CN104952008A - 一种基于云服务器的教学服务***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于云服务器的教学服务***及方法，包括教学控制器，云服务器，若干个教师客户端和多个学生客户端；教学控制器，分别与云服务器，若干个教师客户端和多个学生客户端网络连接；所述云服务器与教学控制器网络连接；每个所述教师客户端分别与教学控制器网络连接；每个所述学生客户端分别与教学控制器网络连接。本发明中本地文件是不完整的加密副本，即使失密也无法使用；文件的关键数据及文件参数实时下载，数据量大幅减少，随之对网络条件的要求大幅降低；教学控制器的运行不依赖教室主机的cpu，加密参数始终不会暴露给客户机；本地加密文件的参数不存在本地，给数据破解增加了难度；为文件的快速动态升级提供了渠道。

Description

一种基于云服务器的教学服务***及方法

技术领域

本发明涉及一种电子教学***，特别涉及一种基于云服务器的教学服务***及方法。

背景技术

随着技术的发展，出现了众多的电子教室产品，它们丰富了教师的教学手段，简化了教师对教学设施的操作，对提高教学效果起到了推动作用。教学过程中，教学内容的展现方式与针对不同学生的因材施教对提高教学效果有着重要作用。但传统的电子教室更关注硬件的操作与管理及课堂教学中对学生的控制，是教师实施传统教学的工具，基本不涉及教学内容与数据的分析与控制，它的使用效果更多的依赖于教师的经验。因此，需要在满足现有电子课堂基本需求的前提下，为教师提供教学内容管理、学生学习数据的分析等功能，为实现翻转课堂等新的教学方式提供技术手段。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够对教学内容进行分析控制、保护内容分开存储的基于云服务器的教学服务***及方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于云服务器的教学服务***，包括教学控制器，云服务器，若干个教师客户端和多个学生客户端；

所述教学控制器，分别与云服务器，若干个教师客户端和多个学生客户端网络连接，用于在云服务器上进行注册，注册成功后，接收云端服务器推送的教学内容文件；对教师客户端进行认证，接收教师客户端的认证信息；进行教师客户端之间的教学内容文件共享；对学生客户端进行认证，接收学生客户端的认证信息；接收教师客户端发送的课堂指令；收集学生客户端的响应信息并发送给云服务器，将响应信息发送给云服务器，结合云服务器中的数据常模生成下一步教学建议，将下一步教学建议发送给教师客户端；

所述云服务器，与教学控制器网络连接，用于对教师客户端进行认证，在认证通过后，云端服务器将教师客户端的认证信息同步到教学控制器中；对学生客户端进行认证，在认证通过后，云端服务器将学生客户端的认证信息同步到教学控制器中；将响应信息放入大数据中进行分析；

每个所述教师客户端，分别与教学控制器网络连接，用于向教学控制器请求认证，当教学控制器认证成功时，教师客户端登录教学控制器；当教学控制器认证失败时，向云端服务器请求认证，在云端服务器认证通过后，登录教学控制器；通过教学控制器向学生客户端发布课堂指令；接收教学控制器转发的下一步教学建议；

每个所述学生客户端，分别与教学控制器网络连接，向教学控制器请求认证，当教学控制器认证成功时，登录教学控制器；当教学控制器认证失败时，向云端服务器请求认证，在云端服务器认证通过后，登录教学控制器；通过向教学控制器发送响应信息响应教师客户端发布的课堂指令。

本发明的有益效果是：教师可以在教学过程中获取数据分析结果，***推送相关内容供教室使用，教师动态调整教学过程与内容，做到更有针对性的教学，提高教学效果；本地文件是不完整的加密副本，即使失密也无法使用；文件的关键数据及文件参数实时下载，数据量大幅减少，随之对网络条件的要求大幅降低；教学控制器的运行不依赖教室主机的cpu，加密参数始终不会暴露给客户机；本地加密文件的参数不存在本地，给数据破解增加了难度；为文件的快速动态升级提供了渠道。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述教学控制器包括本地认证模块，命令处理模块，云端服务接口模块，数据分析模块，数据分享模块，教室内部通讯模块，内容推送模块，USB模块，学生数据收集模块和数据安全模块；

