小明是某校初中二年级的学生,其所在的实验中学,正在进行智慧课堂改造。每次上数学课,小明就会拿出点阵笔,看着电子屏幕上课,他对这种新的上课方式兴趣浓厚。“我最喜欢看老师调出别人的作业了,通过电子屏幕就可以看到同学的答题过程,仔细对照,就可以找出哪些是逻辑推理有误,哪些是知识点欠缺,哪些地方也许我会犯同样的错误。而且,老师会根据点阵笔存储的信息在课后为每个同学进行针对性的课后辅导,大家的成绩都在提高。”

不过,小明也坦言,现在的点阵笔用起来还存在一些痛点:有时候会丢笔乱序,有时候会掉网。如果解决了这些痛点,同学们会非常喜欢这样的“智慧课堂”。

小明口中的点阵笔到底是一支什么样的笔?这些痛点能够解决吗?

笔者走访了几家点阵笔厂商,发现所谓的点阵笔其实是一种数码笔,外表看起来和一支普通的圆珠笔没有太大区别。不同的是,笔尖上嵌入了一只摄像头“眼睛”。点阵笔书写的纸张也不同,颜色稍灰,凑近看会发现,是许多密集的细小的“点”造成了这种灰度。

工程师介绍了点阵纸笔的书写原理:在普通的纸张上印刷一层不可见的点阵图案,再通过笔尖数码笔前端的高速摄像头随时捕捉笔尖的运动轨迹,通过这些用来定位的“点”,点阵笔可以在书写时自动识别笔下的是什么书、什么本、哪一页、哪个位置,同时压力传感器将压力数据传回数据处理器,这样手中的笔就成了一支“认识纸的笔”。

至于小明提到的丢笔乱序或者掉网的现象,工程师解释,在实际课堂应用上,用点阵笔在纸上书写后,还需要再投到大屏幕上,这个过程是依靠无线网络传输完成的,而丢笔乱序和掉网,主要是网络不好引发的。

该如何解决这个新的痛点呢?几位工程师不约而同地谈到,过去无线联网走了一些弯路,下一代产品会加强和蓝牙物联网的合作,来减少丢笔乱序和掉网现象。“只需要每间教室里放置一台蓝牙网关,学生便通过这个蓝牙网关连接自己的点阵笔,丢笔乱序和掉网现象也会降低。老师可以通过网关app查看每个同学的连接情况,也可以在配套的应用中查看学生的书写数据。”

蓝牙物联网技术真的这么强大吗?按照点阵笔厂商的介绍,笔者找到了专注于蓝牙物联网的北京桂花网科技有限公司。工作人员向我们展示了其在教育领域的主流产品E1000-10蓝牙网关,并且介绍了蓝牙技术的最新情况。

“我们的蓝牙网关在性能方面,可以说是目前市面上常用的蓝牙网关中的翘楚。一台网关最多可以高质量地同时连接60支笔,而且通用性和兼容性更好。对智慧课堂而言,是一种低功耗、低成本的联网方案,满足了绝大多数的班容量需求。”桂花网工程师说道。

关于传统点阵纸笔解决方案里学生反映的丢笔乱序和掉网的痛点,桂花网工作人员表示,问题主要出在网关上。

工程师介绍,为了减少掉网和丢笔乱序,桂花网在蓝牙网关上做了许多技术改进。比如说在蓝牙层、网络层多级链路数据缓存,蓝牙层笔异常断连,支持笔内部离线存储,网络层网关异常断连,网关内部仍可离线存储等等。

当着笔者的面,工程师对目前智慧课堂用得比较多的桂花网E1000-10蓝牙网关进行了实测,对 60支点阵笔连续传输 1小时数据,结果发现无断连,无丢笔,无乱序,不掉网,平均传输速率为1.28kBp/s。

在桂花网蓝牙物联网的支持下,点阵笔从“认识纸的笔”升级成“认识网的笔”。在桂花网的网关app上,笔者发现,笔的扫描,连接,绑定,解绑,断连自动重连等都一目了然。同时,桂花网蓝牙网关E1000-10支持边缘计算,可在本地容器扩展任意自定义APP,支持本地笔迹解析、渲染,本地离线存储这些特性。

工程师还向笔者展示了桂花网独有的物联网控制器。在桂花网物联网控制器的协调下,所有做蓝牙覆盖的桂花网蓝牙网关都会互相配合,对进来的蓝牙终端来说,它好像一直在跟同一个蓝牙网关打交道。正是因为实现了这一点,重新配对、安全的重新谈判这些东西就都免了,整个连接过程非常平滑,也非常安全。

笔者问及,具体到智慧课堂,物联网控制器有什么用呢?工程师表示,目前的点阵笔智慧课堂主要解决“笔认识纸”的问题,偏重于数据采集,未来一定会升级到数据管理、挖掘和分析。比如说通过第三方软件实现全程录制、同步展现、云端存储等功能,这时候物联网控制器就可以大显身手。桂花网物联网控制器(AC)提供了一条丰富、灵活、便捷的管理通道,自动选择信号最好的蓝牙网关连接蓝牙笔,可以批量管理蓝牙网关,维护、升级、流量管理、容器配置等,提供高级DI接口,基于http/https的便捷接口,可以轻松配置白名单、数据过滤、数据解析、可定制化的接口,打通物联网和互联网,方便学校进行全网管理。

未来已来,一个新的智慧教学时代真的来了!