數(shù)字網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)教學(xué)系統(tǒng)及其教學(xué)互動(dòng)方法

1.一種數(shù)字網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)教學(xué)系統(tǒng)，包括計(jì)算機(jī)(1)及其輸入輸出設(shè)備，在計(jì)算機(jī)(1)及其輸入輸出設(shè)備之間采用時(shí)分多址和異步串行傳輸方式，其特征在于：
計(jì)算機(jī)(1)用以太網(wǎng)線依次連接網(wǎng)絡(luò)通迅卡(3)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)(4)和與網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)并聯(lián)的若干互動(dòng)學(xué)習(xí)終端(5)；
所述網(wǎng)絡(luò)通訊卡(3)包括PCI插槽(31)、PCI橋(32)、雙口RAM(33)、第一現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA(35)、第一音頻處理模塊(34)和第一差分驅(qū)動(dòng)(36)；所述PCI插槽(31)、PCI橋(32)、雙口RAM(33)、第一現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA(35)和第一差分驅(qū)動(dòng)(36)依次相連接；所述網(wǎng)絡(luò)通訊卡用于計(jì)算機(jī)(1)和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)(4)之間的數(shù)據(jù)傳輸；
所述網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)(4)包括第二差分驅(qū)動(dòng)(41)、第二現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA(42)和若干第三差分驅(qū)動(dòng)(43)，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)(4)的第二差分驅(qū)動(dòng)(41)與網(wǎng)絡(luò)通訊卡(3)的第一差分驅(qū)動(dòng)(36)相連接，第二現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA(42)與若干第三差分驅(qū)動(dòng)(43)相連接，用于網(wǎng)絡(luò)通訊卡(3)與互動(dòng)學(xué)習(xí)終端(5)之間的數(shù)據(jù)傳輸；
所述互動(dòng)學(xué)習(xí)終端(5)包括第四差分驅(qū)動(dòng)(50)、第三現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA(51)、第二音頻處理模塊(52)、PS2鍵盤(pán)接口(53)、CPU中央處理器(54)、視頻解碼模塊(55)、VGA模塊(56)、液晶屏(57)、手寫(xiě)筆(58)和觸摸屏(59)；第三現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA(51)通過(guò)第四差分驅(qū)動(dòng)(50)與網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)(4)的第三差分驅(qū)動(dòng)(43)相連接，第三現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA(51)與CPU中央處理器(54)相連接，CPU中央處理器(54)與視頻解碼模塊(55)、液晶屏(57)、PS2鍵盤(pán)接口(53)、觸摸屏(59)和手寫(xiě)筆(58)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)教學(xué)系統(tǒng)，其特征在于所述以太網(wǎng)線包括4對(duì)雙絞數(shù)據(jù)線和電源線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)教學(xué)系統(tǒng)，其特征在于所述網(wǎng)絡(luò)通訊卡(3)的第一現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA(35)還與第一音頻處理模塊(34)相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)教學(xué)系統(tǒng)，其特征在于所述互動(dòng)學(xué)習(xí)終端(5)的第三現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA(51)還分別與視頻解碼模塊(55)和第二音頻處理模塊(52)相連接，視頻解碼模塊(55)再分別連接第二音頻處理模塊(52)和VGA模塊(56)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)教學(xué)系統(tǒng)的手寫(xiě)互動(dòng)方法，其特征在于包括以下步驟：
a、系統(tǒng)啟動(dòng)教學(xué)程序，生成用戶(hù)使用界面供教師端操作；
b、教師通過(guò)使用界面選定授課模式，然后建立網(wǎng)絡(luò)連接；
c、系統(tǒng)等待學(xué)生登錄，若學(xué)生登錄，判斷為是，系統(tǒng)進(jìn)入教師端與學(xué)生端進(jìn)行手寫(xiě)互動(dòng)作業(yè)；
d、系統(tǒng)依據(jù)選定的教學(xué)模式，按不同的格式產(chǎn)生并保存互動(dòng)作業(yè)數(shù)據(jù)；
