第四章 系統開發
第三節 系統建置
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第三節 系統建置
本節說明 ULSR 系統模組之各核心功能建置，使用者以連結 RFID 讀取 器之行動裝置，透過瀏覽器登入 ULSR 系統。尚未登入前，系統初始畫面上 的可見功能有 RFID 讀取模組、登入功能、系統公告、開放科目及語言切換 等等，需登入後才可進行進一步操作。
圖 20：ULSR 登入畫面
(1) RFID 讀取模組
本研究在前端設備的部分中需安裝一 RFID 模組，主要負責偵測及讀取 RFID 標籤中的資訊，再將資料解密後送到後端系統做後續處理。因目前行 動裝置未有內嵌 RFID 讀取器之設備，因此採用外接的方式來介接一個 RFID 讀取器，所以在前端系統的部分，我們保留一個中介的 RFID 讀取模組來接 收資料。前端系統允許使用者介接符合標準之 RFID 硬體設備且安裝驅動程 式以進行運作，接著將硬體收集到的資料透過 API 發送給 RFID 模組，取得 設備的讀取資料後加密並轉換為 XML 的格式，再傳送到後端系統做判斷及 處理。
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圖 21：ULSR 系統使用者端 RFID 讀取模組示意圖 (資料來源：本研究整理 )
而適用本研究之設備規格，應符合 RFID 之國際標準規格，以便能普遍讀 取其它廠商所生產之 RFID 標籤，以供系統整合運作之用途，下面為一標準 設備規格範例：
(a) RFID tag: 被動式 UHF RFID Class 1 Gen 2 930MHz，可讀取距離約為 四公尺。
(b) RFID Reader: 支援 860 到 960MHz 全頻可攜式 RFID 讀取器。具備 USB 或 Bluetooth 之連結規格，感測距離約四公尺，至少支援可讀取 EPCglobal Gen 2 之 RFID 標籤規格。下圖 22 為 ThingMagic 所生產符合國際標準規格之 Mercury6e M6e UHF RFID Reader 及各式 RFID 標籤。
圖 22：各類 UHF RFID 標籤及 UHF RFID reader(支援 USB 介面) (資料來源：ThingMagic，2011)
若是一般行動裝置，如筆記型電腦及具備 USB 介面之設備，皆能夠正常 連結 RFID 設備，並直接使用 RFID reader 來讀取資料，但有些如 iPhone 或 是帄板行動裝置並無 USB 介面。而若是 Apple 公司所生產之行動裝置，皆有
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一相同標準的 30pin dock port 規格，可使用轉接線將此介面轉為 USB 即可做 正常連結來進行測詴。但若行動裝置無任何連接介面則必頇至少具備
bluetooth 的功能才能與 RFID reader 連結，否則即無法連結 RFID 裝置。另外 有一方法是可透過 WiFi，將 RFID reader 連接在一 PC 上，讓行動裝置透過 WiFi 的方式連接上一瀏覽器與 PC 互動取得其所讀取之資料，但因本研究架 構預設 RFID reader 為可隨行動裝置攜帶以進行場景之轉換，所以便無考慮 此解決方案。
透過各家原廠提供的開發套件，可驅動、控制 RFID reader 初始化來建立 連線，以及進行設定自動讀取 RFID 標籤資料等動作。一般 Development kit 皆可被用於 C、C#或 JAVA 的專案中，並支援各種帄台進行開發系統之用途。
圖 23：RFID Reader 開發套件之控制畫面 (資料來源：ThingMagic，2011)
(2) 資訊視覺化模組
