù)量少，且普通電池就可支持節(jié)點(diǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)長(zhǎng)達(dá)6個(gè)月到2年左右。另外，可以有效采集到設(shè)備的使用狀況和教室的環(huán)境信息，管理人員通過查看系統(tǒng)可以采取有效措施，解決浪費(fèi)現(xiàn)象。

（2）管理的及時(shí)性和高效性

物聯(lián)網(wǎng)可以將傳感器收集的多媒體教學(xué)環(huán)境的信息，傳遞給桌面顯示系統(tǒng)，或者將處理后的信息，通過Web網(wǎng)絡(luò)傳遞給電腦終端和手機(jī)終端，管理人員再通過控制系統(tǒng)對(duì)多媒體資源實(shí)行管控一體化，從而提升工作效率。管理人員通過系統(tǒng)的信息，還可以全面掌握多媒體設(shè)備的運(yùn)行狀況，及時(shí)維護(hù)設(shè)備，既保證了教學(xué)不受影響，又保護(hù)了資產(chǎn)的安全。

（3）信息的高流通和高共享

從通信對(duì)象和過程來看，物聯(lián)網(wǎng)的核心是物與物以及人與物之間的信息交互?？梢杂行?shí)現(xiàn)多媒體教學(xué)環(huán)境資源的流通和共享。物聯(lián)網(wǎng)通過感知分析教室的狀況，驅(qū)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)攝像頭記錄下教師講課的視頻，然后由教師自主選擇是否將學(xué)習(xí)資源上傳到公共服務(wù)器中，供學(xué)習(xí)者在的學(xué)習(xí)和教師間的交流；在進(jìn)行教學(xué)過程中，也可以通過網(wǎng)絡(luò)攝像頭進(jìn)行雙方的互動(dòng)。

（4）硬件的擴(kuò)展性和維護(hù)性

一個(gè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)最多可容納255個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，若是有協(xié)調(diào)器的加入，最多可擴(kuò)充到65535個(gè)節(jié)點(diǎn)，物聯(lián)網(wǎng)中的無線傳感器具有自組織性，增減傳感器節(jié)點(diǎn)，系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)會(huì)動(dòng)態(tài)的增加或減少，而不影響系統(tǒng)功能；此外，一些物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)采用中間件技術(shù)，支持不同接口的設(shè)備通信，具有良好的擴(kuò)展性和維護(hù)性。

三、物聯(lián)網(wǎng)多媒體教學(xué)環(huán)境控制系統(tǒng)（T－control）的設(shè)計(jì)

1、T－control簡(jiǎn)介

T－control是研究團(tuán)隊(duì)將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運(yùn)用到多媒體教學(xué)環(huán)境控制的嘗試，主要通過光敏、溫度、電壓、電流等無線傳感器和視頻攝像頭等監(jiān)控設(shè)備，對(duì)多媒體教學(xué)環(huán)境里的溫度、濕度、光線強(qiáng)度、CO₂濃度，多媒體設(shè)備的電壓、電流信息以及視頻信息進(jìn)行采集，經(jīng)過智能化處理后，可以在圖形用戶界面上，輕松掌握教室里的人數(shù)密度，光線強(qiáng)度，溫濕度狀況，以及多媒體設(shè)備的運(yùn)行狀況，管理人員利用控制終端，實(shí)行多媒體教學(xué)環(huán)境的智能化處理；團(tuán)隊(duì)也開發(fā)了系統(tǒng)的Web服務(wù)，管理人員可以在任何時(shí)間，任何地點(diǎn)通過電腦或3G手機(jī)觀察到現(xiàn)場(chǎng)狀況，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控；此外，系統(tǒng)在多媒體教室也集成了脈搏傳感器，可以測(cè)量學(xué)習(xí)者的脈搏信息，從而顯示學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)時(shí)是否認(rèn)知超載，方便教師及時(shí)改變教學(xué)策略，更好地掌控課堂，教師在課程結(jié)束后，可以選擇是否將攝像頭記錄的教學(xué)視頻，和教學(xué)資源發(fā)布到服務(wù)器中，供他人參考。系統(tǒng)的具體應(yīng)用如表1所示。