e、教師將系統(tǒng)生產(chǎn)的互動(dòng)作業(yè)數(shù)據(jù)回放給全體學(xué)生，同時(shí)對(duì)作業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估講解而后結(jié)束教學(xué)程序。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)教學(xué)系統(tǒng)的手寫(xiě)互動(dòng)方法，其特征在于手寫(xiě)互動(dòng)作業(yè)包括以下步驟：手寫(xiě)系統(tǒng)會(huì)判斷教師所選的手寫(xiě)互動(dòng)教學(xué)模式，如果選定的是教師計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)和鍵盤(pán)的遠(yuǎn)程操作模式，系統(tǒng)進(jìn)入教師計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)和鍵盤(pán)的遠(yuǎn)程操作作業(yè)，如果教師選定的是練字作業(yè)模式，系統(tǒng)進(jìn)入練字作業(yè)，如果教師選擇的是習(xí)題作業(yè)模式，系統(tǒng)進(jìn)入習(xí)題作業(yè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)教學(xué)系統(tǒng)的手寫(xiě)互動(dòng)方法，其特征在于教師計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)和鍵盤(pán)的遠(yuǎn)程操作作業(yè)包括下列流程：進(jìn)入指定學(xué)生的界面，由教師任意指定一個(gè)學(xué)生；學(xué)生操作互動(dòng)學(xué)習(xí)終端；系統(tǒng)進(jìn)入接收互動(dòng)學(xué)習(xí)終端數(shù)據(jù)的狀態(tài)，接收互動(dòng)學(xué)習(xí)終端產(chǎn)生的數(shù)據(jù)；系統(tǒng)開(kāi)始模擬教師計(jì)算機(jī)鍵盤(pán)鼠標(biāo)操作；系統(tǒng)保存互動(dòng)作業(yè)數(shù)據(jù)；系統(tǒng)進(jìn)入影音互動(dòng)數(shù)據(jù)傳送狀態(tài)，將接收到的終端數(shù)據(jù)和教師計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的影音數(shù)據(jù)廣播給全體學(xué)生；系統(tǒng)判斷教師是否選擇完成作業(yè)，如果為否，返回學(xué)生操作互動(dòng)學(xué)終端，如果為是，則進(jìn)入生成作業(yè)報(bào)告，產(chǎn)生教師計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)和鍵盤(pán)的遠(yuǎn)程操作作業(yè)報(bào)告。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)教學(xué)系統(tǒng)的手寫(xiě)互動(dòng)方法，其特征在于練字作業(yè)包括下列流程：系統(tǒng)進(jìn)入生成練字格，在互動(dòng)學(xué)習(xí)終端的液晶屏上產(chǎn)生練習(xí)訓(xùn)練用的練字格；學(xué)生操作互動(dòng)學(xué)習(xí)終端的手寫(xiě)筆，對(duì)著練字格，在觸摸屏中書(shū)寫(xiě)；系統(tǒng)進(jìn)入接收互動(dòng)學(xué)習(xí)終端數(shù)據(jù)狀態(tài)；系統(tǒng)為教師產(chǎn)生一個(gè)監(jiān)視界面，教師通過(guò)監(jiān)視界面同步觀看學(xué)生的書(shū)寫(xiě)；保存接收到的手寫(xiě)筆的書(shū)寫(xiě)坐標(biāo)和壓力數(shù)據(jù)；系統(tǒng)判斷教師是否選擇完成練習(xí)，如果為否，返回學(xué)生操作互動(dòng)學(xué)習(xí)終端，如果為是，則進(jìn)入生成作業(yè)報(bào)告，產(chǎn)生練字作業(yè)報(bào)告。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)教學(xué)系統(tǒng)的手寫(xiě)互動(dòng)方法，其特征在于習(xí)題作業(yè)包括下列流程：進(jìn)入發(fā)放習(xí)題步驟，教師通過(guò)用戶(hù)界面選擇習(xí)題，并將習(xí)題發(fā)放給全體互動(dòng)學(xué)習(xí)終端；學(xué)生操作互動(dòng)學(xué)習(xí)終端，學(xué)生通過(guò)手寫(xiě)筆，在液晶屏上的觸摸屏中書(shū)寫(xiě)習(xí)題的答案；系統(tǒng)進(jìn)入接收互動(dòng)學(xué)習(xí)終端數(shù)據(jù)狀態(tài)；教師通過(guò)監(jiān)視界面同步觀看學(xué)生書(shū)寫(xiě)的習(xí)題答案；保存接收到的手寫(xiě)筆的書(shū)寫(xiě)坐標(biāo)數(shù)據(jù)；系統(tǒng)判斷是否完成回答，如果為否，返回學(xué)生操作互動(dòng)學(xué)習(xí)終端，如果為是，則進(jìn)入生成作業(yè)報(bào)告，產(chǎn)生習(xí)題生成作業(yè)報(bào)告。

技術(shù)領(lǐng)域\n本發(fā)明涉及一種計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)及其教學(xué)互動(dòng)的方法。\n背景技術(shù)\n隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，各種借助計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)等手段的多媒體教學(xué)逐步被試驗(yàn)引用，但由于各自技術(shù)的局限性，教師與學(xué)生的互動(dòng)仍然存在諸多技術(shù)問(wèn)題迫切解決。\n一種全數(shù)字化多媒體語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)室：這種教學(xué)系統(tǒng)是對(duì)傳統(tǒng)模擬語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)室的數(shù)字化改進(jìn)，教師能和學(xué)生進(jìn)行語(yǔ)言、文本的交流，教師也可以通過(guò)外接的顯示設(shè)備如顯示器、投影儀等將教師的DVD、展示臺(tái)等視頻內(nèi)容廣播給學(xué)生，但其應(yīng)用僅局限于語(yǔ)言教學(xué)，不能適應(yīng)雙向互動(dòng)特別是雙向手寫(xiě)互動(dòng)發(fā)展的需要。