所述本地认证模块，用于对教师客户端进行认证，对学生客户端进行认证；

所述命令处理模块，用于接收教师客户端发送的课堂指令，并将课堂指令分别发送给各个学生客户端；

所述云端服务接口模块，用于在云服务器上进行注册，注册成功后，接收云端服务器推送的教学内容文件；

所述数据分析模块，用于结合云服务器中的数据常模分析课堂指令，生成下一步教学建议；

所述数据分享模块，用于将教师客户端的课堂指令及学生客户端的响应指令共享到云服务器，并将教师客户端之间的教学内容文件共享到云服务器；

所述教室内部通讯模块，用于与云服务器、若干个教师客户端和多个学生客户端分别建立网络连接；

所述内容推送模块，用于接收云端服务器推送的教学内容文件；

所述USB模块，用于从外部存储设备中获取建立网络连接所需的证书；

所述学生数据收集模块，用于收集学生客户端的响应信息；

所述数据安全模块，对从硬盘读入的数据进行解密，对待写入硬盘的数据进行加密。

进一步，所述教学服务***还包括电子教学设备，用于接收教师客户端发送的显示指令，及学生客户端发送的待展示文件，并显示待展示文件。

进一步，所述教学控制器设置于教室中主机的硬盘接口与硬盘之间，用于获取硬盘控制器对硬盘的操作指令及对读写于硬盘的数据进行加解密转换。

进一步，所述教学控制器设置有一个唯一的不可更改的设备ID。

进一步，一种基于云服务器的教学服务方法，包括以下步骤：

步骤1：教学控制器在云服务器上进行注册，注册成功后，云端服务器向教学控制器推送教学内容文件；

步骤2：教师客户端与教学控制器建立网络连接，教师客户端向教学控制器请求认证，当教学控制器认证成功时，教师客户端登录教学控制器；当教学控制器认证失败时，教师客户端向云端服务器请求认证，在云端服务器认证通过后，云端服务器将教师客户端的认证信息同步到教学控制器中，教师客户端登录教学控制器，教师客户端通过教学控制器与其它教师客户端进行教学内容文件共享；

步骤3：学生客户端与教学控制器建立网络连接，学生客户端向教学控制器请求认证，当教学控制器认证成功时，学生客户端登录教学控制器；当教学控制器认证失败时，学生客户端向云端服务器请求认证，在云端服务器认证通过后，云端服务器将学生客户端的认证信息同步到教学控制器中，学生客户端登录教学控制器；

步骤4：教师客户端通过教学控制器向学生客户端发布课堂指令，学生客户端通过向教学控制器发送响应信息响应教师客户端发布的课堂指令；

步骤5：教学控制器收集学生客户端的响应信息并发送给云服务器，将响应信息放入云服务器的大数据中进行分析，教学控制器结合云服务器中的数据常模生成下一步教学建议，将下一步教学建议发送给教师客户端重复执行步骤4及步骤5，直至教学过程结束。

进一步，所述步骤4中还包括，教师客户端向电子教学设备发送显示指令，及学生客户端向电子教学设备发送待展示文件，所述电子教学设备显示待展示文件。

进一步，所述教学控制器设置于教室中主机的硬盘接口与硬盘之间，用于获取硬盘控制器对硬盘的操作指令及对读写于硬盘的数据进行加解密转换。

进一步，对硬盘中读取的数据进行加解密转换过程具体包括以下步骤：

步骤1A：教室中主机的硬盘控制器向硬盘发送数据读取请求；

步骤2A：教学控制器获取数据读取请求，并根据数据读取请求判断请求对象是否为保护数据，如果是保护数据，执行步骤3A，否则，将硬盘中的请求对象发送给硬盘控制器；

步骤3A：教学控制器从硬盘中读取请求对象的加密数据，教学控制器与云端服务器建立连接，根据***时钟生成时钟动态密码，并利用动态密码登录云端服务器；

步骤4A：教学控制器从云端服务器中下载解密信息及关键数据，根据解密信息对加密数据进行解密，得到解密数据，利用时钟动态密码解密关键数据，将解密后的关键数据与解密数据合并，将合并后的数据发送给硬盘控制器。