2、系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境

（1）系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境。本系統(tǒng)包含了GUI（圖形用戶界面）和Web服務(wù)功能，運(yùn)行環(huán)境包括客戶端環(huán)境和服務(wù)器環(huán)境。

（2）客戶端環(huán)境?？蛻舳谁h(huán)境為MicrosoftWindowsXPServicePack3，瀏覽器為IE6.0以上版本。

（3）服務(wù)器環(huán)境。服務(wù)器環(huán)境和數(shù)據(jù)庫環(huán)境加載在同一機(jī)器上，采用Tomcat6.0以及JavaDevelopmentKit（JDK）1.6、中間件以及MicrosoftofficeAccess2003，服務(wù)器除了提供Web服務(wù)之外，還提供了FTP及Gopher服務(wù)。

3、系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境

（1）系統(tǒng)平臺(tái)：MicrosoftWindowsXPServicePack3。

（2）開發(fā)語言：C＋＋，C，JavaServicePage，HTML。

（3）開發(fā)工具：IAREmbeddedWorkbench（EW）7.5，它的C／C＋＋交叉編譯器和調(diào)試器是當(dāng)今流行的嵌入式應(yīng)用開發(fā)工具，主要負(fù)責(zé)優(yōu)化SOC（系統(tǒng)級(jí)芯片）；OpenGL（開放的圖形程序接口），開發(fā)系統(tǒng)的GUI界面；MyEclipse7.5，開發(fā)系統(tǒng)的Web服務(wù)功能。

4、T－control運(yùn)行原理

傳感器首先進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，然后通過無線的形式將打包的數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器中，接著數(shù)據(jù)通過TCP／UDP協(xié)議傳輸?shù)街虚g件的數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)庫被GUI服務(wù)和Web服務(wù)共享，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，處理后直接通過控制電路控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)，或者通過APP（第三方應(yīng)用程序）將信息反饋給管理人員或教師。

5、T－control系統(tǒng)架構(gòu)

T－control的總體架構(gòu)分為傳感信息采集系統(tǒng)、lOT中間件、GUI服務(wù)、Web服務(wù)，以及一些協(xié)調(diào)器和控制電路（如圖1）。

（1）傳感信息采集系統(tǒng)

傳感信息采集系統(tǒng)，主要包括無線傳感器、協(xié)調(diào)器和路由設(shè)備等組成，多媒體教室配備的無線傳感器及作用為；溫度傳感器，用來測(cè)量環(huán)境的溫度、以及多媒體設(shè)備的溫度；濕度傳感器，測(cè)量環(huán)境的濕度；噪聲傳感器，監(jiān)測(cè)教室內(nèi)外和多媒體設(shè)備噪聲分貝的大??；光敏傳感器，感知教室內(nèi)的光線的強(qiáng)弱，以便對(duì)照明設(shè)備進(jìn)行管理；CO₂濃度傳感器，來測(cè)量教室內(nèi)人口密度，目的是提升無課多媒體教室的利用率；電壓傳感器，來測(cè)量多媒體設(shè)備在使用時(shí)，電壓的穩(wěn)定狀況；電流傳感器，來測(cè)量多媒體設(shè)備和燈光設(shè)備的開關(guān)狀況。路由器負(fù)責(zé)維護(hù)信息流通的路徑，一部分設(shè)備直接與協(xié)調(diào)器通信，有的設(shè)備需要中間路由節(jié)點(diǎn)才能將數(shù)據(jù)上傳到協(xié)調(diào)器。網(wǎng)絡(luò)中協(xié)調(diào)器負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)的建立和維護(hù)外，還負(fù)責(zé)與上位機(jī)進(jìn)行通信，包括向上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)并無線轉(zhuǎn)發(fā)給下面各個(gè)節(jié)點(diǎn)。