\n另一種計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的多媒體教學(xué)系統(tǒng)：這種教學(xué)系統(tǒng)運(yùn)行于多媒體計(jì)算機(jī)及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上，通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)音頻、視頻的交流，由于每個(gè)學(xué)生都需要配備多媒體計(jì)算機(jī)，因此造成結(jié)構(gòu)復(fù)雜、整個(gè)系統(tǒng)的購(gòu)買(mǎi)成本和使用成本高昂，系統(tǒng)能耗大。加之多媒體計(jì)算機(jī)穩(wěn)定性和可靠性差，容易受到計(jì)算機(jī)病毒的感染和破壞，需要專(zhuān)業(yè)人員維護(hù)，在非計(jì)算機(jī)專(zhuān)用教學(xué)領(lǐng)域如中小學(xué)的一般課程教學(xué)應(yīng)用有很多的困難。\nCN1101575C公開(kāi)一種全數(shù)字化多媒體語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)室專(zhuān)利，該系統(tǒng)僅能傳輸音頻、文本數(shù)據(jù)，系統(tǒng)僅能用于語(yǔ)言、文本的交換，只適用于語(yǔ)言教學(xué)，無(wú)法進(jìn)行互動(dòng)特別是手寫(xiě)互動(dòng)教學(xué)。該系統(tǒng)采用主交換機(jī)+分交換機(jī)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)通訊必須通過(guò)主交換機(jī)和分交換機(jī)的兩次集群適配過(guò)程，這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)適合于分在非常遠(yuǎn)的區(qū)域內(nèi)的有大量的終端連接，經(jīng)過(guò)兩次的集群適配必然對(duì)穩(wěn)定性和可靠性造成影響，同時(shí)增加設(shè)備成本，對(duì)在同一教室內(nèi)的互動(dòng)教學(xué)系統(tǒng)，采用這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)顯然投資大資源配置浪費(fèi)。\n發(fā)明內(nèi)容\n本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)目前多媒體互動(dòng)教學(xué)系統(tǒng)存在的問(wèn)題，設(shè)計(jì)一種在小區(qū)域內(nèi)將計(jì)算機(jī)、語(yǔ)音、文本、視頻、手寫(xiě)等多種教學(xué)元素結(jié)合在一起，提供結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、系統(tǒng)可靠、使用方便、成本低廉、節(jié)約能源的互動(dòng)教學(xué)設(shè)備及其方法。\n本發(fā)明提供一種數(shù)字網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)教學(xué)系統(tǒng)，包括計(jì)算機(jī)及其輸入輸出設(shè)備，在計(jì)算機(jī)及其輸入輸出設(shè)備之間采用時(shí)分多址和異步串行傳輸方式，其特征在于：\n計(jì)算機(jī)用以太網(wǎng)線依次連接網(wǎng)絡(luò)通迅卡、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和與網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)并聯(lián)的若干互動(dòng)學(xué)習(xí)終端；\n所述網(wǎng)絡(luò)通訊卡包括PCI插槽、PCI橋、雙口RAM、第一現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA、第一音頻處理模塊和第一差分驅(qū)動(dòng)；所述PCI插槽、PCI橋、雙口RAM、第一現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA和第一差分驅(qū)動(dòng)依次相連接；所述網(wǎng)絡(luò)通訊卡用于計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸；\n所述網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)包括第二差分驅(qū)動(dòng)、第二現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA和若干第三差分驅(qū)動(dòng)，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的第二差分驅(qū)動(dòng)與網(wǎng)絡(luò)通訊卡的第一差分驅(qū)動(dòng)相連接，第二現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA與若干第三差分驅(qū)動(dòng)相連接，用于網(wǎng)絡(luò)通訊卡與互動(dòng)學(xué)習(xí)終端之間的數(shù)據(jù)傳輸；\n所述互動(dòng)學(xué)習(xí)終端包括第四差分驅(qū)動(dòng)、第三現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA、第二音頻處理模塊、PS2鍵盤(pán)接口、CPU中央處理器、視頻解碼模塊、VGA模塊、液晶屏、手寫(xiě)筆和觸摸屏；第三現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA通過(guò)第四差分驅(qū)動(dòng)與網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的第三差分驅(qū)動(dòng)相連接，第二現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA與CPU中央處理器相連接，CPU中央處理器與視頻解碼模塊、液晶屏、PS2鍵盤(pán)接口、觸摸屏和手寫(xiě)筆相連接。