基于USBKey访问的网络化多媒体教育平台研究与开发

摘要

新一代网络多媒体技术给远程教育发展提供了技术支持，现代远程教育基于数字化媒体、计算机网络、数据挖掘和现代通信技术将教师与学员之间相互分离，使他们在分离状态下进行非面对面交流，构建自己需要的知识机构。
　　 论文首先提出远程教育课题研究背景，分析了国内外个性化教育平台发展现状与需求，重点分析了目前远程教育个性化平台研究开发中存在的技术问题与难题。结合重庆广播电视大学实际现状，在充分分析平台所需功能基础上，提出了分布式三层体系结构进行数据管理，设计了三层结构的在线可视化教学答疑系统。
　　 答疑系统的关键部分是视音频及时通信，本文在深入分析DirectShow技术、MPEG-4压缩协议、Xvid编解码技术及传输协议之后，设计出了视音频答疑系统的框架和数据处理流程，采用了并行同步机制实现视音频数据同步，并提出文件传输和实时传输两种方案，通过实验测试选用实时传输策略。在深入分析DirectShow系统构成之后，详细设计了视音频的采集、编码、网络传输和回放程序，利用组件技术实现了播屏、电子白板和文档共享的可视化教学。系统采用RTP/RTCP传输控制协议，总结了视音频数据网络传输拥塞的常用方法，采用了一种在接收端缓冲区滑动控制方法，并取得了良好的测试结果。
　　 为保障远程教育学员权限，系统设计了双重身份识别系统，第二重密钥由论文设计的USBKey给定，提出了一次一密的动态对等加密方案，并详述了加密过程，选择了ZLG公司PDIUSBDl2 USB芯片与P89LPC932A1单片机作为开发硬件，采用了课题组成员设计的硬件电路，给出了USBKey设备端固件设计和底层驱动设计方法，并重点研究了DES加密算法，在VC++6.0中实现了该算法，取得了良好的测试结果，论证了该算法的快速可行性。
　　 论文最后简单介绍了系统数据库的开发方法，并且利用数据库组件技术对学习者行为数据进行统计，取得了较好的试用结果，为广播电大提供了很好的教学支持。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1远程教育课题研究背景

1.1.1远程教育个性化网络学习平台发展现状分析

1.1.2我国现代远程教育现状与需求分析

1.2现代远程教育个性化网络平台存在的问题分析

1.3论文主要研究内容与研究方法

2远程教育平台总体设计与关键技术分析

2.1系统概述

2.1.1平台系统结构框架设计

2.1.2平台系统的主要功能分析与设计

2.1.3在线教学与答疑系统结构框架设计

2.2 DirectShow技术分析

2.2.1 COM/DCOM技术与COM接口

2.2.2 DirectShow系统构成与设计

2.2.3过滤器图及过滤器的连接

2.2.4过滤器的数据传输设计

2.3 MPEG-4压缩协议分析

2.3.1 MPEG-4标准技术原理与容错方式分析

2.3.2 Xvid视频编解码技术

2.4视音频传输与控制协议分析

2.4.1实时传输协议RTP

2.4.2实时传输控制协议(RTCP)

2.5本章小结

3视音频教学答疑系统设计与实时传输控制

3.1视音频系统总体设计

3.1.1视音频数据处理流程分析

3.1.2系统视音频同步处理方法

3.1.3开发环境与技术方案的选定

3.2系统视音频教学答疑的设计与实现

3.2.1过滤器图表管理器Graph Manager与Filter的设计

3.2.2视音频数据的采集程序设计

3.2.3视音频数据的编解码

3.2.4视音频数据的传输设计

3.2.5视音频数据的解码回放程序设计

3.3视音频数据实时传输策略

3.3.1实时传输方案实验结果分析

3.3.2 RTP包和RTCP包的设计

3.3.3 RTP传输与拥塞控制

3.3.4基于RTP的拥塞控制算法研究

3.4本章小结

4身份识别系统动态密钥设计

4.1远程教育加密技术

4.1.1 USBKey数据流程分析与设计

4.1.2系统动态双密钥设计方案

4.2加密狗硬件电路设计

4.2.1器件选择方案

4.2.2硬件连接电路设计

4.3对称密钥互认机制的USB Key设计

4.3.1 USBKey设备端固件设计

4.3.2 USB Key底层驱动设计

4.4动态对等加密算法研究

4.4.1 DES算法运算分析

4.4.2 DES算法密钥计算

4.4.3 DES算法的程序设计

4.5本章小结

5远程教育平台的整体实现

5.1系统数据库设计

5.1.1 SQL Server2000数据库系统的E-R关系

5.1.2数据库服务组件的实现

5.1.3学习者行为数据统计的测试结果分析

5.2文件传输模块的设计

5.3其他可视化设计

5.4系统测试结果分析

5.5本章小结

6结论与展望

6.1总结

6.2将来的工作

致 谢

参考文献

附 录