进一步，对写入硬盘中的数据进行加解密转换过程具体包括以下步骤：

步骤1B：教学控制器从待写入数据中抽取关键数据，利用根据***时钟生成的时钟动态密码加密关键数据，将关键数据发送到云服务器；

步骤2B：教学控制器从待写入数据中移除关键数据，得到非加密数据；

步骤3B：教学控制器从云服务器中下载加密信息，并根据加密信息将非加密数据进行加密；

步骤4B：将加密后的数据存储至硬盘。

附图说明

图1为本发明***结构图；

图2为本发明方法步骤流程图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、教学控制器，2、云服务器，3、教师客户端，4、学生客户端。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，为本发明***结构图；图2为本发明方法步骤流程图。

实施例1

一种基于云服务器的教学服务***，包括教学控制器1，云服务器2，若干个教师客户端3和多个学生客户端4；

所述教学控制器1，分别与云服务器2，若干个教师客户端3和多个学生客户端4网络连接，用于在云服务器上进行注册，注册成功后，接收云端服务器推送的教学内容文件；对教师客户端进行认证，接收教师客户端的认证信息；进行教师客户端之间的教学内容文件共享；对学生客户端进行认证，接收学生客户端的认证信息；接收教师客户端3发送的课堂指令；收集学生客户端4的响应信息并发送给云服务器2，将响应信息发送给云服务器2，结合云服务器中的数据常模生成下一步教学建议，将下一步教学建议发送给教师客户端3；

所述云服务器2，与教学控制器1网络连接，用于对教师客户端进行认证，在认证通过后，云端服务器将教师客户端的认证信息同步到教学控制器中；对学生客户端进行认证，在认证通过后，云端服务器将学生客户端的认证信息同步到教学控制器中；将响应信息放入大数据中进行分析；

每个所述教师客户端3，分别与教学控制器1网络连接，用于向教学控制器请求认证，当教学控制器认证成功时，教师客户端登录教学控制器；当教学控制器认证失败时，向云端服务器请求认证，在云端服务器认证通过后，登录教学控制器；通过教学控制器向学生客户端发布课堂指令；接收教学控制器1转发的下一步教学建议；

每个所述学生客户端4，分别与教学控制器1网络连接，向教学控制器请求认证，当教学控制器认证成功时，登录教学控制器；当教学控制器认证失败时，向云端服务器请求认证，在云端服务器认证通过后，登录教学控制器；通过向教学控制器发送响应信息响应教师客户端发布的课堂指令。

所述教学控制器包括本地认证模块，命令处理模块，云端服务接口模块，数据分析模块，数据分享模块，教室内部通讯模块，内容推送模块，USB模块，学生数据收集模块和数据安全模块；