\n數(shù)字網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)教學(xué)系統(tǒng)中的手寫(xiě)互動(dòng)教學(xué)方法，其特征在于包括以下步驟：\na、系統(tǒng)啟動(dòng)教學(xué)程序，生成用戶(hù)使用界面供教師端操作；\nb、教師通過(guò)使用界面選定授課模式，然后建立網(wǎng)絡(luò)連接；\nc、系統(tǒng)等待學(xué)生登錄，若學(xué)生登錄，判斷為是，系統(tǒng)進(jìn)入教師端與學(xué)生端進(jìn)行手寫(xiě)互動(dòng)作業(yè)；\nd、系統(tǒng)依據(jù)選定的教學(xué)模式，按不同的格式產(chǎn)生并保存互動(dòng)作業(yè)數(shù)據(jù)；\ne、教師將系統(tǒng)生產(chǎn)的互動(dòng)作業(yè)數(shù)據(jù)回放給全體學(xué)生，同時(shí)對(duì)作業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估講解而后結(jié)束教學(xué)程序。\n本系統(tǒng)采用時(shí)分多址(TDMA)和異步串行傳輸方式不僅能夠最大程度的利用系統(tǒng)帶寬、保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，又使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，網(wǎng)線直接提供低壓安全直流電源，不需要再額外為每個(gè)終端布置電源線，網(wǎng)線采用以太網(wǎng)的EIA/TIA?568B標(biāo)準(zhǔn)，從而使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)布線非常方便，系統(tǒng)結(jié)合了現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)和單片機(jī)控制不僅其穩(wěn)定性和可靠性比采用多媒體計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)要高得多，系統(tǒng)也不需要專(zhuān)門(mén)的維護(hù)人員，學(xué)生端無(wú)法破壞系統(tǒng)軟件，終端的功耗低，每個(gè)終端小于2w，因此本發(fā)明的可靠性、穩(wěn)定性、可維護(hù)性比使用多媒體計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)要好得多，但設(shè)備成本和使用能耗卻比多媒體計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)要低得多，既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保。\n附圖說(shuō)明\n圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；\n圖2為本系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通訊卡結(jié)構(gòu)框圖；\n圖3為本系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)結(jié)構(gòu)框圖；\n圖4為本系統(tǒng)的互動(dòng)學(xué)習(xí)終端結(jié)構(gòu)框圖；\n圖5為本數(shù)字網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)教學(xué)系統(tǒng)的手寫(xiě)互動(dòng)方法運(yùn)作流程圖；\n圖6是本數(shù)字網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)教學(xué)系統(tǒng)的手寫(xiě)互動(dòng)方法為手寫(xiě)互動(dòng)作業(yè)流程圖；\n圖7是本數(shù)字網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)教學(xué)系統(tǒng)的手寫(xiě)互動(dòng)方法為教師計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)和鍵盤(pán)的遠(yuǎn)程操作流程圖；\n圖8是本數(shù)字網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)教學(xué)系統(tǒng)的手寫(xiě)互動(dòng)方法為練字作業(yè)流程圖；\n圖9是本數(shù)字網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)教學(xué)系統(tǒng)的手寫(xiě)互動(dòng)方法為習(xí)題作業(yè)流程圖。\n具體實(shí)施方式\n如圖1所示，本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括計(jì)算機(jī)1、顯示設(shè)備2、網(wǎng)絡(luò)通訊卡3、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)4、互動(dòng)學(xué)習(xí)終端5。各部分由以太網(wǎng)網(wǎng)線連接，以太網(wǎng)線包括4對(duì)雙絞數(shù)據(jù)線和電源線，采用標(biāo)準(zhǔn)的RJ-45接插件。網(wǎng)絡(luò)通訊卡3安裝在計(jì)算機(jī)1的PCI插槽上，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)4接在網(wǎng)絡(luò)通訊卡3的輸入輸出端，若干互動(dòng)學(xué)習(xí)終端5并接在網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)4的輸入輸出端。網(wǎng)絡(luò)通訊卡3用于計(jì)算機(jī)1和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)4之間的數(shù)據(jù)傳輸與接收。