基于IP的電子白板系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

隨著我國(guó)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(yuǎn)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(chǔ)是建立網(wǎng)絡(luò)教室系統(tǒng)，其中，傳統(tǒng)的黑板被電子白板所替代，電子白板不僅可以滿足教師的需要，方便隨意地書寫、繪畫，開展豐富多采的教學(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(duì)面”的實(shí)時(shí)交流，領(lǐng)略最新的知識(shí)，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(tǒng)教育方式所無(wú)法比擬的。本文以所指導(dǎo)的大四畢業(yè)設(shè)計(jì)課題為例，設(shè)計(jì)了一種方便、實(shí)用的基于IP的電子白板系統(tǒng)。
2　電子白板應(yīng)用技術(shù)簡(jiǎn)介
2．1　GDI圖形設(shè)備接口
　　它是一個(gè)抽象的接口。相當(dāng)于圖形顯示的函數(shù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的無(wú)關(guān)性。也就是說(shuō)，Windows編程時(shí)不允許直接訪問(wèn)顯示硬件，而必須通過(guò)和特定窗口相關(guān)的“設(shè)備環(huán)境”（DC）跟顯示硬件進(jìn)行通訊。
2．2　VCAD（VisualCAD）小型圖形應(yīng)用程序
　　該程序與Windows附帶畫圖工具相似，使用標(biāo)準(zhǔn)Windows界面，用于設(shè)置界面，繪制直線、矩形、圓、自由線以及文字，并有調(diào)色板和繪圖工具欄與相應(yīng)操作對(duì)應(yīng)。所有圖形邊框的寬度和顏色可以調(diào)整，矩形和圓可以置為實(shí)心或空心，文字類型和顏色可以調(diào)整并添加在任何地方。
　　建立一個(gè)圖元鏈表存儲(chǔ)圖元信息，以實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)和打開操作，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(xiàn)。
2．3　Socket套接字
Winsock控件對(duì)用戶來(lái)說(shuō)是不可見(jiàn)的，它提供了訪問(wèn)TCP和UDP網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的方便途徑。MicrosoftAccess、VisualBasic、VisualC＋＋或VisualFoxPro的開發(fā)人員都可使用它。為編寫客戶或服務(wù)器應(yīng)用程序，不必了解TCP的細(xì)節(jié)。通過(guò)設(shè)置控件的屬性并調(diào)用其方法就可輕易連接到一臺(tái)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上去，并且還可雙向交換數(shù)據(jù)。
　　本次設(shè)計(jì)是采用TCP數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，它允許創(chuàng)建和維護(hù)與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)的連接。要使用TCP協(xié)議，那么，首先必須決定應(yīng)用程序是服務(wù)器還是客戶端。如果要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)服務(wù)器端，那么應(yīng)用程序需要“監(jiān)聽(tīng)”指定的端口。當(dāng)客戶端提出連接請(qǐng)求時(shí)，服務(wù)器端能夠接受請(qǐng)求并建立連接。在連接建立之后，客戶端與服務(wù)器端可以自由地互相通訊。
　　如果創(chuàng)建客戶應(yīng)用程序，就必須知道服務(wù)器計(jì)算機(jī)名或者IP地址，還要知道進(jìn)行“偵聽(tīng)”的端口，然后調(diào)用Connect方法。建立連接后，任何一方計(jì)算機(jī)都可以收發(fā)數(shù)據(jù)。
3　基于IP電子白板系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
3．1　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

3．1．1　界面設(shè)計(jì)部分
　　為了營(yíng)造出美觀實(shí)用的界面，本系統(tǒng)采用了與Windows操作系統(tǒng)附帶的畫圖板相類似的繪圖環(huán)境，僅僅添加了幾個(gè)連接
選項(xiàng)，力求使界面標(biāo)準(zhǔn)化，簡(jiǎn)化用戶對(duì)系統(tǒng)的熟悉過(guò)程，同時(shí)在狀態(tài)欄中加入了當(dāng)前工作狀態(tài)和鼠標(biāo)坐標(biāo)的顯示功能。
3．1．2　繪圖設(shè)計(jì)部分
　　繪圖設(shè)計(jì)模塊是電子白板系統(tǒng)的一個(gè)十分重要的組成部分。它首先進(jìn)行繪圖參數(shù)的初始化，然后對(duì)繪圖工具欄進(jìn)行設(shè)置，若用戶沒(méi)有要求打開原有的．pdf文件，則創(chuàng)建新的白板文件，接著由鼠標(biāo)選擇進(jìn)入畫圖模塊。在退出或存儲(chǔ)項(xiàng)被擊活時(shí)提示存儲(chǔ)。
3．1．3　實(shí)時(shí)交互系統(tǒng)
　　實(shí)時(shí)交互系統(tǒng)包括服務(wù)器端和客戶端兩部分，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(jiān)聽(tīng)端口等待連接請(qǐng)求，當(dāng)客戶端有連接信號(hào)到來(lái)時(shí)，它接收客戶端的地址并建立連接。客戶端在收到確認(rèn)信號(hào)以后，表示連接已經(jīng)成功，可以開始傳送數(shù)據(jù)。客戶端的輸入數(shù)據(jù)類型分為兩類：文本和圖形對(duì)象。文本用于客戶之間進(jìn)行文字交談，圖形對(duì)象則包括直線、矩形、圓、以及自由畫線等。每一種數(shù)據(jù)類型都被定義為相應(yīng)的類，并由另一個(gè)類包裝成數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)上傳送，接收到數(shù)據(jù)的一方，通過(guò)解壓數(shù)據(jù)包，將圖形還原出來(lái)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出錯(cuò)或請(qǐng)求斷開時(shí)，釋放網(wǎng)絡(luò)資源。如圖2所示。