（2）IOT中間件

中間件作為一類處于操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序之間的獨(dú)立軟件或服務(wù)程序，可以用來在不同的技術(shù)之間共享資源，管理資源和網(wǎng)絡(luò)通信。中間件在操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫之上，應(yīng)用軟件的下層，總的作用是為處于自己上層的應(yīng)用軟件提供運(yùn)行與開發(fā)的環(huán)境，是連接兩個(gè)獨(dú)立應(yīng)用程序或獨(dú)立系統(tǒng)的軟件：通過中間件，應(yīng)用程序可以工作于多平臺(tái)或OS環(huán)境，不同接口的系統(tǒng)也可以交換信息。本系統(tǒng)使用的IOT中間件，是一個(gè)以Windows系統(tǒng)服務(wù)形式存在的服務(wù)程序，用來連接所有的設(shè)備及上層應(yīng)用，并進(jìn)行通信，目的在于將不同的應(yīng)用項(xiàng)目集中到統(tǒng)一的軟件平臺(tái)中，既可以搭建C／S架構(gòu)的桌面應(yīng)用程序，也可以搭建WebService，進(jìn)一步搭建B／S架構(gòu)的應(yīng)用軟件。物聯(lián)網(wǎng)中間件功能如圖2所示。

（3）GUI服務(wù)

GUI是指采用圖形方式顯示的計(jì)算機(jī)操作用戶界面。本系統(tǒng)采用C／S框架，程序?qū)崿F(xiàn)采用的軟件為OpenGL，它是一款功能強(qiáng)大，調(diào)用方便的底層3D數(shù)據(jù)庫，它是個(gè)與硬件無關(guān)的軟件接口，可以在多種系統(tǒng)之間進(jìn)行移植，可以適應(yīng)于不同的應(yīng)用。GUI服務(wù)通過數(shù)字和圖表的方式，可多方位顯示無線傳感網(wǎng)的狀態(tài)，及控制傳感網(wǎng)上的設(shè)備，還配套有波形存儲(chǔ)與分析工具，其中GUI界面如圖3所示，點(diǎn)擊每個(gè)鏈接都可以查看相應(yīng)的具體信息。GUI服務(wù)可實(shí)現(xiàn)：樹狀顯示每個(gè)節(jié)點(diǎn)上的資源；可以顯示每個(gè)節(jié)點(diǎn)的參數(shù)信息；可以動(dòng)態(tài)顯示當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?；支持不同傳感器的?shù)據(jù)同時(shí)顯示在同一個(gè)屏幕中；提供實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)上傳感器的采樣曲線圖；可以選擇采集并儲(chǔ)存網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的傳感器數(shù)據(jù)；可以將存儲(chǔ)的傳感器數(shù)據(jù)調(diào)出分析。

（4）Web服務(wù)

本系統(tǒng)另外一個(gè)特色就是支持Web服務(wù)，如圖4所示。Web服務(wù)采用JavaServlet開發(fā)，系統(tǒng)大部分是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的傳遞，幾乎不涉及數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，所以采用了Access數(shù)據(jù)庫。在Web服務(wù)中包含應(yīng)用管理、連接管理、用戶管理、設(shè)備管理、會(huì)話管理、日志管理和開發(fā)接口7個(gè)模塊：在應(yīng)用管理中可以查看傳感器系統(tǒng)在多媒體教學(xué)環(huán)境中采集到的信息，掌握多媒體教學(xué)環(huán)境設(shè)備的使用狀況；連接管理可以查看設(shè)備的連接模式ID、通信協(xié)議、通信角色和IP地址等信息，另外管理員可以方便的對(duì)連接進(jìn)行添加或刪除處理；用戶管理負(fù)責(zé)對(duì)管理員的賬戶、密碼、操作權(quán)限的管理，以及提供用戶添加和刪除的功能；設(shè)備管理主要負(fù)責(zé)設(shè)備的添加和刪除；會(huì)話模塊負(fù)責(zé)活動(dòng)鏈接狀況的查看；日志模塊記錄的是設(shè)備出現(xiàn)的故障以及維護(hù)信息；開發(fā)模塊是為以后系統(tǒng)升級(jí)提供外在接口。

（5）T－control使用評(píng)價(jià)

