一种无线组网控制器以及包含它的无线组网系统,无线组网系统群,教学系统和教学系统群的制作方法

文档序号:14500043阅读:215来源:国知局
一种无线组网控制器以及包含它的无线组网系统,无线组网系统群,教学系统和教学系统群的制作方法

本申请总体涉及一种无线组网控制器以及包含它的无线组网系统,更具体地涉及一种基于2.4G无线通信协议的组网系统,所述系统或方法特别适合用于课堂教学系统。



背景技术:

课堂教育系统对于现代教育越来越重要。教育系统的互动功能和教师端与学生端的即时连接功能越来越受到重视。现有技术中常常使用pad利用 wifi和蓝牙技术进行组网。然而这些组网技术存在一些众所周知的缺陷:1. 传统基于平板,点阵笔的课堂互动产品,借助于wifi或者蓝牙组网,将多个人数据发送给wifi路由器或者蓝牙AP等方式,组网验证比较麻烦,当近距离多个组网设备同时存在时,数据会存在丢包,数据传输延迟大,掉线问题导致正常的课堂互动受到影响;2.一台wifi路由器,或者蓝牙AP接入设备数量有限,实际使用过程中稳定接入设备数量为30人,超过30人数据传输延迟和掉线的现象增加,此现象人数越多越严重;3.实际通信覆盖距离有限,距离越远传输信号越不稳定,wifi或者蓝牙随着距离的增加,传输效率会显著降低;4.依赖于学校网络通信问题:Pad互动教学采用WiFi通信,依赖于学校网络,随着接入设备数量的增加,通信延迟和网络掉线增加,存在多个班级同时使用的干扰性问题等等;5.操作不方便:蓝牙交换机(工业级单台支持20个蓝牙端口)进行组网,使用前需要提前给每一个接入终端进行配对,而且支持多人(超过20人)必须通过同时几个交换机串联一起使用。系统最多支持40个终端设备接入。当近距离多个组网设备同时存在时,数据会存在丢包,数据传输延迟大,存在掉线问题。



技术实现要素:

本实用新型的一个方面涉及一种无线组网控制器以及包含它的无线组网系统,更具体地涉及一种基于2.4G无线通信协议的组网系统,所述系统或方法特别适合用于课堂教学系统。本实用新型的一种或者多种实施方式克服了以上所述的一种或多种缺陷。

本实用新型包括以下内容:

实施方式1.一种无线组网控制器,其包括:

一个或多个无线信号接收单元,其各自以固定的控制器接收频率接收数据;

至少一个无线信号发射单元,其以固定的控制器发送频率发射数据;

输出单元,其可与外部设备的输入端口连接,将数据传送给外部设备;和

控制单元,其将所述多个无线信号接收单元收到的数据进行处理获得内容数据和控制数据,将包括内容数据的数据发送给输出单元,将包括控制数据的数据发送给发射单元。

实施方式2.实施方式1所述的无线组网控制器,其中所述“多个无线信号接收单元”和所述“至少一个无线信号发射单元”运行在ISM频段,并且所述“多个无线信号接收单元”和所述“至少一个无线信号发射单元”各自采用的频点各不相同。

实施方式3.实施方式1所述的无线组网控制器,其中所述“多个无线信号接收单元”和所述“至少一个无线信号发射单元”运行在2.4G无线网络的频段,并且所述“多个无线信号接收单元”和所述“至少一个无线信号发射单元”各自采用的频点各不相同。

实施方式4.实施方式1-3中任一项所述的无线组网控制器,其中所述输出单元选自有线输出单元或者无线输出单元,所述外部设备是电脑。

实施方式5.实施方式4的无线组网控制器,其中所述有线输出单元与电脑的串口或者USB端口通信连接,从而向电脑发送数据。

实施方式6.实施方式1-3中任一项所述的无线组网控制器,其包括1 个所述以固定的控制器发送频率发射数据的无线信号发射单元和2个或3个以上所述的无线信号接收单元。

实施方式7.实施方式1-3中任一项所述的无线组网控制器,其中所述控制单元是MCU(微控制单元/单片机)。

实施方式8.实施方式1-3中任一项所述的无线组网控制器,其中所述控制数据包括终端设备编号信息和校验信息中的至少一种或两种。

实施方式9.实施方式8所述的无线组网控制器,其中所述控制数据包括系统编号信息和/或操作指令信息。

实施方式10.一种无线组网系统,其包括

实施方式1至9中任一项所述的无线组网控制器,和

多组终端设备,每组终端设备对应于所述无线组网控制器中的一个“无线信号接收单元”;