所述本地认证模块，用于对教师客户端进行认证，对学生客户端进行认证；

所述命令处理模块，用于接收教师客户端3发送的课堂指令，并将课堂指令分别发送给各个学生客户端4；

所述云端服务接口模块，用于在云服务器上进行注册，注册成功后，接收云端服务器推送的教学内容文件；

所述数据分析模块，用于结合云服务器中的数据常模分析课堂指令，生成下一步教学建议；

所述数据分享模块，用于将教师客户端3的课堂指令及学生客户端4的响应指令共享到云服务器，并将教师客户端之间的教学内容文件共享到云服务器；

所述教室内部通讯模块，用于与云服务器2、若干个教师客户端3和多个学生客户端4分别建立网络连接；

所述内容推送模块，用于接收云端服务器推送的教学内容文件；

所述USB模块，用于从外部存储设备中获取建立网络连接所需的证书；

所述学生数据收集模块，用于收集学生客户端4的响应信息；

所述数据安全模块，对从硬盘读入的数据进行解密，对待写入硬盘的数据进行加密。

所述教学服务***还包括电子教学设备，用于接收教师客户端发送的显示指令，及学生客户端发送的待展示文件，并显示待展示文件。

所述教学控制器1设置于教室中主机的硬盘接口与硬盘之间，用于获取硬盘控制器对硬盘的操作指令及对读写于硬盘的数据进行加解密转换。

所述教学控制器设置有一个唯一的不可更改的设备ID。

一种基于云服务器的教学服务方法，包括以下步骤：

步骤1：教学控制器在云服务器上进行注册，注册成功后，云端服务器向教学控制器推送教学内容文件；

步骤2：教师客户端与教学控制器建立网络连接，教师客户端向教学控制器请求认证，当教学控制器认证成功时，教师客户端登录教学控制器；当教学控制器认证失败时，教师客户端向云端服务器请求认证，在云端服务器认证通过后，云端服务器将教师客户端的认证信息同步到教学控制器中，教师客户端登录教学控制器，教师客户端通过教学控制器与其它教师客户端进行教学内容文件共享；

步骤3：学生客户端与教学控制器建立网络连接，学生客户端向教学控制器请求认证，当教学控制器认证成功时，学生客户端登录教学控制器；当教学控制器认证失败时，学生客户端向云端服务器请求认证，在云端服务器认证通过后，云端服务器将学生客户端的认证信息同步到教学控制器中，学生客户端登录教学控制器；

步骤4：教师客户端通过教学控制器向学生客户端发布课堂指令，学生客户端通过向教学控制器发送响应信息响应教师客户端发布的课堂指令；

步骤5：教学控制器收集学生客户端的响应信息并发送给云服务器，将响应信息放入云服务器的大数据中进行分析，教学控制器结合云服务器中的数据常模生成下一步教学建议，将下一步教学建议发送给教师客户端重复执行步骤4及步骤5，直至教学过程结束。

所述步骤4中还包括，教师客户端向电子教学设备发送显示指令，及学生客户端向电子教学设备发送待展示文件，所述电子教学设备显示待展示文件。

所述教学控制器设置于教室中主机的硬盘接口与硬盘之间，用于获取硬盘控制器对硬盘的操作指令及对读写于硬盘的数据进行加解密转换。

对硬盘中读取的数据进行加解密转换过程具体包括以下步骤：

步骤1A：教室中主机的硬盘控制器向硬盘发送数据读取请求；

步骤2A：教学控制器获取数据读取请求，并根据数据读取请求判断请求对象是否为保护数据，如果是保护数据，执行步骤3A，否则，将硬盘中的请求对象发送给硬盘控制器；

步骤3A：教学控制器从硬盘中读取请求对象的加密数据，教学控制器与云端服务器建立连接，根据***时钟生成时钟动态密码，并利用动态密码登录云端服务器；

步骤4A：教学控制器从云端服务器中下载解密信息及关键数据，根据解密信息对加密数据进行解密，得到解密数据，利用时钟动态密码解密关键数据，将解密后的关键数据与解密数据合并，将合并后的数据发送给硬盘控制器。

对写入硬盘中的数据进行加解密转换过程具体包括以下步骤：

步骤1B：教学控制器从待写入数据中抽取关键数据，利用根据***时钟生成的时钟动态密码加密关键数据，将关键数据发送到云服务器；

步骤2B：教学控制器从待写入数据中移除关键数据，得到非加密数据；

步骤3B：教学控制器从云服务器中下载加密信息，并根据加密信息将非加密数据进行加密；

步骤4B：将加密后的数据存储至硬盘。

在具体实施中教室主机中需要安装驱动程序，判断是否为加密文件的方式有2种，1、在***初始化时，建立教室主机硬盘的MFT跟踪表和加密文件列表，跟踪加密文件的操作；2、在教室主机中建立一个大文件，在教室主机操作***中虚拟一个硬盘指向这个大文件，所有针对虚拟硬盘的操作均为加密操作。