計(jì)算機(jī)1、顯示設(shè)備2、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)4安裝在教師主控臺(tái)中，互動(dòng)學(xué)習(xí)終端5安裝在學(xué)生桌上。計(jì)算機(jī)1通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊卡3將經(jīng)過(guò)時(shí)分多址TDMA處理，復(fù)合在一起的數(shù)據(jù)以異步串行傳輸方式傳送給網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)4，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)4再解復(fù)用為2～64路數(shù)據(jù)并以異步串行傳輸方式傳送給互動(dòng)學(xué)習(xí)終端5，所有終端發(fā)出的數(shù)據(jù)以相反的方向發(fā)送給計(jì)算機(jī)。系統(tǒng)的關(guān)鍵在于先將各路的音頻、編碼壓縮影片、文本、指令、圖形數(shù)據(jù)打包為數(shù)據(jù)包，再進(jìn)行多路打包數(shù)據(jù)的時(shí)分復(fù)用，然后以異步串行方式進(jìn)行傳輸。時(shí)分復(fù)用和解復(fù)用在網(wǎng)絡(luò)通訊卡3和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)4中完成，若采用64路數(shù)據(jù)，則上下行數(shù)據(jù)各占64個(gè)信道，每個(gè)信道數(shù)據(jù)占用固定的信道，每個(gè)信道互不干擾，網(wǎng)絡(luò)通訊卡3和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)4直接傳輸?shù)氖墙?jīng)時(shí)分復(fù)用后的復(fù)合數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)通訊卡3和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)4、互動(dòng)學(xué)習(xí)終端5之間的數(shù)據(jù)傳輸都采用異步串行方式，具有時(shí)鐘的無(wú)關(guān)性，不需要特定的同步信號(hào)進(jìn)行同步，異步串行傳輸方式只需要上下行2條傳輸線，在差分驅(qū)動(dòng)方式下也只需要4條線，傳輸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠。\n如圖2所示，網(wǎng)絡(luò)通訊卡3包括PCI插槽31、PCI橋32、雙口RAM?33、第一現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA?35、第一音頻處理模塊34和第一差分驅(qū)動(dòng)器36；所述PCI插槽31、PCI橋32、雙口RAM?33、第一現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA?35和第一差分驅(qū)動(dòng)36依次相連接；所述第一現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA?35還與第一音頻處理模塊34相連接；由第一差分驅(qū)動(dòng)36與網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)4相連接，PCI插槽31將計(jì)算機(jī)1傳來(lái)的數(shù)據(jù)通過(guò)PCI橋32傳向雙口RAM?33，第一現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA?35從雙口RAM?33讀出，其中取出一路教師音頻數(shù)據(jù)經(jīng)第一音頻處里模塊34進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換作為教師耳機(jī)輸出，其它數(shù)據(jù)經(jīng)第一現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA?35根據(jù)通訊協(xié)議打包成特定格式的數(shù)據(jù)包后第一經(jīng)差分驅(qū)動(dòng)36輸出給網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)；網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)4發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，經(jīng)第一差分驅(qū)動(dòng)36接收后，由第一現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA?35輸入，第一現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA?35根據(jù)通訊協(xié)議解包出音頻、編碼壓縮視頻、文本、指令、圖形數(shù)據(jù)，同時(shí)接收第一音頻處里模塊34送來(lái)經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換的教師話筒和多媒體外設(shè)音頻數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)，寫(xiě)入雙口RAM?33中，計(jì)算機(jī)通過(guò)PCI插槽31、PCI橋32從RAM?33中讀出。