在每组终端设备中,每个所述终端设备包括:

终端数据采集单元,其可通过传感器或其他方式采集内容数据;

终端无线信号接收单元,其以固定的终端接收频率接收数据,所述终端接收频率对应于所述无线组网控制器的“无线信号发射单元”的控制器发送频率;

终端无线信号发射单元,其以固定的终端发送频率发射数据,所述终端发送频率对应于无线组网控制器中对应的“无线信号接收单元”的控制器接收频率;

终端控制单元,其将所述终端无线信号接收单元收到的数据进行处理获得控制数据,根据控制数据将包括内容数据的终端发送数据通过终端无线信号发射单元进行发射。

实施方式11.实施方式10所述的无线组网系统,其中每个终端设备具有不同的终端设备编号,所述终端发送数据还包括终端设备编号信息和校验信息中的至少一种或两种。

实施方式12.实施方式10所述的无线组网系统,其中每组终端设备中每个终端设备具有不同的终端设备编号,所述终端发送数据还包括终端设备编号信息和校验信息中的至少一种或两种。

实施方式13.实施方式10或11所述的无线组网系统,其中所述无线组网系统具有系统编号,所述终端发送数据还包括系统编号信息。

实施方式14.一种无线组网系统群,其包括多个实施方式10至13中任一项所述的无线组网系统。

实施方式15.实施方式14的无线组网系统群,其中每个无线组网系统中的无线组网控制器采用不同的控制器发送频率。

实施方式16.实施方式14或15的无线组网系统群,其中每个无线组网系统中的无线组网控制器采用不同的控制器接收频率。

实施方式17.实施方式14或15的无线组网系统群,其中所述无线组网系统具有系统编号,所述终端发送数据还包括系统编号信息。

实施方式18.一种教学系统,其包括:

教师端设备,

实施方式10至13中任一项所述的无线组网系统,和

学生端设备;

其中所述无线组网控制器的输出单元所连接到的外部设备即为所述教师端设备,所述终端设备即为所述学生端设备。

实施方式19.一种教学系统群,其包括多个实施方式18所述的教学系统,其中多个课堂教学系统中的无线组网系统构成实施方式14至17中任一项所述的无线组网系统群。

实施方式20.一种教学系统群,其包括实施方式14至17中任一项所述的无线组网系统群。

实施方式21.实施方式1至16中任一项的主题用于教学系统的用途。

本实用新型的技术方案,由于组网控制器采用固定的接收和发送频率,与其相对应的终端设备也采用相应的固定的接收和发送频率,因此在使用过程中,开机就开始进行数据交换,并不需要进行配对,因此使用简单便捷,减轻了使用者的负担。此外,本申请的技术方案还带来了许多其他的优点,这些优点将会在具体实施方式中详细说明。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案,下面将对实施例的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例,而非对本公开的限制。

图1是根据本申请的教学系统的原理示意图。

图2是根据本申请的无线组网系统的原理示意图。

图3是校验位设置的示意图。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本公开实施例的附图,对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本公开的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本公开保护的范围。

在本申请中,除非特别指出或者根据上下文的理解可以得出不同的含义,否则各个术语具有本领域通常理解的含义。

本申请一方面提供一种无线组网控制器,其包括:

一个或多个无线信号接收单元,其各自以固定的控制器接收频率接收数据;

至少一个无线信号发射单元,其以固定的控制器发送频率发射数据;

输出单元,其可与外部设备的输入端口连接,将数据传送给外部设备;

