雙工異步串行 通訊，支持奇校驗、偶校驗、標(biāo)志校驗、空白校驗。串行數(shù)據(jù)包括1個低電平起始位、5、6、7或 8個數(shù)據(jù)位、1個或2個高電平停止位，可W實現(xiàn)USB轉(zhuǎn)串口、擴展計算機異步串口和USB轉(zhuǎn) IrDA紅外或者USB轉(zhuǎn)打印口等功能。本設(shè)計僅作USB轉(zhuǎn)串口使用，轉(zhuǎn)換后的串口為全雙工 串口，內(nèi)置收和發(fā)緩沖區(qū)，支持通訊波特率從50bps到2Mbps，串口發(fā)送信號的波特率誤差 <0.3%，串口接收信號的波特率誤差<2%。其使用方法比較簡單。本系統(tǒng)在主節(jié)點與上位 PC機進行串口通信時，參數(shù)設(shè)置為波特率115200,8位數(shù)據(jù)位，1位停止位，無奇偶校驗位。
[0030] 學(xué)生用設(shè)備中的輸入輸出裝置，包括發(fā)光二極管（LED)燈、及按鍵，例如可W設(shè)計 四個按鍵，對應(yīng)A，B，C，D四個選項，L邸燈和按鍵相配合，用來指示學(xué)生的按鍵信息。
[0031] 在優(yōu)選實施過程中，上述控制指令可W是：點名指令、停止指令或答題指令等。
[0032] 例如，當(dāng)控制指令為點名指令時，第一下傳控制指令協(xié)議具體可W參見表1。
[0048」 例觀，a巧制巧兮刃脊題巧兮町，弟二M專巧制巧兮切、議具體W 寥化巧6。[0049] 表 6[0050]
[0033] 表 1 [0 -
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[0051] 在優(yōu)選實施過程中，無線收發(fā)忍片nRF905處于發(fā)射模式時，引導(dǎo)字和循環(huán)冗余碼 校驗（CRC)由nRF905自動加載。nRF905處于接收模式時，接到數(shù)據(jù)包后自動處理字頭和 CRC。
[0052] 優(yōu)選地，在上述教師用設(shè)備將控制指令發(fā)送給多個學(xué)生用設(shè)備之后，還可W包括： 對于每個上述學(xué)生用設(shè)備，判斷該學(xué)生用設(shè)備對應(yīng)的唯一 IP地址是否處于上述IP開始地 址字節(jié)至IP結(jié)束地址字節(jié)范圍內(nèi)；該學(xué)生用設(shè)備確定上述唯一 IP地址處于上述IP開始地 址字節(jié)至IP結(jié)束地址字節(jié)范圍內(nèi)，接收上述控制指令。
[0053] 優(yōu)選實施過程中，地址位分為教師用設(shè)備物理地址，和學(xué)生用設(shè)備物理地址。教師 用設(shè)備物理地址只有一個，物理地址0X50515253,但由于本系統(tǒng)是一個單個教師節(jié)點對多 個學(xué)生節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，為實現(xiàn)教師節(jié)點全網(wǎng)廣播的功能，在物理層中為各個學(xué)生用設(shè)備 都定義了相同的物理地址0XE7E7E7E7,為了區(qū)分各學(xué)生節(jié)點，在網(wǎng)絡(luò)層為每個學(xué)生用設(shè)備 分配了唯一的的IP地址，考慮到目前學(xué)校課堂學(xué)生人數(shù)一般不超過250 (8個班），故本系 統(tǒng)IP地址采用8bit，即最多可有256個學(xué)生節(jié)點，滿足需求。具體實施過程中，為高效而 準確地建立學(xué)生與學(xué)生節(jié)點設(shè)備的一一對應(yīng)關(guān)系，上課前，學(xué)生需根據(jù)學(xué)號來領(lǐng)取對應(yīng)編 號的學(xué)生用手持設(shè)備，實現(xiàn)學(xué)號與IP地址的一一映射，作為課堂考勤和答題的唯一數(shù)據(jù)來 源。教師節(jié)點在接收到應(yīng)答數(shù)據(jù)后，通過IP地址來判斷接收到的數(shù)據(jù)是哪個學(xué)生節(jié)點上傳 來的，學(xué)生用設(shè)備通過IP地址來判斷教師用設(shè)備下發(fā)的控制指令是不是給自己的，如果不 是則不接收。