\n如圖3所示，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)4包括第二差分驅(qū)動(dòng)41、第二現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA?42和若干第三差分驅(qū)動(dòng)43，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)4的第二差分驅(qū)動(dòng)41與網(wǎng)絡(luò)通訊卡3的第一差分驅(qū)動(dòng)36相連接，第二現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA?42與第二差分驅(qū)動(dòng)41相連接，第二現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA?42與若干第三差分驅(qū)動(dòng)43相連接，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)4的第三差分驅(qū)動(dòng)43與互動(dòng)學(xué)習(xí)終端5的第四差分驅(qū)動(dòng)50通過(guò)以太網(wǎng)線相連接。所述第二現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA?42通過(guò)第二差分驅(qū)動(dòng)41接收來(lái)自網(wǎng)絡(luò)通訊卡3的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)解時(shí)分復(fù)用，分為2～64路數(shù)據(jù)，再以異步串行方式經(jīng)若干第三差分驅(qū)動(dòng)43輸出給互動(dòng)學(xué)習(xí)終端5。同時(shí)由互動(dòng)學(xué)習(xí)終端5送來(lái)的數(shù)據(jù)經(jīng)第三差分驅(qū)動(dòng)43接收后，再由第二現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA?42進(jìn)行時(shí)分復(fù)用的復(fù)用合成，在以異步串行方式通過(guò)第二差分驅(qū)動(dòng)41傳送給網(wǎng)絡(luò)通訊卡3。\n如圖4所示，互動(dòng)學(xué)習(xí)終端5包括第四差分驅(qū)動(dòng)50、第三現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA?51、第二音頻處理模塊52、PS2鍵盤(pán)接口53、CPU中央處理器54、視頻解碼模塊55、VGA模塊56、液晶屏57、手寫(xiě)筆58和觸摸屏59。第三現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA?51通過(guò)第四差分驅(qū)動(dòng)50與網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)4的第三差分驅(qū)動(dòng)43相連接，第三現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA?51與CPU中央處理54相連接，CPU中央處理器54與視頻解碼模塊55、液晶屏57、PS2鍵盤(pán)接口53、觸摸屏59和手寫(xiě)筆58相連，視頻解碼模塊55連接第二音頻處理模塊52和VGA模塊56，第三現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA?51還分別與視頻解碼模塊55和第二音頻處理模塊52相連接。第四差分驅(qū)動(dòng)50接收網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)4傳來(lái)的數(shù)據(jù)包，傳送給第三現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA?51，由第三現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA?51根據(jù)通訊協(xié)議分別從數(shù)據(jù)包中取出音頻數(shù)據(jù)、編碼壓縮影片數(shù)據(jù)、文本數(shù)據(jù)、指令數(shù)據(jù)和圖形數(shù)據(jù)。音頻數(shù)據(jù)傳入第二音頻處理模塊52，第二音頻處理模塊52將數(shù)據(jù)做數(shù)模轉(zhuǎn)換后由耳機(jī)和線路輸出；編碼壓縮影片數(shù)據(jù)傳送到視頻解碼模塊55，經(jīng)解碼后生成的音頻數(shù)據(jù)傳送給第二音頻處理模塊52混音后輸出到學(xué)生耳機(jī)，解碼出的視頻信號(hào)通過(guò)VGA模塊56轉(zhuǎn)換后輸出給學(xué)生顯示器；文本、指令和圖形數(shù)據(jù)分別送到CPU中央處理器54，CPU中央處理器54根據(jù)通訊協(xié)議和相應(yīng)的指令將文本顯示在液晶屏上57，或根據(jù)圖形坐標(biāo)在液晶屏57上繪圖；第二音頻處理模塊52將話筒的聲音經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換后，輸入第三現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA?51；CPU中央處理器54接收手寫(xiě)筆58在觸摸屏59上的書(shū)寫(xiě)和壓力信號(hào)，轉(zhuǎn)換為圖形坐標(biāo)和壓力數(shù)據(jù)，同時(shí)接收PS2鍵盤(pán)接口53傳來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)PC鍵盤(pán)上按鍵信息，一起傳送給場(chǎng)第三可編程門(mén)陣列FPGA?51；第三現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列FPGA?51并根據(jù)通訊協(xié)議對(duì)CPU中央處理器54和音頻處里模塊52發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行打包，通過(guò)差分驅(qū)動(dòng)50輸出給網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)4。\n圖5是數(shù)字網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)教學(xué)系統(tǒng)手寫(xiě)互動(dòng)方法運(yùn)作流程圖，首先，由系統(tǒng)啟動(dòng)教學(xué)程序；并生成用戶(hù)使用界面供教師端操作(步驟100)，接著教師通過(guò)使用界面選擇授課模式(步驟101)，然后建立網(wǎng)絡(luò)連接(步驟102)，系統(tǒng)開(kāi)始等待學(xué)生登錄(步驟103)，如果全部學(xué)生登錄完成判斷為是，學(xué)生登錄后系統(tǒng)進(jìn)入教師端與學(xué)生端進(jìn)行手寫(xiě)互動(dòng)作業(yè)(步驟104)，否則判斷為否，系統(tǒng)繼續(xù)等待學(xué)生登錄。