控制单元,其将所述多个无线信号接收单元收到的数据进行处理获得内容数据和控制数据,将包括内容数据的数据发送给输出单元,将包括控制数据的数据发送给发射单元。

本申请所称的组网控制器是指将各个终端连接成所需的逻辑网络的中间网络设备。此处的无线信号接收单元的实现方式没有限制,可以为例如无线信号的接收电路。此处的无线信号发射单元的实现方式没有限制,可以为例如无线信号的发射电路。这里所称的“固定的控制器接收频率”或者“固定的控制器发送频率”是指组网控制器在工作时所工作的频率是固定的,然而这种固定并不排除在组网控制器工作之前对组网控制器的相应频率进行设置,例如当在两个相邻的教室采用预设相同“固定的控制器接收频率”或者“固定的控制器发送频率”的组网控制器时,可以通过具体的设置将某个组网控制器的“固定的控制器接收频率”或者“固定的控制器发送频率”设置为与另一个不同。然而这种“固定的控制器接收频率”或者“固定的控制器发送频率”的设置常常还伴随着终端设备的相应频率的设置。

本申请所述的外部设备通常是电脑(或者计算机),具体地,在教学系统中是指教师端设备,其可能是教师计算机、白板和大屏一体机中的一个或其组合。

内容数据是指在实际的网络传输中需要从发送方传递到接收方的与具体使用相关的数据。比如在教学系统中,内容数据可以是反映学生答题的内容的数据信息。

控制数据是指在实际的网络传输中需要从发送方传递到接收方的与提高传输性能相关的数据。典型的控制数据包括终端的编号和校验信息,通过组网控制器与终端之间进行这些信息的交换,能够以较高的效率避免丢失数据。

由于组网控制器采用固定的接收和发送频率,与其相对应的终端设备也采用相应的固定的接收和发送频率,因此在使用过程中,开机就开始进行数据交换,并不需要进行现有技术中的配对操作,因此使用简单便捷,减轻了使用者的负担。

在一些实施方式中,所述“多个无线信号接收单元”和所述“至少一个无线信号发射单元”运行在ISM频段,并且所述“多个无线信号接收单元”和所述“至少一个无线信号发射单元”各自采用的频点各不相同。ISM频段是工业、科学和医用频段,是由ITU-R(ITU Radiocommunication Sector,国际通信联盟无线电通信局)定义的。此频段主要是开放给工业、科学、医学三个主要机构使用,属于Free License,无需授权许可,只需要遵守一定的发射功率(一般低于1W),并且不要对其它频段造成干扰即可。

在一些实施方式中,所述“多个无线信号接收单元”和所述“至少一个无线信号发射单元”运行在2.4G无线网络的频段,并且所述“多个无线信号接收单元”和所述“至少一个无线信号发射单元”各自采用的频点各不相同。本申请中的2.4G无线网络是指2.4G无线技术,其频段处于 2.405GHz-2.485GHz之间。所以简称为2.4G无线技术。2.4GHz是工作在ISM 频段的一个频段。2.4G优点是频段室内环境中抗衰减能力强,穿墙能力不错。教学系统中采用2.4G网络能够非常好地利用它在室内环境中抗衰减能力强的优点,其在室内随着距离增加信号衰减很慢。2.4G网络具有125个可用频点。在具体使用2.4GHz网络的过程中,所述“多个无线信号接收单元”和所述“至少一个无线信号发射单元”各自采用的频点中,相邻频点至少间隔 4个可用频点,优选至少间隔5个可用频点,优选至少间隔6个可用频点,优选至少间隔7个可用频点,优选至少间隔8个可用频点,优选至少间隔9 个可用频点。这样的设置是因为相邻的频点可能会出现干扰的情况,在间隔 4个频点之后,干扰的情况大大减小;在间隔9个频点之后,启用的频点之间的干扰几乎不存在。通过这种网络设计,每个无线信号接收单元能够稳定地支持10个以上的终端设备,并且每组终端设备之间的信号互不干扰。在优选的实施方式中,能够稳定地支持10至20个终端设备。在每个无线信号接收单元支持的终端设备高于30个时,性能出现下降。

在一些实施方式中,所述输出单元选自有线输出单元或者无线输出单元,所述外部设备是电脑。在一些实施方式中,所述输出单元是有线输出单元,所述有线输出单元与电脑的串口或者USB端口通信连接,从而向电脑发送数据。

