远程控制系论文范文
时间：2023-03-16 18:46:23
导语：如何才能写好一篇远程控制系论文，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
关键词：视频检测PCI总线PPP协议
引言
随着计算机视觉技术以及图像处理技术的不断发展，计算机视觉和视频检测技术已经广泛应用于工业控制、智能交通、设备制造等很多领域。传统的视频检测往往采用工控机作为其视频处理器来实现其功能。这种方法往往由于工控机处理速度的问题，无法实现对各个不同方向同时进行视频检测，而且由于视频检测处理过程需要占用大量的处理时间，因而无法实现实时的远程控制功能。
目前在远程控制和通信方面，基于DOS和Windows操作系统的通信平台得到普遍的引用，但是DOS操作系统作为单任务操作系统，无法实现多任务功能和实时处理的要求；而Windows操作系统作为视窗操作系统，其系统的稳定性和实时性也无法与实时多任务嵌入式操作相比拟。
本文提出一种以DSP作为视频检测处理芯片，以Linux为操作系统的嵌入式系统设计方法。
1系统结构
本系统的开发主要包括视频检测卡和x86通信平台的设计2个部分。视频检测卡主要包括模拟图像采集、转换、DSP视频检测3个部分，每块交换参数检测卡扩充PCI总线接口，插在通信开发平台的PCI总线插口上，通过PCI总线同通信平台交换数据。通信平台处理多块交通参数检测卡的通信问题，将视频检测卡通过PCI总线传送过来的视频检测数据实时通过网络传送给控制中心。系统的功能方框图如图1所示。
根据系统设计要求，视频检测卡功能主要分为：模拟图像采集、模拟图像A/D转换、数据缓存以及DSP视频检测5个部分。视频检测卡流程如图2所示。
本系统采用Philips公司的SAA7111A来实现模拟图像A/D转换。该芯片可实现多路选通、锁相与时序、时钟产生与测试、ADC、亮色分离等功能。其输出可以具有如下格式：YUV4：1：1（12bit）、YUV4：2：2（16bit）、YUV4：2：2(CCIR-656)（8bit）等。由于DSP处理芯片和SA7111A的时序不同，可以通过CPLD进行逻辑控制FIFO来完成数据缓存的功能。
DSP是实时信号处理的核心。本系统采用TI公司DSP芯片——TMS320C6211。该芯片属C6000的定点系列，C6211在这个系列中是性价比最高的一种。C6211处理器由3个主要部分组成：CPU内核、存储器和外设。集成外设包括EDMA控制器、外存储器接口（EMIF）、主机口（HPI）、多通道缓冲接口（McBSP）、定时器、中断选择子、JTAG接口、PowerDown逻辑以及PLL时钟发生器。通过EMIF接口扩充SDRAM，而PCI总线控制芯片的扩展通过HPI接口。
PCI总线的接口芯片PCI9050，主要包括PCI总线信号接口和本地总线（LOCALBUS）信号。在硬件设计时，只需将本地总线信号的接口通过电平转换连接到DSP的HPI接口，同时扩展PCI接口就可以完成其硬件电路设计。
2通信开发平台的嵌入式系统设计
通信开发平台以x86为核心器件，扩充PCI总线，通过Modem拨号，实现x86与Internet的连接。
2.1PCI总线设备驱动
PCI设备有3种物理空间：配置空间、存储器空间和I/O空间。配置空间是长度为256字节的一段连接空间，空间的定义如图3所示。在配置空间中只读空间有设备标识、供应商代码、修改版本、分类代码以及头标类型。其中供应商代码用来标识设备供应商的代码；设备标识用来标识某一特殊的设备；修改版本标识设备的版本号；分类代码用来标识设备的种类；头标类型用来标识头类型以及是否为多功能设备。除供应商代码之外，其它字段的值由供应商分配。
命令字段寄存器用来提供设备响应的控制命令字；状态字段用来记录PCI总线相关事件（详细的命令控制和状态读取方法见参考文献4）。
基地址寄存器最重要的功能是分配PCI设备的系统地址空间。在基地址寄存器中，bit0用来标识是存储器空间还是I/O地址空间。基地址寄存器映射到存储器空间时bit0为“0”，映射到I/O地址空间时bit0为“1”。基地址空间中其它一些内容用来表示PCI设备地址空间映射到系统空间的起始物理地址。地址空间大小通过向基地址寄存器写全“1”，然后读取其基地址的值来得到。
PCI设备的驱动过程主要包括下面几个步骤。
