应用研究
数字化互动式课堂答题系统的设计与实现
白爽1卢荣德
数学教术计与应用
(1.中国科学技术大学信息学院自动化系安徽合肥230026；2.中国科学技术大学物理学院安徽合肥230026)
摘要：无线遗控装置是一种很方使的数字化控制工具，其有能耗低、体积小、使用方便等特点。用于课堂教学及演示优势明显，可据脱传统的讲台教学模式，使得数宇化互动式教学得以展开。基于这种特点，设计一种远程遂控互动式课堂答题系统，以实现课堂教学新理念。
关键词：遂控互动教学课堂答题系统
中图分类号：TP334
文献标识码：A
文章编号：1007-9416(2012)01-0086-02
近年来，数学化互动工具作为一种课掌教学新理念，有生动性，立体化、效率高等，是深化教育改革的基础平台川。该模式的实施与传统教学模式有不同的操作程序2，面目前国内外有一批企业和公司已致力于数字化互动教学产品，而市面上还鲜有数字化、实用有效的互动教学工具。本研究进行了远程无线互动课堂答题器设计与实现，可满足互动教学的环境创设、互动活动组织、互动结果评价等要求，给课掌提供了一种合适的互动教学平台。该系统应用红外遥控(IR)技术，学生可手持遥控器与教师互动，以计算机为中介，教师与学生、学生与学生可互动，提升课堂互动的量与质，学生兴趣与学习效果得以提高。该系统用网络收集所有互动活动记录，建立教
学过程档案，在集中式教学资源网站中分享所有数学资源。 1、课堂答题器的遥控原理
1.1电磁学原理
目前，应用于遥控的通信方式主要有射频和红外两种，是以电磁波来达到信息传输的目的。电磁波在空间传播时，若遇到导体，导体中产生感应电流，感应电流的频率跟其激发电磁波的频率相同。因此，利用放在电磁波传播空间中的导体，就可接收到电磁波。
当接收电路的固有频率与接收电磁波的频率相同时，接收电路中产生的感应电流最强，称该现象为电谐振。使接收电路产生电谐振的过程为调谱，能调谱的接收电路为调谱电路。
由调谐电路接收到的感应电流，经调制的高额振荡电流，还不能直接得到所需信号。须从振荡电流中“检“出所需信号称为检波，检波是调制的逆过程也称解调(该过程均为数字调制)
脉冲编码调制(PCM)：载波St)=Acoswt+Φ)，参量包括幅度A 频率、初相位Φ，时闻t,调制是使A，或中随数字基带信导的变化。 ASK方式是用载波的两个不同振幅表示0和1，用载波的两个不同频率表示0和1；而PSK方式是用载波的起始相位的变化表示0和1。
ASK幅移键控（Amplitudeshiftkeying）：“幅移键控"又称为“振幅键控”，记为ASK。也称"开关键控"的，又记作ASK信号。ASK是一种相对简单的调制方式，该方式相当于模拟信号中的调幅，只不过与载频信号相乘的是二进制数码而已。幅移就是把频率、相位作为常量，而把振幅作为变量，信息比特是通过载波的幅度来传递的，如(图 1)所示，解调时利用检波器等解调为CPU所能识别的数字信号。
A(0)
co(a+)w
sn
图1ASK调制示意图 Fig.1.ASK modulation
1.2接收原理
(1)射频RF(RadioFrequency)接收表示空间的电磁频率范围为300KHz~30GHz，利用电路LC振荡产生空间电磁波，改变L、C的参数就可达到想要的频率(=VLC，其中角额率α=2)，利用电
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避感应请振原理接收(]
(2)红外接收：光谱位于红色光之外，波长为0.76~1.5μm，比
红光的波长还长，这样的光被称为红外线，常用的红外发光二极管发出的红外线波长为940nm左右，外形与普通Φ5mm发光二极管相同，只是颜色不同，利用红外波作为载波发射，一般40KHz左右，接收端利用红外一体接收头接收滤波放大，再进行解码5]
1.3编码原理
图2为般的遥控控制模块：(图3)所示5发射电路发射信号，般为一组引导码、地址码、数据码、数据反码构成的脉冲方波信号。引导码的作用为开始作用，由等长的一组高低电平表示（比地址码和数据码中的脉冲宽度要长），当接收器接收到这组信号时，说明数据即将传送；地址码起识别作用，不同的遥控器地址码都不同，可区分信息的来源，一般地址码会有2组，保证传输可靠，如2组地址码不同，则该组信号丢弃，数据码是传输的数据，由"0"和"1"组成，“0"由一对宽度相同的高低电平表示，“1"由一个低电平和一个宽度更长的高电平表示，以“0"和"1"的不同组合表示不同数据信息，一般为 8位，数据反码的作用是将其数据码取反，以验证数据码的正确性只有数据码和其反码能对应时，数据才有效的。
出的号
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图2控制模块图
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Fig.2.The Infrared Remote Control Unit.
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地址码上散服码图3编码原理图
Fig.3.The Encoding Principle.
2、课堂答题器设计与实现
虚来开处业
于：编入量看办A球
看：给始入量否为
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图4程序流程图
Fig4 The Program Flowing Chart.
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