在一些实施方式中,所述的无线组网控制器包括1个所述以固定的控制器发送频率发射数据的无线信号发射单元和2个或3个以上(或者4个以上,或者5个以上,或者6个以上)所述的无线信号接收单元。通过这种网络设计,无线组网控制器能够稳定地支持40个以上的终端设备,甚至是能够稳定地支持60个以上的终端设备,甚至是能够稳定地支持至多120个终端设备。这相对于目前的WiFi和蓝牙的连接方式来说是非常大的进步。这样的组网控制器非常适合于课堂教学系统,它能够稳定地支持40至120个终端设备,适合于通常的40至120个人的互动教学环境,在采用2.4G网络的情况下,由于2.4G网络在室内环境中抗衰减能力强,在远处和角落的终端设备一样能够快速传输数据。

在一些实施方式中,所述控制单元是MCU(微控制单元/单片机)。在具体的实施方式中,为了减小组网控制器的体积,通常采用MCU作为其控制单元的核心计算部分。

在一些实施方式中,所述控制数据包括终端设备编号信息和校验信息中的至少一种或两种。通过组网控制器与终端之间进行这些信息的交换,能够实现信息交换的校验,从而以较高的效率避免丢失数据。

在一些实施方式中,所述控制数据包括系统编号信息和/或操作指令信息。此处所谓的系统编号信息实际上是指组网控制器本身的编号。一个组网控制器与相应的终端会组成一个数据交换网络,在同时存在多个组网控制器,并且有可能存在干扰的情况下,控制数据中增加系统编号信息可以通过识别该信息来避免不同组网控制器所组成的网络之间的干扰。此处所谓的操作指令信息通常是指组网控制器发出去给终端的操作指令,例如在教学系统的情况下,该指令可能是开始记录答题信息的指令和停止记录答题信息的指令,通过该指令可以控制终端开始和停止收集数据。

本申请还提供一种无线组网系统,其包括

以上所述的无线组网控制器,和

多组终端设备,每组终端设备对应于所述无线组网控制器中的一个“无线信号接收单元”;

在每组终端设备中,每个所述终端设备包括:

终端数据采集单元,其可通过传感器或其他方式采集内容数据;

终端无线信号接收单元,其以固定的终端接收频率接收数据,所述终端接收频率对应于所述无线组网控制器的“无线信号发射单元”的控制器发送频率;

终端无线信号发射单元,其以固定的终端发送频率发射数据,所述终端发送频率对应于无线组网控制器中对应的“无线信号接收单元”的控制器接收频率;

终端控制单元,其将所述终端无线信号接收单元收到的数据进行处理获得控制数据,根据控制数据将包括内容数据的终端发送数据通过终端无线信号发射单元进行发射。

此处所述的每组终端设备对应于所述无线组网控制器中的一个“无线信号接收单元”是指一个“无线信号接收单元”用来接收一组终端设备的发送数据。此处的所述终端接收频率对应于所述无线组网控制器的“无线信号发射单元”的控制器发送频率是指终端在“所述终端接收频率”能够从所述无线组网控制器接收到其“无线信号发射单元”以“控制器发送频率”发送的数据。在一个具体的实施方式中,所述对应于是指所述终端接收频率与所述无线组网控制器的“无线信号发射单元”的控制器发送频率相等。

在所述无线组网系统中,由于组网控制器采用固定的接收和发送频率,与其相对应的终端设备也采用相应的固定的接收和发送频率,因此在使用过程中,设备开机就开始进行数据交换,并不需要进行现有技术中的配对操作,因此使用简单便捷,减轻了使用者的负担。

在一些实施方式中,每个终端设备具有不同的终端设备编号,所述终端发送数据还包括终端设备编号信息和校验信息中的至少一种或两种。

在一些实施方式中,每组终端设备中每个终端设备具有不同的终端设备编号,所述终端发送数据还包括终端设备编号信息和校验信息中的至少一种或两种。通过组网控制器与终端之间进行这些信息的交换,能够实现信息交换的校验,从而以较高的效率避免丢失数据。

