臺灣博碩士論文加值系統

近年來資訊科技不斷的精進並逐漸走向e化的時代，也使得遠距教學的應用對學習者日趨重要。在教育方面，E-learning線上學習系統提供了多元的教學內容以及便利的學習環境因而被廣泛地推廣到各所學校作為輔助教學之用途，且根據許多研究顯示學生對於E-learning多元化的教學方式有較高的學習興趣與評價。
本研究將針對各技職體系的學生，開發一種簡單易懂的遠距嵌入式系統實驗環境。它是一套有助於微算機課程的教學系統，且可透過此教學平台做為學習上的入門工具。此外，在利用此平台的學習過程中，也能夠讓學生更瞭解程式的整體架構及實驗原理和操作流程。不但可使學生能建立嵌入式系統程式設計的基礎，並且在程式語言的學習與應用上也能夠得到相當大的助益。
本系統採用Moodle當做ARM7教學平台，並且整合OpenOCD、Labview、Anyterm以及Shell Script等軟體和語法，來完成遠端除錯、編譯、燒錄以及量測數值之功能，老師端的部分則可以透過VNC、ImageMagick等軟體觀看學生操作畫面。另外，此平台也建立了工程認證之功能，配合行事曆提醒功能來協助教師利用此功能在線上填寫認證相關資料與表格，讓學生可以更進一步了解課程學習的目標與能力。如此一來，可讓此教學平台更具遠距實驗室的方便性及功能的完整性，以達到教學活動更加完善的目的。

E-learning is a non-traditional method for education and learning, which offers diverse courses and flexible learning environment. Many research results indicate that students are more interested in e-learning processes and sometimes more responsive. In this paper, we presents a distance laboratory system for LPC2148 microprocessor to overcome the temporal and spatial inconvenience in practicing traditional laboratory course units, forming a accessible online laboratory system.
The proposed system is web-based, integrating Moodle, OpenOCD, Anyterm and some Shell Scripts for remotely code compiling and burning. Furthermore, the system employs IP-Cam, Labview, and Agilent 34980A Multifunction Switch/Measure Unit to obtain the laboratory resulting images and to perform the real-time power consumption monitoring function. Without having to install any additional software, a student can practice the online laboratory course units remotely by merely opening a web browser connecting to the server in the proposed system.
Our system provides a good auxiliary learning methods for the traditional laboratory classes, offering a time-saving, convenient, and easy-to-practice laboratory environment. In addition, teachers can monitor and realize the study situation of each student with VNC and ImageMagick tools. In this way, studying, prating, and learning for laboratory classes can be more efficient, interactive, and timely.
Besides, our platform also established IEET Accreditation function. Teachers can use this function to fill out certification forms and data online, so that students can further understand the objectives and core capabilities provided by the laboratory course. Thus, the teaching platform is more convenient for remote laboratory courses and more integral in function, to achieve the purpose of improving teaching activities.

明志科技大學碩士學位論文指導教授推薦書 i
明志科技大學碩士學位論文口試委員審定書 ii
明志科技大學學位論文授權書 iii
誌謝 iv
摘要 v
Abstract vi
目　錄 vii
表目錄 ix
圖目錄 x
第一章 前言 1
1.1　研究動機 1
1.2　研究目標 2
1.3　章節介紹 3
第二章 系統比較與文獻回顧 4
2.1　文獻回顧 4
2.2　本系統與其它學習平台之比較 5
第三章 系統開發平台及工具軟體之介紹 6
3.1　系統開發平台 軟體部分 6
3.1.1　開發系統-Ubuntu 6
3.1.2　Ubuntu套件庫 6
3.1.3　Xampp 8
3.1.4　Apache 8
3.1.5　MySQL 9
3.1.6　PHP 10
3.1.7　phpMyadmin 11
3.1.8　Moodle 12
3.1.9　Shell Script 12
3.1.10　arm-linux-gcc 13
3.1.11　OpenOCD 14
3.1.12　Anyterm 16
3.1.13　Labview 16
3.1.14　Crontab 17
3.1.15　VNC 18
3.1.16　ImageMagick 19
3.2　系統開發平台 硬體部分 20
3.2.1　LPC2148開發板 20
3.2.2　網路攝影機 IC-250 21
3.2.3　多功能量測設備34980A 22
第四章 系統實作與實驗流程 24
4.1　系統架構 24
4.1.1　Moodle平台 25
4.1.2　LPC2148系統操作 26
4.1.3　數值之量測與呈現 26
4.1.4　學習狀況觀測系統 27
4.1.5　線上預約系統 28
4.1.6　線上工程認證系統 29
4.2　MOODLE架設 29
4.3　MOODLE模組編寫 31
4.4　多功能量測儀之設定 33
4.5　LABVIEW資料擷取與呈現 34
4.6　VNC擷圖設定 36
4.7　系統實作與成果 36
4.7.1　學生端操作 36
4.7.2　教師端之操作 45
第五章 結論與未來展望 50
5.1　結論 50
5.2　未來展望 51
參考文獻 52

[1] David L., Steve M., Euan L., Dikai L. (2009). “Evolving Remote Laboratory Architectures to Leverage Emerging Internet Technologies”. IEEE TRANSACTIONS ON LEARNING TECHNOLOGIES, 2(4), OCTOBER-DECEMBER 2009, pp. 289-294.