教室内部通讯模块控制教师客户端和学生客户端与教学过程与内容分析控制器联通，联通方式可选择通过无线(Wifi)或有线(RJ45)方式。电子白板等***设备通过HMDI/VGA等视频接口或usb模块与教学过程与内容分析控制器相联。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于云服务器的教学服务***，其特征在于：包括教学控制器(1)，云服务器(2)，若干个教师客户端(3)和多个学生客户端(4)； 

所述教学控制器(1)，分别与云服务器(2)，若干个教师客户端(3)和多个学生客户端(4)网络连接，用于在云服务器上进行注册，注册成功后，接收云端服务器推送的教学内容文件；对教师客户端进行认证，接收教师客户端的认证信息；进行教师客户端之间的教学内容文件共享；对学生客户端进行认证，接收学生客户端的认证信息；接收教师客户端(3)发送的课堂指令；收集学生客户端(4)的响应信息并发送给云服务器(2)，将响应信息发送给云服务器(2)，结合云服务器中的数据常模生成下一步教学建议，将下一步教学建议发送给教师客户端(3)； 

所述云服务器(2)，与教学控制器(1)网络连接，用于对教师客户端进行认证，在认证通过后，云端服务器将教师客户端的认证信息同步到教学控制器中；对学生客户端进行认证，在认证通过后，云端服务器将学生客户端的认证信息同步到教学控制器中；将响应信息放入大数据中进行分析； 

每个所述教师客户端(3)，分别与教学控制器(1)网络连接，用于向教学控制器请求认证，当教学控制器认证成功时，教师客户端登录教学控制器；当教学控制器认证失败时，向云端服务器请求认证，在云端服务器认证通过后，登录教学控制器；通过教学控制器向学生客户端发布课堂指令；接收教学控制器(1)转发的下一步教学建议； 

每个所述学生客户端(4)，分别与教学控制器(1)网络连接，向教学控制器请求认证，当教学控制器认证成功时，登录教学控制器；当教学控制器认证失败时，向云端服务器请求认证，在云端服务器认证通过后，登录教学控制器；通过向教学控制器发送响应信息响应教师客户端发布的课堂指 令。 

2.根据权利要求1所述的教学服务***，其特征在于：所述教学控制器包括本地认证模块，命令处理模块，云端服务接口模块，数据分析模块，数据分享模块，教室内部通讯模块，内容推送模块，USB模块，学生数据收集模块和数据安全模块； 

所述本地认证模块，用于对教师客户端进行认证，对学生客户端进行认证； 

所述命令处理模块，用于接收教师客户端(3)发送的课堂指令，并将课堂指令分别发送给各个学生客户端(4)； 

所述云端服务接口模块，用于在云服务器上进行注册，注册成功后，接收云端服务器推送的教学内容文件； 

所述数据分析模块，用于结合云服务器中的数据常模分析课堂指令，生成下一步教学建议； 

所述数据分享模块，用于将教师客户端(3)的课堂指令及学生客户端(4)的响应指令共享到云服务器，并将教师客户端之间的教学内容文件共享到云服务器； 

所述教室内部通讯模块，用于与云服务器(2)，若干个教师客户端(3)和多个学生客户端(4)分别建立网络连接； 

所述内容推送模块，用于接收云端服务器推送的教学内容文件； 

所述USB模块，用于从外部存储设备中获取建立网络连接所需的证书； 

所述学生数据收集模块，用于收集学生客户端(4)的响应信息； 

所述数据安全模块，对从硬盘读入的数据进行解密，对待写入硬盘的数据进行加密。 

3.根据权利要求1所述的教学服务***，其特征在于：所述教学服务***还包括电子教学设备，用于接收教师客户端发送的显示指令，及学生客 户端发送的待展示文件，并显示待展示文件。 