[0054] 需要說明的是，教師用設(shè)備廣播發(fā)送到各學(xué)生用設(shè)備的點名指令、教師用設(shè)備廣 播到各學(xué)生節(jié)點下發(fā)題目指令和教師用設(shè)備廣播發(fā)送到各學(xué)生用設(shè)備的停止指令中第1，2 個地址字節(jié)位分別為IP開始地址和IP結(jié)束地址，教師可據(jù)此選擇全部學(xué)生或指定部分學(xué) 生進行點名、答題活動。若選擇全部學(xué)生則IP開始地址為班級第一位學(xué)生的IP地址（可 W為學(xué)號），IP結(jié)束地址為最后一位學(xué)生的IP地址（可W為學(xué)號）。若選擇部分學(xué)生，只需 輸入相應(yīng)段學(xué)生的起、止IP地址即可。
[00巧]優(yōu)選地，在該學(xué)生用設(shè)備在接收上述控制指令之后，還可W包括：該學(xué)生用設(shè)備按 照預(yù)定的第一應(yīng)答協(xié)議向上述教師用設(shè)備返回第一應(yīng)答指令，其中，上述第一應(yīng)答協(xié)議包 括：引導(dǎo)字、指令類型字節(jié)、該學(xué)生用設(shè)備對應(yīng)的唯一 IP地址字節(jié)、題目編號字節(jié)或預(yù)留的 字節(jié)、結(jié)束符字節(jié)、預(yù)留位字節(jié)、循環(huán)冗余碼校驗字節(jié)。
[0056] 例如，當(dāng)控制指令為點名指令時，第一應(yīng)答協(xié)議具體可W參見表7。
[0057]表 7
[00wi
[0059] 例如，當(dāng)控制指令為停止指令時，第一應(yīng)答協(xié)議具體可W參見表8。
[0060] 表 8
[0061]
[C
[C
[C
[0065] 優(yōu)選地，當(dāng)上述控制指令為答題指令時，在該學(xué)生用設(shè)備向上述教師用設(shè)備返回 上述第一應(yīng)答指令之后，還可W包括：該學(xué)生用設(shè)備按照預(yù)定的第一上傳數(shù)據(jù)協(xié)議向上述 教師用設(shè)備發(fā)送答案數(shù)據(jù)，其中，上述第一上傳數(shù)據(jù)協(xié)議包括：引導(dǎo)字、指令類型字節(jié)、該 學(xué)生用設(shè)備的唯一 IP地址字節(jié)、題目編號字節(jié)、答案字節(jié)、預(yù)留位字節(jié)、循環(huán)冗余碼校驗字 節(jié)；上述教師用設(shè)備按照第二應(yīng)答協(xié)議向該學(xué)生用設(shè)備返回第二應(yīng)答指令，其中，上述第二 應(yīng)答協(xié)議包括：引導(dǎo)字、指令類型字節(jié)、該學(xué)生用設(shè)備的唯一 IP地址字節(jié)、題目編號字節(jié)、 結(jié)束符字節(jié)、循環(huán)冗余碼校驗字節(jié)；上述教師用設(shè)備按照第二上傳數(shù)據(jù)協(xié)議將接收到的答 案數(shù)據(jù)發(fā)送至上位機，其中，上述第二上傳數(shù)據(jù)協(xié)議包括：指令類型字節(jié)、該學(xué)生用設(shè)備的 唯一 IP地址字節(jié)、題目編號字節(jié)、答案字節(jié)。
[0066] 例如，當(dāng)控制指令為答題指令時，學(xué)生用設(shè)備需要上傳給教師用設(shè)備答案數(shù)據(jù)，第 一上傳數(shù)據(jù)協(xié)議具體可W參見表10。
[0067] 表 10 [OflfiRl
[0069] 當(dāng)教師用設(shè)備接收到學(xué)生用設(shè)備上傳的答案數(shù)據(jù)時，需要反饋第二應(yīng)答，第二應(yīng) 答協(xié)議具體可W參見表11。
[0070] 表 11
[0071]
[0072] 在教師用設(shè)備接收到學(xué)生用設(shè)備上傳的答案數(shù)據(jù)之后，還需要向上位機上傳答案 數(shù)據(jù)，第二上傳數(shù)據(jù)協(xié)議具體可W參見表12。
[0073] 表 12
[0074]
[00巧]綜上所述，借助本實用新型提供的上述實施例，W MSP430單片機為核屯、，結(jié)合 NRF905無線通信設(shè)計了基于NRF905的課堂教學(xué)輔助系統(tǒng)，該方案運行良好，可靠性高，可 實現(xiàn)對多個學(xué)生的實時點名考勤，隨堂課程答題并考核成績。并且，本實用新型還提出了上 述課堂教學(xué)輔助系統(tǒng)中各組成部分的通信協(xié)議，既可W保證系統(tǒng)中各組成部分相互間的無 線通信數(shù)據(jù)能夠被正確地識別和讀取，也不消耗多余的帶寬資源。
