系統架構

Kawahara[75]認為一個情境知覺系統必須具備下列特性：

(1) 系統必須具有彈性（Flexibility）並方便使用者操作。

(2) 系統必須具有調整能力（Adaptive），隨著使用者的不同或是使用者習 性改變，調整預測模式。

(3) 能管理各種不同的情境（Personalized Service）。

(4) 能處理不完整或內含錯誤的資料（imperfect and noisy data）。

因應以上的需求，我們提出如圖 7-2 的教師系統架構圖：

此架構由左至右分別為“環境與使用者感測模組”、 “情境推論模組”及“服 務設備控制模組”等三個模組，分別描述如下：

環境與使用者感測模組

此模組的主要任務是感測環境與使用者的身份及其所在位置，環境資料包含 教室的亮度及溫度，使用者資料包含課程的行事曆、教師的身分以及教師授課時 所在的位置，這個模組將所得到的資料，提供給情境推論模組去分析判斷目前教 師所處的情境為何。

使用設備：MICAz 感測器網路套件及 RFID 套件

圖 7-3 Crossbow MICAz (MPR 2400) 圖 7-4 MTS300CA 感測板

圖 7-5 MIB510CA

其中 MICAz（MPR2400）是 2.4GHz、IEEE 802.15.4 compliant， ZigBee ready radio frequency transceiver 協議的 mote 模組，傳輸速度為 250kbps，同時也整合 了硬體加密（AES-128）與 Atmega128L micro-controller 元件，MICAz mote 可以 透過 51-Pin I/O Connector 與多個感測模組連接來接收環境資料，或是與其他外 部設備連接”。為了能獲得各種不同的環境感測資料，Crossbow 開發了許多不 同的感測模組，在這些模組上裝設各種感測元件，這些感測模組可以利用

MIB510 可以透過 RS-232 傳輸介面與外部連接，將感測節點 mote 所感測到 的資料透過它彙整傳輸至 PC 或其他作業平台；它本身具備一個 on-board in-system processor（ISP）可以與 MICA/MICAz/MICA2 等裝置連同運作；它主 要的功能是將程式寫到其他的 Mote 及將 Mote 收到的環境資料傳遞給系統。

Phidget-RFID

圖 7-6 Phidget RFID

Phidget RFID 讀取器，可在距離 3 英吋內讀取 Phidgets 所提供的 3 種 RFID 標籤 中任一種，當 RFID 讀取器感應 RFID 標籤時，會傳回一組獨特 RFID 標籤所對 應的 Identity ID

情境推論模組

本模組透過所收到的環境參數、使用者的身份、位置及目前的時間等資料，

推論使用者所處的情境，提供適當的服務。本模組主要為兩部份：情境預測模式 學習與情境推論。

在情境預測模式學習階段，將感測器及 RFID 所獲得環境資訊及使用者資訊 及目前相對應的設定，儲存到資料庫中。接著以資料庫所提供的內建分群及分類 工具(Analysis Service)訓練預測模型。在情境推論階段，會依據感測器及 RFID 所 接 收 到 的 環 境 及 使 用 者 的 身 份 與 位 置 等 資 訊 ， 呼 叫 分 類 模 型 (Analysis Service)，判斷使用者目前的情境，並將目前情境資訊提交給服務設備控制模組；

同時，將這目前的環境資訊、使用者位置、及所對應的情境資訊，存入資料庫中，

以作為重新訓練情境預測模型時的訓練資料。

使用設備：Microsoft SQL Server 2005 的 database server 與 Analysis Server 服務設備控制模組

目前智慧型教師系統所提供三種服務設備的設定為投影片的播放、麥克風的 音量大小及教室燈光的明暗。

使用設備：麥克風(1)、電燈(4)及投影片(PPT)(註：由控制電腦播放) 控制方式：電燈 以 Phidget-InterfaceKit 0/0/4 控制器控制

麥克風以 Win32 的 WDM audio component(Winmm.dll)來控制 投影片以 VBA (Visual Basic for Application)撰寫巨集程式控制

圖 7-7 Phidget InterfaceKit 0/0/4