T－control系統(tǒng)在3個(gè)多媒體教室進(jìn)行了試用，之后通過對(duì)學(xué)生、教師、管理人員、工作人員等進(jìn)行訪談和問卷調(diào)查，來對(duì)使用效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。在效益評(píng)價(jià)方面，團(tuán)隊(duì)根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)多媒體教學(xué)環(huán)境在節(jié)能減排、人員管理、資源流通以及資產(chǎn)管理等方面的支持，確定了其節(jié)能效益、管理效益、共享效益和維護(hù)效益的二級(jí)指標(biāo)。此外，也對(duì)系統(tǒng)的性能和操作兩個(gè)方面也進(jìn)了評(píng)價(jià)。系統(tǒng)性能的二級(jí)指標(biāo)為：系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性、全面性；系統(tǒng)操作的二級(jí)指標(biāo)為：操作性、識(shí)別性、美觀性。團(tuán)隊(duì)經(jīng)過對(duì)訪談和問卷題目的篩選、論證，選出了6個(gè)訪談?lì)}目和28個(gè)問卷題目，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)化組織和排序，調(diào)查問卷采用打分法，范圍為1～5分，分?jǐn)?shù)越高說明對(duì)系統(tǒng)的服務(wù)越滿意，評(píng)價(jià)結(jié)果如表2所示。在效益評(píng)價(jià)方面：管理人員表示使用了T－control系統(tǒng)的教室，管理人員能夠及時(shí)有效的制止浪費(fèi)現(xiàn)象，在節(jié)能方面明顯要強(qiáng)于一般的多媒體教室，也使管理人員提高了工作效率。另外系統(tǒng)在發(fā)現(xiàn)不正常運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備方面，也有不錯(cuò)的表現(xiàn)，使得管理人員能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)運(yùn)行不正常的設(shè)備并積極維護(hù)，提高了工作效率，也保護(hù)了學(xué)校的資產(chǎn)，他們表示，如果T－control系統(tǒng)進(jìn)一步完善，擴(kuò)建之后的多媒體教室現(xiàn)有人員完全能夠滿足需求，無需增加新的工作人員。在資源共享上，他們表示網(wǎng)絡(luò)攝像裝置，不能清晰的錄制教學(xué)活動(dòng)，但是在其他教學(xué)資源共享上，系統(tǒng)能發(fā)揮較好的效果；在系統(tǒng)維護(hù)上，管理人員可以輕松地對(duì)硬件進(jìn)行擴(kuò)展，對(duì)軟件進(jìn)行二次開發(fā)；在系統(tǒng)性能方面可以看出：系統(tǒng)在安全性和準(zhǔn)確性方面得分較高，而在穩(wěn)定性和全面性方面需要加強(qiáng)，他們表示系統(tǒng)有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)信息采集數(shù)據(jù)中斷的現(xiàn)象，傳感器類型不夠豐富；在系統(tǒng)操作方面：得分較高，系統(tǒng)操作性強(qiáng)，符合人們的操作習(xí)慣，包含的元素易識(shí)別，界面也美觀大方。

從上述研究中，我們可以看出T－control系統(tǒng)運(yùn)用到多媒體教學(xué)環(huán)境管理中，有顯著的效果，雖然在傳感器種類的豐富性和無線網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性方面還存在缺陷，但是隨著物聯(lián)網(wǎng)中的射頻和無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，這些問題定會(huì)迎刃而解。

四、研究結(jié)論

隨著低碳時(shí)代的到來，我們?cè)诳紤]多媒體教學(xué)環(huán)境的教學(xué)功能之外，還要考慮其節(jié)能減排、管理效率、人員成本和資產(chǎn)維護(hù)等方面的因素。物聯(lián)網(wǎng)不僅實(shí)現(xiàn)了“人一人”之間的交互，還實(shí)現(xiàn)了“人一物”及“物一物”之間的普遍聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)對(duì)物品的智能化管理功能，從而改進(jìn)業(yè)務(wù)、提高效率、實(shí)現(xiàn)需求?？傊锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)給多媒體教學(xué)環(huán)境的構(gòu)建帶來了無限可能。