作業(yè)結(jié)束后，系統(tǒng)會(huì)依據(jù)(步驟101)選擇的教學(xué)模式，按不同的格式產(chǎn)生并保存互動(dòng)作業(yè)數(shù)據(jù)(步驟105)，接著系統(tǒng)生產(chǎn)作業(yè)評(píng)估界面(步驟106)，教師可以通過(guò)作業(yè)評(píng)估界面回放保存下來(lái)的作業(yè)數(shù)據(jù)，并對(duì)作業(yè)的過(guò)程進(jìn)行評(píng)估講解，而后結(jié)束教學(xué)程序，手寫(xiě)互動(dòng)作業(yè)還有更詳細(xì)的作業(yè)流程，將在后面做更詳細(xì)的描述。\n圖6是數(shù)字網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)教學(xué)系統(tǒng)手寫(xiě)互動(dòng)方法的手寫(xiě)互動(dòng)作業(yè)流程圖，進(jìn)行手寫(xiě)互動(dòng)作業(yè)的(步驟104)，包括下面詳細(xì)的步驟：手寫(xiě)系統(tǒng)會(huì)判斷教師所選的手寫(xiě)互動(dòng)教學(xué)模式(步驟201)，如果選定的是教師計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)和鍵盤(pán)的遠(yuǎn)程操作模式，系統(tǒng)進(jìn)入教師計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)和鍵盤(pán)的遠(yuǎn)程操作作業(yè)(步驟202)，如果教師選定的是練字作業(yè)模式，系統(tǒng)進(jìn)入練字作業(yè)(步驟203)，如果教師選擇的是習(xí)題作業(yè)模式，系統(tǒng)進(jìn)入習(xí)題作業(yè)(步驟204)。\n圖7是數(shù)字網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)教學(xué)系統(tǒng)的手寫(xiě)互動(dòng)方法為教師計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)和鍵盤(pán)的遠(yuǎn)程操作流程圖，教師計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)和鍵盤(pán)的遠(yuǎn)程操作作業(yè)(步驟202)，包括下列詳細(xì)的流程：首先進(jìn)入指定學(xué)生的界面，由教師任意指定一個(gè)學(xué)生(步驟301)，然后學(xué)生開(kāi)始操作互動(dòng)學(xué)習(xí)終端(步驟302)，當(dāng)指定學(xué)生在進(jìn)行互動(dòng)學(xué)習(xí)并通過(guò)手寫(xiě)筆在互動(dòng)學(xué)習(xí)終端的觸摸屏上移動(dòng)，或按壓手寫(xiě)筆，或通過(guò)終端連接的標(biāo)準(zhǔn)PC鍵盤(pán)上按鍵時(shí)，或?qū)W生通過(guò)終端的話筒說(shuō)話時(shí)，系統(tǒng)接收這些互動(dòng)學(xué)習(xí)終端產(chǎn)生的數(shù)據(jù)(步驟303)，隨后系統(tǒng)開(kāi)始模擬教師計(jì)算機(jī)鍵盤(pán)鼠標(biāo)操作(步驟305)，系統(tǒng)將手寫(xiě)筆移在觸摸屏上移動(dòng)生產(chǎn)的坐標(biāo)變化轉(zhuǎn)換為教師計(jì)算機(jī)的鼠標(biāo)移動(dòng)，將手寫(xiě)筆的按壓轉(zhuǎn)換為教師計(jì)算機(jī)的鼠標(biāo)按鍵操作，將終端的學(xué)生PC按鍵數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為教師計(jì)算機(jī)的按鍵操作，這樣就產(chǎn)生了學(xué)生對(duì)教師計(jì)算機(jī)的遠(yuǎn)程鼠標(biāo)和鍵盤(pán)操作，并且在操作的過(guò)程中學(xué)生可以進(jìn)行講解，教師也可以進(jìn)行指導(dǎo)，在通過(guò)模擬的教師計(jì)算機(jī)鍵盤(pán)和鼠標(biāo)操作計(jì)算機(jī)軟件時(shí)還會(huì)產(chǎn)生音頻和圖像的影音數(shù)據(jù)，系統(tǒng)可以保存所有接收到終端數(shù)據(jù)和教師計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的影音數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)(步驟304)，然后進(jìn)入影音互動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)(步驟306)，將這些數(shù)據(jù)傳輸給全部學(xué)生互動(dòng)學(xué)習(xí)終端。系統(tǒng)判斷教師是否選擇完成作業(yè)(步驟307)，如果為否，返回學(xué)生操作互動(dòng)學(xué)習(xí)終端，如果為是，則系統(tǒng)生成作業(yè)報(bào)告(步驟308)，產(chǎn)生教師計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)和鍵盤(pán)的遠(yuǎn)程操作作業(yè)報(bào)告，而后結(jié)束作業(yè)。這樣就實(shí)現(xiàn)了由學(xué)生直接操作教師計(jì)算機(jī)，學(xué)生可以直接使用教師計(jì)算機(jī)上的任何軟件、課件、多媒體素材，在學(xué)生操作的過(guò)程中教師還可以和學(xué)生之間進(jìn)行互動(dòng)交流，同時(shí)系統(tǒng)通過(guò)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和連接的顯示設(shè)備將教師和學(xué)生的交流、計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的音頻、視頻的各類(lèi)影音數(shù)據(jù)廣播給全體學(xué)生，由于系統(tǒng)保存了互動(dòng)過(guò)程的數(shù)據(jù)，教師有需要可以通過(guò)這些數(shù)據(jù)回放學(xué)生操作教師計(jì)算機(jī)的這一互動(dòng)過(guò)程，由于學(xué)生的直接參與，讓上課變得非常生動(dòng)。