在一些实施方式中,所述无线组网系统具有系统编号,所述终端发送数据还包括系统编号信息。如上所述的,此处所谓的系统编号信息实际上是指组网控制器本身的编号。一个组网控制器与相应的终端会组成一个数据交换网络,在同时存在多个组网控制器,并且有可能存在干扰的情况下,控制数据中增加系统编号信息可以通过识别该信息来避免不同组网控制器所组成的网络之间的干扰。此处所谓的操作指令信息通常是指组网控制器发出去给终端的操作指令,例如在教学系统的情况下,该指令可能是开始记录答题信息的指令和停止记录答题信息的指令,通过该指令可以控制终端开始和停止收集数据。

本申请还提供一种无线组网系统群,其包括多个如上所述的无线组网系统。

在一些所述无线组网系统群的具体实施方式中,每个无线组网系统中的无线组网控制器采用不同的控制器发送频率。通过这种方式,不同的组网控制器采用单独的发送频率,可以避免终端接收信息受到干扰。在设定了系统编号之后,也可以通过系统编号的校验来实现逻辑上的避免干扰,然而通过硬件的如此设置能够提高网络的利用率,从而提高速度。

在一些所述无线组网系统群的具体实施方式中,每个无线组网系统中的无线组网控制器采用不同的控制器接收频率。通过这种方式,不同的组网控制器采用不一样的接收频率,可以避免组网控制器在接收信息时受到干扰。在设定了不同的终端设备编号之后,也可以通过终端设备编号的校验来实现逻辑上的避免干扰,然而通过硬件的如此设置能够提高网络的利用率,从而提高速度。

在一些所述无线组网系统群的具体实施方式中,所述无线组网系统具有系统编号,所述终端发送数据还包括系统编号信息。

本申请还提供一种教学系统,其包括:教师端设备,以上所述的无线组网系统,和学生端设备;其中所述无线组网控制器的输出单元所连接到的外部设备即为所述教师端设备,所述终端设备即为所述学生端设备。这里所述的教学系统实际上是教学系统的班级应用。换种方式,本申请提供的一种教学系统包括:教师端设备,以上所述的无线组网控制器,和多组学生端设备;其中所述无线组网控制器的输出单元所连接到的外部设备即为所述教师端设备,所述学生端设备即为终端设备,其中每组终端设备对应于所述无线组网控制器中的一个“无线信号接收单元”;在每组终端设备中,每个所述终端设备包括:

终端数据采集单元,其可通过传感器或其他方式采集内容数据;

终端无线信号接收单元,其以固定的终端接收频率接收数据,所述终端接收频率对应于所述无线组网控制器的“无线信号发射单元”的控制器发送频率;

终端无线信号发射单元,其以固定的终端发送频率发射数据,所述终端发送频率对应于无线组网控制器中对应的“无线信号接收单元”的控制器接收频率;

终端控制单元,其将所述终端无线信号接收单元收到的数据进行处理获得控制数据,根据控制数据将包括内容数据的终端发送数据通过终端无线信号发射单元进行发射。

这里所述的教学系统实际上是教学系统的班级应用。

在一些实施方式中,一种教学系统群,其包括多个所述的教学系统,其中多个教学系统中的无线组网系统构成以上所述的无线组网系统群。采用 2.4G无线网络的会存在相互干扰。这里所述的教学系统群实际上是教学系统的校园级应用,在一个校园里可能需要安装多套教学系统,教学系统之间需要达到信号互不干扰。通过以上所述的无线组网系统群能够达到教学系统之间信号互不干扰的效果。