[2] Luthon, F., Petre, A., Steriu, D., Besleaga, A. LaboRem: open lab for remote work. 2009 3rd International Conference on Signals, Circuits and Systems (SCS), Yadis Hotel, Djerba, Tunisia, Nov 5-8, 2009, pp. 1-6.
[3] Wannous, M., Nakano, H. (2008). NVLab, a Networking Virtual Web-Based Laboratory that Implements Virtualization and Virtual Network Computing Technologies. IEEE Transactions on Learning Technologies, 4, pp. 342-353.
[4] Wang, B.-L., and Tang, M.-C. “Web-based E-Learning System for MSP430 Laboratories”. The 2010 International Conference on Innovation and Management, Penang, Malaysia, July 7-10, 2010, pp. 151.
[5] Wang, Y.-S., Yang, D.-A., Tang, M.-C. “Web-based ARM7 Teaching Platform for E-learning with Moodle”. The 2011 International Conference on Innovation and Management, Penang, Malaysia, July 12-15, 2011, pp. 44.
[6] Alaa M.K., Francisco, J.R., & Miguel A.S. (2004). Remote Interaction with Mobile Robots. Autonomous Robots, 15(3), pp. 267-281
[7] Uran, S., Hercog, D., Jezernik, K.(2007). Remote Control Laboratory with Moodle Booking System. IEEE International Symposium on Industrial Electronics, pp. 2978-2983.
[8] Fenglin, Q., Liansheng, G., Ju, L.(2009). A Live Multimedia System Using Hybrid P2P Architecture for Distance Learning. IEEE International Symposium on IT in Medicine & Education, 1, pp. 579-584.
[9] Hardison, J.L., DeLong, K., Bailey, P.H., Harward, V.J. (2008). Deploying interactive remote labs using the iLab Shared Architecture. Annual Frontiers in Education Conference 2008, S2A-1-S2A-6.
[10] Suo, Y., Miyata, N., Morikawa, H., Ishida, T., & Shi, Y. (2009). Open Smart Classroom: Extensible and Scalable Learning System in Smart Space Using Web Service Technology. IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering, 21(6), pp. 814-828.
[11] Restivo, M.T., Mendes, J., Lopes, A.M., Silva, C.M., & Chouzal, F. (2009). A Remote Laboratory in Engineering Measurement. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 56(12), pp. 4836-4843.
[12] Jeschke, S., Al-Zoubi, A.Y., Pfeiffer, O., Natho, N., & Nsour, J. (2008). Classroom-Laboratory Interaction in an Electronic Engineering Course. IEEE International Conference on Innovations in Information Technology, pp. 337.
[13] 翁孝元、唐明中，基於Live CD之零安裝嵌入式系統教學工具，銘傳大學2009國際學術研討會，桃園：銘傳大學，2009年3月13日。
[14] 翁孝元、唐明中，基於Ubuntu Live CD之嵌入式教學系統，2009資訊科技國際研討會，台中：朝陽科技大學資訊學院，2009年4月24日-2009年4月25日。
[15] MIS2000 Lab，Linux新星Mandrake 8.1，台北：文魁資訊，2002。
[16] 李聖瑋、蔡東邦，次世代Linux：Ubuntu玩全手冊，台北：上奇科技，2006。
[17] LPC-2148 datasheet。上網日期：民100年11月5日。網址：
http://www.keil.com/dd/docs/datashts/philips/lpc2141_42_44_46_48.pdf
[18] PHP。上網日期：民100年6月5日。網址：http://www.php.net/
[19] Introduction to Ubuntu。上網日期：民100年11月5日。網址：http://zh.wikipedia.org/wiki/Ubuntu
[20] 謝勝治，Lab VIEW 應用篇，初版，台北︰全華科技，2002。
[21] OpenOCD User’s Guide。上網日期:民100年11月5日。網址：http://openocd.berlios.de/doc/html/index.html
[22] 謝澄漢，Labview 8.x 實作寶典，一版，台北︰宏友圖書，2007。
[23] 蕭子健、朱朔嘉、孫嘉偉，LabVIEW 入門篇(LabVIEW 6.1版)，台北︰高立圖書，2002。
[24] Ubuntu。上網日期：民100年10月13日。網址：
http://zh.wikipedia.org/zh-tw/Ubuntu#.E9.87.8D.E6.96.B0.E6.89.93.E5.8C.85
[25] MySQL。上網日期：民100年10月13日。網址：http://zh.wikipedia.org/zh-tw/MySQL
[26] Perl。 上網日期：民100年11月1日。網址：http://zh.wikipedia.org/zh-tw/Perl
[27] phpMyadmin。 上網日期：民99年10月13日。網址：http://zh.wikipedia.org/zh/PhpMyAdmin
[28] Labview。 上網日期：民99年10月13日。網址：http://zh.wikipedia.org/zh-tw/LabVIEW
[29] VNC。上網日期：民99年10月13日。網址：http://zh.wikipedia.org/zh-tw/VNC
[30] VISA。上網日期：民100年10月13日。網址：