學習者在登入系統之後，於左方區塊可以看見其帳號權限所能夠執行的功 能，基本帳號角色分為：學生、教師、管理者等三種。而學生於此僅能操作 與學習課程相關之功能，如排課表與行事曆、觀看學習進度與成績或是針對 個人版面及資料做設定調整；而教師則可以建立新課程、安排測驗、替學生 解答與打成績等等；管理者的權限則最大，除了可以設定系統參數外，還可 以控制各項課程與功能開放與否，以及調整整體系統畫面區塊配置，如三欄 式架構或二欄式架構，並可發佈系統相關公告等管理功能。
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圖 24：功能畫面與系統區塊配置
因為本研究之系統構想是能夠國際化，因此將多國語言功能視為基本需 考量來設計，目前架構是在系統中保留簡體中文、繁體中文、英文三種，未 來可以再行擴充，其技術是採用模組化之語言元件，給予關鍵字及對應之字 詞庫，每一種語言皆需建構一個可對應關鍵字的檔案，便能夠由系統自動讀 取後端之語系檔案後，在前端畫面上呈現各種語言。
圖 25：切換語言介面功能(左)與切換語言前後的比較(右)
(3) 個人化資料模組
此模組允許使用者建立專屬的個人化資訊，如帳號密碼、真實姓名、連絡 方式、個人圖像等等。
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圖 26：使用者個人化資訊設定功能
也能定期了解自我學習狀況及目前安排課程的完成狀態，每個人可能同 時選擇多門科目，而一個科目之下會切分成許多課程，學生皆應依照教師所 規劃的方式一一學習以取得評分。
圖 27：個人學習狀況及課程評分
(4) 學習進度控制模組
主要功能為提供個人自行安排各類課程、順序及目標，透過百分比以及操 作時間記錄來提醒學習者目前的學習狀況與進度，並且進行測驗或是求教，
這邊使用前端的使用者介面功能，主要是以 AJAX 來設計互動提升流暢度。
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圖 28：個人課表及學習狀況
每一堂課程皆有其介紹、學習目標與該課程的完成條件，另外系統提供 學習者可於帄時進入課程討論版與線上同學共同討論或是留訊息給教師，而 進行學習的過程中，也能夠了解目前學習進度百分比以及完成狀況，若是學 習當中遇到問題，亦可透過線上即時發問、進入討論區或是留言給教師，來 尋求外在資源的協助。
圖 29：學習進度控制相關功能
(5) 課程控制模組
此模組屬於學習者向後端系統要求課程資源時，在前端可以 RFID 感應物 件中的資訊，讀取其內建之關鍵字以尋找相關課程，或是可由使用者自行定 義搜尋字串。前端呼叫 API 並將可能是一大串的關鍵字送到後端 ULSR 系統，
再由 MapReduce 技術將字串拆解為各個字詞，各自搜尋相關課程來源後，將 結果整合為一，再回傳給前端使用者。使用者也可以直接依照分類，透過課 程目錄進行課程的瀏覽與選課，如下圖 30 所示。
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圖 30：課程目錄總覽
另外，匯出匯入符合 SCORM 規範的教材以及提供 RTE 控制 API，也是 歸類於此模組負責，匯入的教材以嵌入的方式呈現在系統畫面上，可選擇自 備檔案或是由外部連結上傳教材。
圖 31：上傳 SCORM 教材檔案
(6) 資料庫與數位學習教材
資料儲存採用混合方式，一般個人化資訊、課程管理資訊或是學習歷程等 紀錄，儲存於後端的關連式資料庫當中，採用關連式資料庫的好處之一，系 統可做到針對學習者行為進行分析以提供建議功能。而數位課程教材的儲存 位置亦是由此紀錄，實際儲存位置可不必放置在相同一台伺服器當中，待要 取用資源時，再由系統提供 API 回傳正確之來源給前端系統以直接取得資源。
另外，雲端運算處理時會產生許多分散的檔案，則暫存在 HDFS 分散式檔案 系統當中，並且由 Hadoop 帄台的伺服器自動控制運算資源。而系統之間連 接介面主要採用 WebService 的方式，點對點之間建構中介功能，並透過 XML 來 溝通與傳遞資料。
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