实施例

本实施例基于2.4G无线网络构建了一种教学系统,其包括教师端设备,无线组网控制器,多组学生端设备。如图1所示,其中所述教师端设备是教师计算机和白板和大屏一体机,此处,组网控制器通过USB或者串口与教师端设备通信。所述无线组网控制器包括:一个或多个无线信号接收单元,其各自以固定的控制器接收频率接收数据;至少一个无线信号发射单元,其以固定的控制器发送频率发射数据;输出单元,其可与外部设备的输入端口连接,将数据传送给外部设备;和控制单元,其将所述多个无线信号接收单元收到的数据进行处理获得内容数据和控制数据,将包括内容数据的数据发送给输出单元,将包括控制数据的数据发送给发射单元。组网控制器通过 2.4G无线网络进行通信。所述的多组学生端设备即为多组终端设备,每组终端设备对应于所述无线组网控制器中的一个“无线信号接收单元”;在每组终端设备中,每个所述终端设备包括:终端数据采集单元,其可通过传感器或其他方式采集内容数据;终端无线信号接收单元,其以固定的终端接收频率接收数据,所述终端接收频率对应于所述无线组网控制器的“无线信号发射单元”的控制器发送频率;终端无线信号发射单元,其以固定的终端发送频率发射数据,所述终端发送频率对应于无线组网控制器中对应的“无线信号接收单元”的控制器接收频率;终端控制单元,其将所述终端无线信号接收单元收到的数据进行处理获得控制数据,根据控制数据将包括内容数据的终端发送数据通过终端无线信号发射单元进行发射。所述“多个无线信号接收单元”和所述“至少一个无线信号发射单元”运行在2.4G无线网络的频段,并且所述“多个无线信号接收单元”和所述“至少一个无线信号发射单元”各自采用的频点各不相同。2.4G网络具有125个可用频点。所述“多个无线信号接收单元”和所述“至少一个无线信号发射单元”各自采用的频点中,相邻频点间隔9个可用频点。

所述组网控制器内的控制单元为微控制单元MCU,所述无线信号发射单元包括发射电路,所述无线信号接收单元包括接收电路,MCU和发射电路和多个所述接收电路连接,并且MCU可以和PC的串口或者usb通信,将接收到的数据传输给教师端设备。

所述组网控制器包含一个发射电路,n个接收电路,每路接收电路可以接入多个设备。在一些具体示例中,n为1、2、3、4、5、6、7、8、9中的一个,在优选的示例中,n为6。为了接入更多个终端设备(即学生端设备),可以增加接收端个数。其中,多组学生端设备(即终端设备)中,每组终端设备包含m个终端设备。在一些具体示例中,m为1、2、3、4、5、6、7、8、 9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25 中的一个,在优选的示例中,m为20。在n为6和m为20的情况下,该教学系统能够接入120个终端设备(即学生端设备)。

系统正常工作时,MCU控制发送端电路以广播形式给所有接入设备同时发送指令,终端设备在收到对应指令后进行响应。

所述组网控制器的MCU包含缓存机制,可以将接收到的数据进行缓存。

所述终端设备的终端无线信号接收单元包含接收电路,用于接收组网控制器发来的指令等信息,终端无线信号发送单元包括发送电路,将终端设备在工作时将采集到的数据无线发送给组网控制器对应的频道的接收电路。终端设备内部包含缓存机制,可以将采集的数据进行缓存,等待有信号时将数据发送出去。

如图2中所示,图2是根据本申请的无线组网系统的原理示意图。在组网控制器内部包含的1个发射电路和多个接收电路中,设1个发射电路的频道为 Y1,接收电路数量根据所接入终端设备数量进行增减。多个接收电路接收频道为R1,R2….Rn。

组网控制系统包含多组无线终端。设接入多组终端设备分别为N1,N2,…Nm。每组的发送频道相同,并和组网控制器对应的接收频道相同。这样,终端设备可以将数据发送给组网控制器的相同频道的接收端电路。

多组终端设备的接收频道统一为Y1。这和组网控制器的1个发射电路的频道相同。这样,组网控制器可以给多个终端设备广播发送公共命令(该命令可以让多个终端同时执行相应的命令。)

同一组设备每个设备发送数据频道相同,如A1,A2…Am的发送数据频道相同;B1,B2…Bm的发送数据频道相同。为了区分同一组设备中的不同编号设备发送的数据,终端设备在发送数据时,会在发送数据的固定字节添加终端设备编号信息。组网控制器的每个接收模块对应接收同一组的所有终端设备发送过来的数据,然后将这些数据根据设备编号信息用以区分是哪个设备发送过来的数据。