[0076] W上公開的僅為本實用新型的幾個具體實施例，但是，本實用新型并非局限于此， 任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化都應(yīng)落入本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種課堂教學(xué)輔助系統(tǒng)，其特征在于，包括： 多個學(xué)生用設(shè)備，每個學(xué)生用設(shè)備均包括：第一無線收發(fā)裝置，第一微控制器、輸入輸 出裝置，其中，所述第一微控制器經(jīng)由所述輸入輸出裝置收集來自于學(xué)生的數(shù)據(jù)，并經(jīng)由所 述第一無線收發(fā)裝置發(fā)送至教師用設(shè)備； 所述教師用設(shè)備，包括：第二無線收發(fā)裝置，第二微控制器、USB轉(zhuǎn)串口裝置，其中，所 述第二微控制器經(jīng)由第二無線收發(fā)裝置接收來自于所述第一無線收發(fā)裝置的數(shù)據(jù)，并經(jīng)由 第二微控制器的串口及所述USB轉(zhuǎn)串口裝置發(fā)送給上位機； 上位機，包括：USB接口，其中，所述USB接口與所述教師用設(shè)備的所述USB轉(zhuǎn)串口裝置 相連接，所述上位機經(jīng)由所述USB接口接收來自于所述教師用設(shè)備的所述數(shù)據(jù)，對所述數(shù) 據(jù)進行處理并顯示處理結(jié)果。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于， 所述上位機，還經(jīng)由所述USB接口向所述教師用設(shè)備發(fā)送控制指令； 所述教師用設(shè)備，還經(jīng)由所述USB轉(zhuǎn)串口裝置接收來自于所述上位機的控制指令，并 經(jīng)由所述第二無線收發(fā)裝置將所述控制指令發(fā)送至所述多個學(xué)生用設(shè)備； 所述多個學(xué)生用設(shè)備，還經(jīng)由所述第一無線收發(fā)裝置接收來自于所述教師用設(shè)備的所 述控制指令。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，各個所述學(xué)生用設(shè)備均還包括：第一直流 電源，所述教師用設(shè)備還包括：第二直流電源。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一無線收發(fā)裝置包括：無線射頻芯 片nRF905 ;第一微控制器為單片機MSP430 ;輸入輸出裝置包括：發(fā)光二極管LED燈、按鍵。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二無線收發(fā)裝置包括：無線射頻 芯片nRF905 ;第二微控制器為單片機MSP430 ;所述USB轉(zhuǎn)串口裝置包括：USB轉(zhuǎn)串口芯片 CH304。
【專利摘要】本實用新型公開了一種課堂教學(xué)輔助系統(tǒng)。上述系統(tǒng)包括：多個學(xué)生用設(shè)備，每個學(xué)生用設(shè)備均包括：第一無線收發(fā)裝置，第一微控制器、輸入輸出裝置；所述教師用設(shè)備，包括：第二無線收發(fā)裝置，第二微控制器、USB轉(zhuǎn)串口裝置；上位機，包括：USB接口，其中，所述USB接口與所述教師用設(shè)備的所述USB轉(zhuǎn)串口裝置相連接。根據(jù)本實用新型提供的技術(shù)方案，可以使學(xué)生在課堂上和教師進行實時無線通訊，有效地提高了學(xué)生課堂參與度，提高了教學(xué)質(zhì)量。
【IPC分類】G09B5/14
【公開號】CN205318658
【申請?zhí)枴緾N201520827018
【發(fā)明人】劉學(xué)君, 卓思超, 欒海英, 戴波, 欒婧, 劉智峰, 劉麗麗, 蔣曼琳
【申請人】北京石油化工學(xué)院
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2015年10月22日