基于Socket技术的高校实验室计算机监控管理系统设计与实现

摘要

随着计算机技术和网络技术的发展，计算机远程控制系统越来越多的用于远程通讯、控制技术、控制设备等领域。在新的形势下如何充分利用计算机远程监控技术提高高校计算机实验教学质量、加强高校计算机实验室的综合管理，是目前高校所面临的重要课题。
　　本课题围绕高校计算机实验教学辅助管理工作展开，针对目前高校计算机类实验教学中师生互动较少、教师无法有效管理全体学生学习专注度及学习进度等问题，提出一种基于Socket技术的实验室计算机监控管理系统的方案。本课题的实现能够使教师在实验课堂教学过程中，通过本系统对所有学生计算机受控端进行有效控制，实时监控学生的学习专注度和学习进度。提高师生互动交流效率，从而促进提高计算机实验教学质量。本文的主要工作内容如下:
　　首先，对国内外现有远程监控管理技术等相关科研成果展开研究，提出一种基于Socket技术的高校实验室计算机监控管理系统设计框架。教师通过远程屏幕控制功能实时查看每位学生的实践进度并及时给予辅导;通过师生音视频互动交流功能和作业共享功能能够有效提高实验课程中师生互动交流质量，提高实验教学效果。同时，本系统能够大大减轻实验室管理人员对实验室计算机设备管理的工作负担，通过远程开关机功能和远程连接计算机功能，实现对实验室计算机的批量管理，提高对实验室计算机的管理效率。
　　其次，提出一种基于视频监控的学生学习专注度模型。系统通过学生端计算机的摄像头的视频监控功能，实时捕获并分析各个学生的脸部表情，进行学生学习专注度模型计算分析。接着将信息反馈到教师监控端，帮助教师及时调整教学进度、管理学生学习过程，从而提高实验教学质量。
　　最后，在系统设计方案的基础上，采用C#.NET技术和Socket技术进行系统实现。系统主要实现了教师监控端对学生受控端计算机的综合管理，具体包括计算机远程连接、学生屏幕监控、学生学习专注度分析、师生音视频互动交流、师生作业共享等功能模块。
　　系统测试表明，本系统运行正常，并且具有良好的稳定性和可靠性，达到预期设计目标。

目录

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摘要

插图索引

附表索引

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外研究的现状

1．3 课题研究的内容以及组织结构

1．3．1 研究内容

1．3．2 组织结构

1．4 研究意义

第2章 相关理论与技术

2．1 相关理论

2．1．1 远程监控技术

2．1．2 实验室计算机远程控制

2．1．3 人脸表情识别技术

2．2 课题研究技术

2．2．1 C／S结构

2．2．2 Socket技术

2．2．3 多线程技术

2．2．4 SQL Server数据库技术

2．3 本章小结

第3章 高校实验室计算机监控管理系统需求分析

3．1 系统概述

3．2 教师监控端需求分析

3．2．1 远程屏幕控制

3．2．2 视频监控

3．2．3 师生互动交流

3．2．4 师生作业共享

3．2．5 远程连接计算机

3．2．6 远程开关机

3．3 学生受控端需求分析

3．3．1 系统信息提取

3．3．2 应用进程管理

3．3．3 挂机锁屏

3．4 非功能需求

3．5 本章小结

第4章 高校实验室计算机监控管理系统设计

4．1 系统整体架构

4．2 系统功能模块设计

4．3 数据通信模块设计

4．3．1 Socket数据通信模块

4．3．2 音视频数据传输模块

4．4 教师监控端管理

4．4．1 远程连接计算机

4．4．2 远程屏幕控制

4．4．3 师生互动交流

4．4．4 师生作业共享

4．4．5 远程开关机管理

4．5 学生受控端管理

4．5．1 系统信息提取

4．5．2 应用进程管理

4．5．3 挂机锁屏管理

4．6 数据库结构设计

4．7 开发环境

4．8 本章小结

第5章 基于视频监控的学生学习专注度模型设计

5．1 学生学习专注度模型构建

5．1．1 学习专注度分析

5．1．2 学习专注度判定标准

5．2 学生脸部特征识别算法

5．2．1 脸部图像预处理

5．2．2 脸部特征提取

5．2．3 学习专注度分析

5．3 学生学习专注度分析实现

5．3．1 视频图像采集及预处理

5．3．2 学生脸部特征提取

5．3．3 学习专注度分析跟踪

5．4 本章小结

第6章 高校实验室计算机监控管理系统实现

6．1 教师监控端管理

6．1．1 系统登录

6．1．2 远程计算机连接

6．1．3 远程屏幕监控

6．1．4 师生互动交流

6．1．5 师生作业共享

6．1．6 远程开关机管理

6．2 学生受控端管理

6．2．1 系统信息提取

6．2．2 系统应用进程管理

6．2．3 挂机锁屏

6．3 本章小结

第7章 系统测试与评价

7．1 概述

7．2 测试环境

7．3 测试过程

7．3．1 远程计算机连接功能测试

7．3．2 受控端状态信息监控功能测试

7．3．3 远程屏幕监控功能测试

7．3．4 学生学习专注度功能测试

7．3．5 师生互动交流功能测试

7．3．6 师生作业共享功能测试

7．3．7 远程关机重启功能测试

7．4 测试评价

7．5 本章小结

结论

参考文献

致谢