首先，PCI设备的查找。在嵌入式操作系统中一般提供相应的API函数，在Linux操作系统中通过函数pcibios_find_device(PCI_VENDOR_ID,PCI_DEVICE,index,&bus,&devfn)可以找到供应商代码为PCI-ID，设备标识为PCI-DEVICE的第n(index+1)个设备，并且返回总线号和功能号，分别保存于bus和devfn中。
第2步，PCI设备的配置。通过操作系统提供的API函数访问PCI设备的配置空间，配置PCI设备基址寄存器的配置、中断配置、ROM基地址寄存器的配置等，这样可以得到PCI的存储器空间和I/O地址空闲映射，设备的中断号等。在Linux操作系统中，访问PCI设备配置空间的API函数有pcibios_write_config_byte、pcibios_read_config_byte等，它们分别完成对PCI设备配置空间的读写操作。
第3步，根据PCI设备的配置参数，对不同的设备编写初始化程序、中断服务程序以及对PCI设备存储空间的访问程序。
2.2远程控制与通信链路的建立
与Internet连接的数据链路方式主要有Ethernet方式和串行通信方式。Ethernet连接方式是一种局域网的连接方式，广泛应用于本地计算机的连接。通过Modem进行拨号连接的串行通信方式，可以实现远距离的数据通信，下面详细介绍串行通信接口协议方式。
串行通信协议有SLIP、CSLIP以及PPP通信协议。SLIP和CSLIP提供一种简单的通过串行通信实现IP数据报封装方式，通过RS232串行接口和调试解调器接入Internet。但是这种简单的连接方式有很多缺陷，如每一端无法知道对方IP地址；数据帧中没有类型字段，也就是1条串行线路用于SLIP就不能同时使用其它协议；SLIP没有在数据帧中加上检验和，当SLIP传输的报文被线路噪声影响发生错误时，无法在数据链路层检测出来，只能通过上层协议发现。
PPP（PointtoPointProtocal，点对点协议）修改了SLIP协议中的缺陷。PPP中包含3个部分：在串行链路上封装IP数据报的方法；建立、配置及测试数据链路的链路控制协议（LCP）；不同网络层协议的网络控制协议（NCP）。PPP相对于SLIP来说具有很多优势；支持循环冗余检测、支持通信双方进行IP地址动态协商、对TCP和IP报文进行压缩、认证协议支持（CHAP和PAP）等。图4为PPP数据帧的格式。
PPP的实现可以通过2个后台任务来完成。协议控制任务和写任务。协议控制任务控制各种PPP的控制协议，包括LCP、NCP、CHAP和PAP。它用来处理连接的建立、连接方式的协商、连接用户的认证以及连接中止。写任务用来控制PPP设备的数据发送。数据报的发送过程，就是通过写任务往串行接口设备写数据的过程，当有数据报准备就绪，PPP驱动通过信号灯激活写任务，使之完成对串行接口设备的数据发送过程。PPP接收端程序通过在串行通信设备驱动中加入“hook”程序来实现。在串行通信设备接收到1个数据之后，中行设备的中断服务程序（ISR）调用PPP的ISR。当1个正确的PPP数据帧接收之后，PPP的ISR通过调度程序调用PPP输入程序，然后PPP输入程序从串行设备的数据缓存中将整个PPP数据帧读出，根据PPP的数据帧规则进行处理，也就是分别放入IP输入队列或者协议控制任务的输入队列。
PPP现在已经广泛为各种ISP（InternetSeverProvider）接受，而Linux操作系统下完全支持PPP协议。在Linux下网络配置过程中，通过1个Modem建立与ISP的物理上的连接，然后在控制面板（ControlPanel）里面选择NetowrksConfiguration。在接口（Interface）里面加入PPP设备，填入ISP电话号码、用户以及密码，同时将本地IP和远端IP设置为0.0.0.0，修改/ETC/PPP/OPTION，加上DEFAULTROUE，由ISP提供缺省路由，这样就完成了设备的PPP数据链路设置过程，可以通过Internet实现远程控制。
结束语
该设计方法已成功应用于智能交换系统的交通参数检测系统中。在该系统中，采用4块DSP视频检测卡实现4个不同路面区域的交通参数检测，同时采用Linux作为通信平台的操作系统；通过PPP协议建立与监控中心的连接，实现监控中心对各个视频检测卡的远程控制。
篇2
【关键词】建筑材料；参与型演示实验；网络教学课件
【中图分类号】G420 【文献标识码】A 【论文编号】1009－8097(2012)09－0116－04
引言
