多功能课堂点名手机管理系统的研究

袁悦栋 王廷军 王镒杰 赵国权 李庆典

摘 要：对国内外现有的课堂点名方式和技术进行了分析，针对存在的不足，文章设计了一种蓝牙与重力检测相配合的课堂点名手机管理系统，分析了其基本工作原理，对系统的结构、功能和程序进行了分析与设计，给出了系统的技术架构及相应步骤。课堂自动点名系统实时传送、数据准确，避免了学生听课时看手机的情况，非常适合大学课堂的手机管理等场合。

关键词：课堂点名；手机管理系统；蓝牙检测；重力传感器

中图分类号：TP274 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）34-0082-02

Abstract： This paper analyzes the existing methods and technologies of classroom roll call at home and abroad. In view of the existing shortcomings， this paper designs a mobile phone roll call management system based on Bluetooth and gravity detection， and analyzes its basic working principle. The structure， function and program of the system are analyzed and designed， and the technical framework and corresponding steps of the system are given. Classroom automatic roll call system is responsible for real-time transmission with accurate data， thus preventing students from looking at the mobile phone while listening to the teacher， and suitable for college classroom mobile phone management and other occasions.

Keywords： classroom roll call； mobile phone management system； Bluetooth detection； gravity sensor

目前，課堂考勤浪费时间和浑水摸鱼的现象日益严重，一些学生上课专注于手机而忽视课堂，自控能力不足和不听课导致了厌学、畏学心理，真正“上课”的学生寥寥。不仅辜负了老师，还降低了课堂效率。“手机”和考勤问题成为当今课堂俩大难题[1]。本文设计了一种基于蓝牙无线通信和重力传感器实时检测的低成本高效率的智能学生考勤手机管理系统。充分利用蓝牙短距离传输和和重力传感器实时检测，以及蓝牙技术在手机上的普适性等技术实现了实时、快速、高效的考勤信息管理与实时展示。老师可以在课堂上集中管理手机，有效地解决了教学秩序的问题，提高了学习效率。

1 课堂手机管理体系

课堂手机管理体系是利用手机存储箱在上课时间存放学生的手机，以蓝牙和重力传感器为基础，实现教室内的考勤及管理。如图1所示。蓝牙模块与存放的学生手机蓝牙相连，可通过程序读取蓝牙名称，也避免利用其他物品代替手机启动传感器，通过编程实现原始信息的加工、存储和管理，实现考勤信息的智能化管理。

2 总体设计

多功能课堂点名手机管理系统包括以下模块：系统控制模块、手机存放模块、传感器模块、蓝牙检测模块、显示模块、数据处理模块等。

2.1 系统控制模块

系统采用单片机控制单元，以外设实时时钟信息加以辅助，定时循环扫描监测各个存放空间内的传感器和蓝牙等信息，并将采集到的信息进行同步匹配处理，将处理结果实时传输到系统显示模块，如图2所示。

2.2 手机存放模块

手机存放模块包括若干个手机盒，手机盒分别按顺序标号，同学们在上课前根据学号将手机放入相应的手机盒。存储箱安装有4个万向轮，便于移动，使用灵巧方便。手机盒安装有导轨，便于放入、取回手机。上课期间存储模块集中管理手机，有效避免学生上课玩手机的现象，提高课堂学习效率。

2.3 传感器与数据处理模块

压力传感器选用双孔悬臂平行梁应变式称重传感器，将应变片黏贴到受力的力敏型弹性元件上，当弹性元器件受力产生变形时，应变片产生相应的变化，进而使电阻阻值发生变化，有力引起的阻值变化转换为电压的变化，通过测量输出电压的数值再通过相应的计算即可得出测量的物体的重量。上课前，将手机根据学号放入手机盒里，重力传感器接收到信号反馈，可根据信号来判断学生是否迟到、早退、旷课。在规定课堂时间段内没有检测到重力信号则表明该学生旷课，重力信号开始时间晚于上课时间则表示迟到，重力信号结束时间早于下课时间则表示早退。

2.4 蓝牙检测模块

为了避免由于其他重物对重力传感器的干扰，本装置利用蓝牙检测信号来确保手机放置于手机存储箱内。系统识别以学号命名的手机蓝牙与相应的重力传感器的反馈信息共同完成考勤。

2.5 显示模块与人机交互

显示模块通过单片机程序来实时显示课堂出勤情况，实时显示班级应到人数、实到人数、迟到人数等。教师以及同学可直观地了解同学们的出勤情况。通过人机交互控制按键、通用USB接口，老师可通过U盘拷取学生考勤情况结果。

2.6 系统控制流程图

系统的控制流程图如图3所示。

3 结束语

本系统结合了重力传感和蓝牙检测等技术，既实现了高效率课堂点名又较好的规避了学生上课玩手机影响听课质量等问题。考勤过程大大减少了对正常教学秩序的干扰，提高了授课效率，课堂手机的集中管理提高了学习效率。本系统尤其对于五十人以上的大班课堂传统点名方式具有明显的方便快捷的优势。可移动的便携箱，还可将此点名系统辅助推广应用于中小型的社团活动以及晚会比赛的现场签到的场合。

参考文献：

[1]夏领婕.当代大学生使用手机的现状及影响-以武汉两所高校为例[D].华中科技大学，2013：30-32.

[2]专用型高精度24位AD转换器芯片HX711说明[Z].2013，06.

[3]xuexingyang. Bluetooth pairing and connection establishment process.2013-07-02.