http://en.wikipedia.org/wiki/Virtual_Instrument_Software_Architecture
[31] 利用vncsnapshot一次監看多個電腦畫面。上網日期：民100年10月13日。網址：http://cha.homeip.net/blog/archives/2005/12/_vncsnapshot.html
[32] Crontab的寫法。上網日期：民100年10月13日。網址：
http://plog.longwin.com.tw/my_note-unix/2008/01/08/crontab_howto_write_2008
[33] Ubuntu之介紹與操作。上網日期：民100年10月13日。網址：http://www.ubuntu-tw.org/
[34] Moodle。上網日期：民100年10月13日。網址：http://moodle.org/
[35] Instruction to Apache。上網日期：民100年10月13日。網址：http://www.apache.org/
[36] Instruction to PHP。上網日期：民100年10月13日。網址：
http://www.php.net/
[37] Instruction to MySQL。上網日期：民100年10月13日。網址： http://www.mysql.com/
[38] Instruction to ImageMagick。上網日期：民100年10月18日。網址：
http://www.ImageMagick.org/script/index.php
[39] LPC-2148 datasheet。上網日期：民100年6月5日。網址：
http://www.keil.com/dd/docs/datashts/philips/lpc2141_42_44_46_48.pdf
[40] 第五章﹕Shell 和 Shell Script。上網日期：民100年11月5日。網址：
http://www.study-area.org/linux/system/linux_shell.htm
[41] 第十三章 學習Shell Script。上網日期：民100年10月13日。網址：
http://linux.vbird.org/
[42] 第二十章、開機流程、模組管理與 Loader。上網日期：民100年11月5日。網址：http://linux.vbird.org/linux_basic/0510osloader.php
[43] 第二十四章 Shell Script。上網日期：民100年11月5日。網址：
http://www.twbsd.org/cht/book/ch24.htm
[44] Apache Friends-Xampp。上網日期：民100年10月13日。網址：
http://www.apachefriends.org/zh_tw/xampp.html
[45] Introduction to Anyterm。上網日期：民100年10月13日。網址：http://anyterm.org/
[46] Ubuntu正體中文站。上網日期：民100年6月5日。網址：http://www.ubuntu-tw.org/
[47] OpenJTAG。上網日期:民100年6月5日。網址：http://www.study-kit.com/list.asp?ProdId=0181
[48] Labview程式設計簡介。上網日期：民99年10月13日。網址：
http://www.pt.ntu.edu.tw/hmchai/hLabVIEW/LVintroduction.htm#top
[49] WEICHU科技。上網日期：民99年10月13日。網址：http://www.weichu.net/
[50] 交通大學Moodle教學平台。上網日期：民100年11月13日。網址：http://moodle.ncku.edu.tw/
[51] 國立清華大學數位學習平台。上網日期：民100年11月13日。網址：http://moodle.nthu.edu.tw/
[52] 國立臺灣師範大學Moodle數位學習平台。上網日期：民99年10月13日。網址：http://moodle.ntnu.edu.tw/
[53] 國立政治大學教學精進實驗平台。上網日期：民99年10月13日。網址：http://moodle.nccu.edu.tw/
[54] Yurish, S.(2009). Project Based e-Learning: a New Education Technique for Distance Learning in Smart Sensors Systems. 2009.MSE'09. IEEE International Conference on Microelectronic Systems Education, pp. 93-96.
[55] Coia, F.S., Lluis, L.M., Oriol, G.B. (2009). A Remote Laboratory Platform for Electrical Drive Control Using Programmable Logic Controllers. IEEE Transactions on Education, 52(3), pp. 425-435.
[56] Su, T.A. (2007). Distant VCR - A Virtual Classroom for Distance Learning. IEEE International Symposium on Information Technologies and Applications in Education, 1, pp. 174-178.
[57] Yang, D.-A., and Tang, M.-C. “Le PARMLabs 2.0: an ARM based Embedded Teaching Platform for Distance Learning”. The 2010 International Conference on Innovation and Management, Penang, Malaysia, July 7-10, 2010, pp. 152.
[58] Vicente, A.G., Muñoz, I.B., Galilea, J.L.L., del Toro, P.A.R. (2010). Remote Automation Laboratory Using a Cluster of Virtual Machines. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 57(10), pp. 3276 - 3283.
[59] Calvo, B., Medrano, N., Celma, S., Aldea, C. Development of Remote Laboratory Experiences in Microelectronics and Intelligent Instrumentation. 2009 EAEEIE Annual Conference, Valencia, Spain, Jun 22-24, 2009, pp. 1-6.
[60] Khalil, A., Hasna, M., Benammar, M., Chaabane, M., ben Amar, C. Development of a Remote Lab for Electrical Engineering Program. 2009. ICELIE '09. 3rd IEEE International Conference on E-Learning in Industrial Electronics, Alfandega Congress Center, Porto, Portugal, Nov 3-5, 2009, pp. 40-44.