国家中长期教育改革与发展规划中，明确提出高等教育要“强化实践教学环节”，现代远程高等教育作为我国高等教育的重要组成部分，无疑也应将此作为教育改革的一个重点。现代远程高等教育主要定位于应用型人才培养，学生大多为在职从业人员，本身都在随岗实践，但随岗实践不能取代实验教学环节，实验教学环节作为现代远程高等教育实践教学环节的重要组成部分，是实现应用型人才培养目标不可缺少的重要环节。通过实验教学环节，不仅能使学生掌握实验的基本方法和基本技能，提高实际操作能力，而且有利于培养学生的观察能力、思维能力、分析能力及创新能力，使学生的实践综合素质得到普遍的提高。实验教学还可帮助学生理解和巩固所学知识，对培养学生理论联系实际的学风、实事求是的科学态度和探究问题的科学方法都具有重要意义。
然而，现代远程高等教育开办多年来，工科教学一直存在瓶颈，主要原因就在于实验教学环节难以落实。目前，大多数高校的现代远程高等教育避免开设实践要求强的工科专业，少数在现代远程高等教育开设工科专业的高校，带有实验功能的远程教学平台极少，且开设的实验种类和实验深度都不及普通高校。由于现代远程高等教育师生在时间和空间上相分离，学生分散在全国各地，量大面广，再加上工学矛盾，将所有学生全部集中到高校实验室来完成真实实验不太现实，而很多校外学习中心因场所或仪器设备缺乏不能提供真实实验的教学条件，导致现代远程高等教育照搬传统真实实验教学模式存在难以实施的困难，实验教学无疑成了现代远程高等教育的薄弱环节。为此，迫切需要开发适用于现代远程高等教育的网络实验教学资源。
一 网络实验教学资源的主要形式及特点
现代远程高等教育网上实验常见的形式主要包括演示实验、虚拟实验与远程控制实验，与之相对应的网络实验教学资源包括演示实验教学课件、虚拟实验教学系统与远程控制实验教学系统。
1、演示实验教学课件
演示实验教学课件是指将真实环境中的实验教学过程拍摄成录像后制作的实验教学课件。这样的演示实验教学课件，既有教师讲解，又有教师对整个实验的演示操作过程，效果直观形象，同学们可以在网上学习演示实验教学课件，并按照实验要求完成实验报告。如此使学生掌握整个实验的目的、内容、步骤以及操作过程，加深对理论知识的理解，特别演示实验教学课件还可以展现实验室中难以观察到的实验现象及与之相应的实际应用，扩大了学生的视野，开阔了学生的思路，能够取得真实实验不能取得的一些功效。演示实验教学课件投入成本低，制作周期短，虽然缺乏学生亲自操作实验与读取实验数据的过程，无法达到和真实实验教学相同的效果，但还是能够为学生提供如同在实验室观看实验一般身临其境的感受，使学生对实验有一个全面的了解与认识，因此可以作为目前现代远程高等教育实验教学的一种非常重要的教学资源。
2、虚拟实验教学系统
虚拟实验教学系统是指利用计算机技术、仿真技术和虚拟现实技术等在计算机上建立虚拟实验室环境，提供可操作的虚拟实验仪器，使学生在互联网上通过接近真实的人机交互界面完成实验，同时提供网络实验教学的一体化管理功能。如北京邮电大学已开发出计算机网络、信号与系统、电路分析、数字电路、模拟电路、高频电子线路、Linux操作系统等虚拟实验教学系统。虚拟实验教学系统一方面允许网络学生同时在线操作实验，另一方面可以将复杂的实验过程抽象化，将实验仪器简单化，大大提高了网络实验的可操作性。但是虚拟实验本身存在一定问题：一，虚拟实验只能模拟出验证类实验，所得到的数据多为预先设计好的；二，无论采取哪种技术都将不同程度的面对交互性不足、控件下载或开发维护费用高等难题；三，难以完成大量实验的快速更新和修复，加大了现代远程高等教育网络实验教学资源的开发费用。
3、远程控制实验教学系统
远程控制实验教学系统是利用计算机多媒体技术和通讯技术，将异地实验室真实的实验设备及控制系统，转换成图像、声音、状态等，并通过多种媒介方式传输到学生计算机中，参加实验的学生可以在自己的计算机中按规则控制操作远程控制实验室中的实验设备，而实验设备执行操作的过程和结果又实时地回传给学生，使参加实验的学生如同身临其境，取得和亲自到实验室现场做实验相同的效果，这可实现各高校实验设备最优化的组合，做到资源共享。如大连理工大学电工教研室与麻省理工大学合作，与之建立了远程网上实验基地。在大连理工大学校内设置服务器与麻省理工实验中心的实验室相连。每位学生可以在任意一个计算机终端登录校内服务器，访问麻省实验室。同学们可以在终端设置实验参数，通过网络远程控制麻省理工大学实验室的真实仪器。实验室完成操作后会在短时间内将实验结果及数据返回至该学生所使用的终端。但远程控制实验对传感器、执行机构和网络环境有着比较高的要求，比如要求全部实验仪器的电气化以及较高的可控性，普通的工科网络教育实验很难达到这一标准，且一个实验室无法同时接受多组学员在线操作，为应对网络实验教学的要求，必须建设多个实验室。这些都是限制远程控制实验在现代远程教育体系下发展的瓶颈。