终端设备在发送数据时,会在发送数据的固定字节添加校验信息。从而使得组网控制器和终端设备传输时可以进行数据校验,保证数据传输不丢失。

在具体的示例中,数据校验字节可以有多个,每个字节支持4个终端设备数据传输校验(如图3所示)。例如,数据校验字节有30个的情况下,可以支持120个终端设备的数据传输校验。

具体的校验方式示例如下。以数据校验字节为第一个字节为例,其支持编号为4号,3号,2号,1号的设备数据校验。终端设备在发送数据时,数据中包含设备编号和校验属性数据(即校验信息或校验数据)。如1号设备在发送时设备编号数据为01,校验属性数据为10。将设备编号和校验属性数据发送给组网控制器时,组网控制器收到后会将数据校验字节编号为1号位置校验数据置为10,然后发送给终端设备,终端设备在收到校验数据后,解析判断,如果在编号为1的设备处校验数据为10,则说明终端设备发送给组网控制器的数据发送成功,则可以发送下一次数据。如果校验数据不正确,则终端设备重发数据给组网控制器。直到数据传输校验成功为止,再发送下一次数据。

在终端设备发送下一次数据时,会将校验属性数据更改为01,含有编号和校验属性的数据发送给组网控制器时,组网控制器收到后会将数据校验字节编号为1号位置校验数据置为01,然后发送给终端设备,终端设备在收到校验数据后,解析判断,如果在编号为1的设备处校验数据为01,则说明终端设备发送给组网控制器的数据发送成功。该终端设备设置了重发机制,如果校验数据不正确,则终端设备重发数据给组网控制器。直到数据传输校验成功为止,终端设备相邻两次发送的数据中,校验数据不同,以此来确保能够进行校验。

组网控制器的发射端频道在工作之前即配置完成。在一些示例中,多个组网系统同时工作时,各个组网控制器的发射频道配置不一样,各个组网系统之间不干扰。

对于终端设备,每个都可以配置不同的设备编号,这和频道配置结合,保证不同组网系统下的终端设备之间不干扰。

在本实施例的教学系统中,组网控制器的发射频道Y1和终端设备的接收频道相同,所以在组网控制器上电后,将终端设备开机,终端设备就可以收到组网控制器发送的指令。终端设备的发送频道R1,R2…Rn和组网控制器的接收频道相同,所以可以完成设备向终端设备发送数据。这就实现了,设备上电开机就自动组网的整个流程,使用简单。

所述教学系统的终端可以采用任何现有的数据采集技术,例如电磁书写板,电容屏,电阻屏,超声技术等。在具体的实施例中,终端设备采用超声技术采集学生在纸面的书写内容。其设计理念是尊重教师和学生传统的纸笔书写习惯和学习方式,保留传统教学优势,降低教师工作量,实现常态教学的同时,加快师生之间信息传递速度,提升教育信息化的效能,让师生的交流简单、高效,使得教与学的过程更加轻松有趣,提升教师课堂教学艺术,发挥教学智慧,拓展课堂空间,提高学生的探究欲望,撞击学生的学习思维,创造许多“难以预约的个性化精彩”,产生优质教学效果。

经过测试发现,该系统能够在室内实现120个终端(n为6和m为20) 与组网控制器之间稳定的50k/s以上的数据传输速度,而不会受到距离的影响。

目前北京的中小学每个班的学生在40人左右。而在120人以上的课堂教学中,实现1对多的互动教学的效果已经非常低下。因此,课堂互动教学中,一般的学生数量为40个以上120人以下。而本申请提供的教学系统能够很好地支持在此人数范围内的课堂互动教学。理论上,本申请提供的教学系统通过合理地配制能够支持更多的终端数量。对于小于40个终端的情况,当然也能够支持。

具体的实验数据如下表所示。

表1.教学系统的性能测试以及与其它网络连接的性能比较

从以上可以看出,本申请的组网系统在同时支持的终端数量,接收灵敏度,受传输距离的影响,数据传输的稳定性,自组网性能等多个方面都适合于互动教学系统,并且远远优于wifi连接和蓝牙连接。

以上所述仅是本公开的示范性实施方式,而非用于限制本公开的保护范围,本公开的保护范围由所附的权利要求确定。

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