[發(fā)明專利]一種應(yīng)用于電類專業(yè)群實驗教學(xué)的通用智能管理平臺

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510547467.2
• 申請日: 2015-08-31
• 公開（公告）號: CN105185177A
• 公開（公告）日: 2015-12-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姜華;姜旭
• 申請（專利權(quán)）人: 智慧天下（武漢）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司
• 主分類號: G09B5/08
• 分類號: G09B5/08;G09B23/18
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11212
• 代理人: 王新生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于實驗教學(xué)裝置領(lǐng)域，涉及一種實驗教學(xué)系統(tǒng)的智能(軟硬件)管理平臺，特別涉及一種基于工業(yè)控制、虛擬儀器、物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)等技術(shù)應(yīng)用管理控制裝置,實現(xiàn)實驗教學(xué)+互聯(lián)網(wǎng)的智能管理平臺，為智慧實驗教育的實現(xiàn)提供通用智能硬件條件。

背景技術(shù)

近年來，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展以及實驗教學(xué)內(nèi)容和形式手段的不斷變革、豐富與完善，傳統(tǒng)形式下的實驗教學(xué)模式無法滿足學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、動手能力、綜合應(yīng)用、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)要求；另外在實驗教學(xué)設(shè)備管理上，多數(shù)高校仍處于手工記賬管理等初級模式。隨著我們國家教育與德國、美國等西方國家教育日益加強交流，眾多高校逐步在實驗教學(xué)中更加注重學(xué)生的動手能力、綜合設(shè)計和創(chuàng)新能力培養(yǎng)，我們應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)在實驗設(shè)備管理上智能化、虛擬仿真演示、在線視頻互動等更豐富的多種教學(xué)手段，從而實現(xiàn)實驗教學(xué)模式的教育信息化建設(shè)。

通過教師在實驗教學(xué)過程中應(yīng)用更多的豐富手段進行授課和實驗操作指導(dǎo)，學(xué)生不僅可以熟練使用各種實驗儀器設(shè)備，進行實驗操作和數(shù)據(jù)采集及分析，還可以培養(yǎng)提升實際動手操作、綜合應(yīng)用以及創(chuàng)新設(shè)計等能力。因此，理工科專業(yè)實驗教學(xué)在整個教學(xué)體系的重要性日益突出，受到了教育界(教師和學(xué)生)關(guān)注，在教學(xué)中所占的比重與要求也將越來越高。但是，目前全國高校現(xiàn)有的多數(shù)實驗教學(xué)設(shè)備沒有統(tǒng)一的行業(yè)標準，各自為陣，相互獨立，越來越難以滿足種類繁多、綜合性要求強的實驗內(nèi)容，同時成為了制約提高實驗教學(xué)效果、設(shè)備使用率和培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用及創(chuàng)新能力的關(guān)鍵因素。

目前高校現(xiàn)有使用的實驗教學(xué)設(shè)備，均存在功能單一、通訊孤立、沒有數(shù)據(jù)共享功能和使用限制條件多等缺陷。每種實驗平臺只針對一門課程，同類學(xué)科間沒有交叉綜合實驗，平臺接口相對封閉，不開放，學(xué)生很難完成綜合應(yīng)用型以及創(chuàng)新設(shè)計型實驗。另外還有設(shè)備管理過于復(fù)雜等問題，在授課過程中，不同實驗課程不僅要頻繁更換不同設(shè)備、更換不同實驗室，甚至要重復(fù)配置同樣的儀器工具，實驗設(shè)備使用率低，閑置占用實驗室房間，對教師管理人員資源和實驗資產(chǎn)資源造成浪費。此外，傳統(tǒng)單個實驗平臺只能對自己的實驗數(shù)據(jù)進行簡單觀察記錄，完成已經(jīng)設(shè)定好的驗證型實驗，無法共享其他實驗平臺的實驗數(shù)據(jù)，教師更無法利用互聯(lián)網(wǎng)資源對學(xué)生實驗進行遠程管理指導(dǎo)、數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)共享處理。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種應(yīng)用于電類專業(yè)群實驗教學(xué)的通用智能管理平臺，解決背景中實驗平臺功能單一、通訊孤立、管理落后、數(shù)據(jù)共享性差和使用限制條件較多等問題，該通用智能管理平臺具備多種模式的信息傳輸能力，具有功能豐富、整體性能優(yōu)越、可進行在線管理、遠程監(jiān)控、數(shù)據(jù)共享等多個優(yōu)點。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種應(yīng)用于電類專業(yè)群實驗教學(xué)的通用智能管理平臺，包括：由若干個實驗平臺組成的實驗平臺群；

與所述若干個學(xué)生實驗端一一對應(yīng)的實驗智能管理模塊，所述實驗智能管理模塊用于獲取實驗平臺的實驗數(shù)據(jù)，每個實驗智能管理模塊可以作為有線網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)wifi或者zigbee物聯(lián)網(wǎng)中的一個通信節(jié)點，能實現(xiàn)與其他的實驗智能管理模塊進行數(shù)據(jù)通訊。

通過與所述實驗智能管理模塊通信連接的教學(xué)服務(wù)器，教學(xué)服務(wù)器定時、不間斷地從各個實驗智能管理模塊獲取和存儲實時和歷史實驗平臺數(shù)據(jù)。

教學(xué)服務(wù)器通過有線網(wǎng)絡(luò)通信連接的教師管理機，所述教師管理機實時監(jiān)控所有學(xué)生實驗端，查詢調(diào)取所述教學(xué)服務(wù)器中的實時和歷史實驗數(shù)據(jù)，主動或者在收到實驗智能管理模塊發(fā)送的實驗異常報警信號后，對相應(yīng)的實驗平臺進行緊急制動(關(guān)閉電源停止操作)，并通過手機模塊發(fā)送短信到指定管理老師的手機上，可以實現(xiàn)即時短信提醒功能。

所述實驗智能管理模塊還能應(yīng)用于教師管理機對學(xué)生實驗端和整個實驗室的遠程控制包括電源管理，數(shù)據(jù)獲取、視頻監(jiān)控等。

所述學(xué)生實驗端上配備有實驗智能管理模塊、虛擬儀器模塊及帶其他遠程控制功能的傳感器，比如可以電流、電壓、頻率、波形、圖像、溫度、紅外傳感器等，以及相應(yīng)的反饋驅(qū)動裝置，由實驗智能管理模塊進行控制。學(xué)生實驗端通過實驗智能管理模塊無線網(wǎng)絡(luò)或有線網(wǎng)絡(luò)，將實驗操作指令發(fā)送至教學(xué)服務(wù)器，教學(xué)服務(wù)器通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)，轉(zhuǎn)發(fā)實驗操作指令至學(xué)生實驗端的實驗智能管理模塊，控制相關(guān)傳感器的反饋驅(qū)動裝置并獲取實時數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)對整個實驗平臺的遠程管理。