基於微控制器的智慧課堂管理助手論文
智慧課堂管理助手是針對當前大學課堂管理的兩個弊端而提出的解決方案。首先它實現了對課堂小區域手機訊號的遮蔽，杜絕手機對學生上課的干擾;其次學生可以透過它進行刷卡來完成老師點名功能，同時它還能隨機的選出課堂上要回答問題的同學，調動學生課堂的積極性;再次它具有和課堂範圍內學生手機進行藍芽配對的功能，能夠有效調節課堂氛圍。
在當前的大學課堂教學中，存在著兩個弊端。一個是教師對課堂和學生的管理還處於一個非智慧化的階段，比較常見的一種方式是課堂上教師對照學生名單進行口頭點名，這種點名過程常常持續幾分鐘，特別影響課堂效率。
另一個是課堂上學生玩手機的現象嚴重，非常影響學生上課的專注度。為了提高學生的學習效率，學校採取了很多措施，但都收效甚微。
為改變這種現狀，筆者提出了一個教師課堂智慧助手系統，智慧課堂助手是一款連線老師和學生的行動式移動裝置，它連線老師、學生、課堂三位一體，使課堂學生聽課效率最大化，使老師授課效率最大化，使課堂學習氣氛最最佳化。
智慧課堂管理助手利用數字訊號的無線傳輸、手機藍芽、微控制器C語言程式設計控制，實現課堂的小區域訊號遮蔽，杜絕課堂手機對學生的干擾，也可以自主隨機的選出課堂上要回答問題的同學，從而提醒老師及時調整授課方式，共同提高上課效率。該裝置智慧化的控制，解決了傳統課堂老師繁重的考勤工作，同時也給課堂增添了更多的輕鬆氛圍。智慧課堂管理助手主要由以下幾部分構成。
一、手機訊號遮蔽模組
隨著通訊行業的高速發展，手機已經成為人們必不可少的交流工具，同時手機也成為影響學生課堂專注力的不利工具。透過對無線訊號的遮蔽，能有效的遮蔽學生課間的手機上網資料流量的訊號，從而可以幫助學生克服手機遊戲等的誘惑，輔助學生擺脫手機的影響，專心投入在課堂上。
訊號遮蔽模組主要是為了產生相應頻率的數字訊號(干擾訊號)，佔用手機通訊的相關頻帶，使手機無法進行資料通訊。該部分主要利用LC震盪電路來產生相應頻率的噪聲波，干擾手機通訊。
原理如圖1所示，鋸齒波發生器產生一個鋸齒波，由鋸齒波控制壓控振盪器，使之生成工作頻段的掃頻訊號，每一個掃頻週期，等於在工作頻段中的每一個頻點加一個寬脈衝和一個窄脈衝，破壞了覆蓋區內手機與基站的資料交換，手機得不到基站資料，只能顯示無訊號，也就無法進行通訊。
二、資料採集模組
資料採集模組如圖2所示，這部分主要完成兩個功能，上課刷卡和隨機點名。1.刷卡模組。學生上課時需要進行刷卡，顯示屏會顯示出未到人數及名單，由此可以完成日常的考勤工作，避免傳統教學管理過程中繁瑣的點名等環節。這部分主要有射頻模組、學生卡和天線組成。
其中射頻模組是刷卡部分的關鍵，透過射頻與學生卡進行資料通訊，由天線產生磁通量，為卡片提供電源，在讀寫裝置和卡片之間傳送資訊。
2.隨機點名。為了調節課堂氣氛，加強學生的課堂聽課效果，可以自主隨機的選出課堂上要回答問題的學生，隨機點名不但可以提高學生的課堂集中力，還增加了課堂的.樂趣。這部分由微控制器作為核心晶片，主要模組包括顯示屏、按鍵和語音提示。
當按下按鍵時，在微控制器內部產生一個兩位的隨機數，隨機數代表不同學生的學號。不同時刻按下按鍵，產生的隨機數不同，各數值為等概出現，並且數值會在液晶上進行顯示，同時語音提示系統播報該數值。
三、無線藍芽模組
在課間休息時，開啟無線藍芽模組，可以在教室範圍內自主的進行藍芽配對，並且自動連線，等待手機等移動終端進行音樂的播放。被選擇到的終端主人需要在下次課上向教師提出一個專業問題。這個功能不僅可以消除學生課堂上的疲勞感，還能有效的調動學生思考問題的能力。
四、語音功放模組
語音功放模組的作用是將教師上課聲音進行採集，並經過硬體電路運放進行聲音訊號放大，經過外接微型小功率喇叭輸出音訊，實現對老師授課時的話音進行放大，使教師的授課更加便捷。它包含前置放大級、音調控制級和功率放大級三部分。
前置放大器的作用是使話筒的輸出阻抗和前置放大器的輸入阻抗相匹配，使前置放大器的輸出電壓幅度與功率放大器的輸入靈敏度相匹配。音調控制電路可以補償訊號中所欠缺的頻率分量，改善音質，提高放音效果。
五、總結
隨著科技的快速發展，隨著人們對孩子教育重視的程度越來越高，傳統的課堂管理模式已經無法滿足目前的需求，智慧課堂管理助手初步的解決了傳統課堂的一些弊端。該系統透過LC震盪電路產生相應頻率的噪聲波，佔用手機通訊的的相關頻帶，達到干擾手機通訊的目的，從而避免學生上課沉迷於手機。透過刷卡模組可以完成對學生的考勤，節省了課堂點名的時間，提高課堂效率。
隨機點名功能可以有效的調動學生積極性，活躍課堂氣氛。該系統還存在一些不足，在功能完備上還有待提高。在今後的研究中，將進一步深化通訊技術和微控制器技術的有機結合，使其在教學工作中發揮作用。