4.根据权利要求1所述的教学服务***，其特征在于：所述教学控制器(1)设置于教室中主机的硬盘接口与硬盘之间，用于获取硬盘控制器对硬盘的操作指令及对读写于硬盘的数据进行加解密转换。 

5.根据权利要求1所述的教学服务***，其特征在于：所述教学控制器设置有一个唯一的不可更改的设备ID。 

6.一种基于云服务器的教学服务方法，其特征在于，包括以下步骤： 

步骤1：教学控制器在云服务器上进行注册，注册成功后，云端服务器向教学控制器推送教学内容文件； 

步骤2：教师客户端与教学控制器建立网络连接，教师客户端向教学控制器请求认证，当教学控制器认证成功时，教师客户端登录教学控制器；当教学控制器认证失败时，教师客户端向云端服务器请求认证，在云端服务器认证通过后，云端服务器将教师客户端的认证信息同步到教学控制器中，教师客户端登录教学控制器，教师客户端通过教学控制器与其它教师客户端进行教学内容文件共享； 

步骤3：学生客户端与教学控制器建立网络连接，学生客户端向教学控制器请求认证，当教学控制器认证成功时，学生客户端登录教学控制器；当教学控制器认证失败时，学生客户端向云端服务器请求认证，在云端服务器认证通过后，云端服务器将学生客户端的认证信息同步到教学控制器中，学生客户端登录教学控制器； 

步骤4：教师客户端通过教学控制器向学生客户端发布课堂指令，学生客户端通过向教学控制器发送响应信息响应教师客户端发布的课堂指令； 

步骤5：教学控制器收集学生客户端的响应信息并发送给云服务器，将响应信息放入云服务器的大数据中进行分析，教学控制器结合云服务器中的数据常模生成下一步教学建议，将下一步教学建议发送给教师客户端重复执 行步骤4及步骤5，直至教学过程结束。 

7.根据权利要求6所述的教学服务方法，其特征在于：所述步骤4中还包括，教师客户端向电子教学设备发送显示指令，及学生客户端向电子教学设备发送待展示文件，所述电子教学设备显示待展示文件。 

8.根据权利要求6所述的教学服务方法，其特征在于：所述教学控制器设置于教室中主机的硬盘接口与硬盘之间，用于获取硬盘控制器对硬盘的操作指令及对读写于硬盘的数据进行加解密转换。 

9.根据权利要求8所述的教学服务方法，其特征在于：对硬盘中读取的数据进行加解密转换过程具体包括以下步骤： 

步骤1A：教室中主机的硬盘控制器向硬盘发送数据读取请求； 

步骤2A：教学控制器获取数据读取请求，并根据数据读取请求判断请求对象是否为保护数据，如果是保护数据，执行步骤3A，否则，将硬盘中的请求对象发送给硬盘控制器； 

步骤3A：教学控制器从硬盘中读取请求对象的加密数据，教学控制器与云端服务器建立连接，根据***时钟生成时钟动态密码，并利用动态密码登录云端服务器； 

步骤4A：教学控制器从云端服务器中下载解密信息及关键数据，根据解密信息对加密数据进行解密，得到解密数据，利用时钟动态密码解密关键数据，将解密后的关键数据与解密数据合并，将合并后的数据发送给硬盘控制器。 

10.根据权利要求8所述的教学服务方法，其特征在于：对写入硬盘中的数据进行加解密转换过程具体包括以下步骤： 

步骤1B：教学控制器从待写入数据中抽取关键数据，利用根据***时钟生成的时钟动态密码加密关键数据，将关键数据发送到云服务器； 

步骤2B：教学控制器从待写入数据中移除关键数据，得到非加密数据； 

步骤3B：教学控制器从云服务器中下载加密信息，并根据加密信息将非加密数据进行加密； 

步骤4B：将加密后的数据存储至硬盘。