\n圖8是數(shù)字網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)教學(xué)系統(tǒng)手寫(xiě)互動(dòng)方法為練字作業(yè)流程圖，練字作業(yè)(步驟203)，包括下列詳細(xì)流程：首先系統(tǒng)進(jìn)入生成練字格(步驟401)，在所有的互動(dòng)學(xué)習(xí)終端的液晶屏上產(chǎn)生練習(xí)訓(xùn)練用的練字格，然后學(xué)生開(kāi)始操作互動(dòng)學(xué)習(xí)終端(步驟402)，學(xué)生可以通過(guò)互動(dòng)學(xué)習(xí)終端的手寫(xiě)筆，對(duì)著練字格，在互動(dòng)終端液晶屏上的觸摸屏中書(shū)寫(xiě)，系統(tǒng)進(jìn)入接收互動(dòng)學(xué)習(xí)終端數(shù)據(jù)狀態(tài)(步驟404)，同時(shí)系統(tǒng)為教師產(chǎn)生一個(gè)監(jiān)視界面(步驟403)，教師可以通過(guò)監(jiān)視界面同步觀看學(xué)生的書(shū)寫(xiě)，同時(shí)保存接收到的手寫(xiě)筆的書(shū)寫(xiě)坐標(biāo)和壓力數(shù)據(jù)(步驟405)，系統(tǒng)判斷教師是否選擇完成練習(xí)(步驟406)，如果為否，返回學(xué)生操作互動(dòng)學(xué)習(xí)終端，如果為是，則進(jìn)入生成作業(yè)報(bào)告(步驟407)，系統(tǒng)通過(guò)連續(xù)保存的手寫(xiě)筆的書(shū)寫(xiě)坐標(biāo)和壓力數(shù)據(jù)，連同練字格，產(chǎn)生練字作業(yè)報(bào)告，教師可以隨時(shí)回放這些保持下來(lái)的動(dòng)態(tài)作業(yè)報(bào)告，從而使教師就可以完全掌握每一位學(xué)生的書(shū)寫(xiě)習(xí)慣，并可以針對(duì)每一個(gè)學(xué)生，糾正他們的書(shū)寫(xiě)錯(cuò)誤。\n圖9是數(shù)字網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)教學(xué)系統(tǒng)的手寫(xiě)互動(dòng)方法為習(xí)題作業(yè)流程圖，習(xí)題作業(yè)(步驟204)，包括下列詳細(xì)流程：首先進(jìn)入發(fā)放習(xí)題步驟(步驟501)，教師可以通過(guò)用戶(hù)界面選擇習(xí)題，并將習(xí)題通過(guò)習(xí)題連接的顯示設(shè)備(如外部投影儀或?qū)W生顯示器)廣播給全體學(xué)生，或通過(guò)系統(tǒng)發(fā)放給全體互動(dòng)學(xué)習(xí)終端，壓縮的編碼影音習(xí)題數(shù)據(jù)經(jīng)終端視頻解碼模塊解碼后，通過(guò)VGA模塊輸出給終端的顯示器，音頻數(shù)據(jù)通過(guò)終端的音頻處理模塊輸出到學(xué)生耳機(jī)，文本在終端液晶屏上顯示，然后學(xué)生開(kāi)始操作互動(dòng)學(xué)習(xí)終端(步驟502)，學(xué)生可以通過(guò)互動(dòng)學(xué)習(xí)終端的手寫(xiě)筆，在互動(dòng)終端液晶屏上的觸摸屏中書(shū)寫(xiě)習(xí)題的答案，系統(tǒng)進(jìn)入接收互動(dòng)學(xué)習(xí)終端數(shù)據(jù)狀態(tài)(步驟504)，同時(shí)系統(tǒng)為教師生產(chǎn)一個(gè)監(jiān)視界面(步驟503)，教師可以通過(guò)監(jiān)視界面同步觀看學(xué)生書(shū)寫(xiě)的習(xí)題答案，同時(shí)保存接收到的手寫(xiě)筆的書(shū)寫(xiě)坐標(biāo)數(shù)據(jù)(步驟505)，系統(tǒng)判斷是否完成回答(步驟506)，如果為否，返回學(xué)生操作互動(dòng)學(xué)習(xí)終端，如果為是，則進(jìn)入生成作業(yè)報(bào)告(步驟507)，系統(tǒng)通過(guò)連續(xù)保存的書(shū)寫(xiě)坐標(biāo)數(shù)據(jù)，產(chǎn)生連續(xù)的作習(xí)題的書(shū)寫(xiě)動(dòng)畫(huà)報(bào)告，然后結(jié)束作業(yè)。這樣教師就能夠詳細(xì)掌握學(xué)生在解題過(guò)程操作的步驟，比如那些地方做過(guò)修改、刪除、某個(gè)學(xué)生開(kāi)始的時(shí)候使用了一種解題方式，后來(lái)又擦掉重新寫(xiě)了一個(gè)，教師通過(guò)對(duì)這些過(guò)程的了解，再通過(guò)使用系統(tǒng)的對(duì)話功能教師可以和學(xué)生一起探討為什么會(huì)有這些修改的過(guò)程，這樣教師就可以真正掌握學(xué)生是如何理解每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)了。\n本發(fā)明終端的主要軟件功能的處理運(yùn)算是通過(guò)教師計(jì)算機(jī)完成，只要通過(guò)對(duì)教師計(jì)算機(jī)的軟件功能添加就可以實(shí)現(xiàn)新的功能，因此系統(tǒng)的擴(kuò)展性非常強(qiáng)，本發(fā)明集中了計(jì)算機(jī)、筆、圖像、聲音、文本等多種教學(xué)元素，因此系統(tǒng)設(shè)計(jì)并沒(méi)有局限于某一種課程的教學(xué)，具有非常廣泛的通用性。\n如上所述為本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明領(lǐng)域內(nèi)，依本發(fā)明所作的均等變化或修飾，皆應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。