篇3
揭秘HOU
Hands-On Universe(HOU)是由美国加州大学伯克利分校的Carlton R. Pennypacker 博士倡议发起的，它是基于国际互联网，以动手实践为特色的天文教学活动。20世纪90年代，加州大学伯克利分校天文系的大学预科必须先修基础天文课程。这些课程开始是在课堂里由老师按书本讲义授课，后来逐步发展为老师把讲义放在网上由学生自学，老师定期给学生面授或解答问题，再后来为了方便学生实习，他们就与大学的天文台合作，把望远镜连接到互联网上，提供学生从网上操作使用，进行观测并提交结果。经过近10年的发展，这种基于互联网的，集成了各种教学资源（教材、实践指导、软件、数据库、望远镜、终端设备等）的网络教学方式逐步完善并被广泛采用，因为它不仅能让学生通过网络使用各种天文专业资源，让学生在实践中提高对科学的兴趣和理解，而且节约了人力、物力，同时也使天文教育得到最大限度的普及。
以上种种原因都使这种新颖的教学方式得到大大的推广，也引起了教育界广泛的关注，慢慢从大学扩展到中学，而这种教学形式也被命名为Hands-On Universe。
美国人称一个“Hands-On”的人意思是说他是一个“工作者”，也就是说，他通过动手去“做”某件事来了解和认识事物的本事。那么Hands-On Universe的意思也就是说学习者通过动手实践，亲自去操作、观测、获得数据、处理结果等（做天文学家同样的事情），了解天文知识，理解科学概念。这种学习方式使学习不再是一件枯燥的事情，而是一件轻松愉快的事情，不仅大大激发了学习者的兴趣和求知欲，而且可以大大发挥学生的想象力和创造力。
为实现这一目标，HOU通过一整套形式多样的教学节目（包括教师、教材、教学软件、基于互联网的教学平台和操作真实望远镜观测等），使具有初级文化程度的学生通过学习课程、动手操作（远程望远镜）、进行观测、获取观测结果、利用共享软件对数据进行分析处理、完成作业或提交论文等过程，达到学习天文知识，研究天文问题，理解天文科学的目的。
在过去的十年里，在美国国家科学基金会（NSF）、国防部和能源部等基金的资助下，HOU不断发展并完善。现在HOU拥有遍布全球的远程控制望远镜设备，并可利用虚拟天文台的大量丰富的数据库资源。这些网络资源都可以通过国际互联网在该组织内部共享。HOU也积累了大量的系统内部的观测资料和教学经验，目前，HOU的教学方式已经推广和发展成可以供天文研究者、教师或学生通过互联网络，操作网上开放的专业天文望远镜，进行实际观测，并对取得的数据、图像等资料进行分析研究的科研教育平台。学生可以把从望远镜获得的观测图像下载到教室里的计算机上，再使用强有力的HOU图像数据处理软件，来观察分析这些资料，从而获得比书本上更生动有趣的知识和概念。
HOU走进中国
受GHOU组织的委托，国家天文台代表中国成功申办了2005年GHOU 国际研讨会。这得到中国天文界，特别是北京天文学会、国家天文台、北京天文馆、北京大学、北京师范大学、中国天文学会普及委员会、天好者杂志社等单位的大力支持。
2005年GHOU国际学术会议主要内容为: 介绍可用于天文教学和远程操作的大型天文设施（望远镜等），交流基于互联网的天文教学与培训环境的开发应用，现场演示远程观测、网络教育资源平台的使用等，为发展我国网络天文研究与教学环境建设，远程教学与观测等技术，提供了良好的机遇。
2006年HOU的国际研讨会在法国普罗旺斯天文台举行，中国派出了天文和教育代表团参加会议并讨论在中国引入HOU的教学方式，共享全球HOU的教学资源，发展中国HOU的具体方案。鉴于中国HOU和远程天文教学的迅速发展，国际HOU组织决定于2007年7月（下一届GHOU国际研讨会之前）在中国召开环太平洋地区HOU教师培训国际会议，旨在探讨HOU师资的培训和资源的共享利用。
远程天文教育工作方案
由国家天文台牵头的中国HOU计划得到了北京教委远程教育网的重视和支持， 2006年6月6日，新成立的远程教育专业委员会率先在北京远程教育网上开展了远程教学天文台试点教学工作。该项计划将按国际HOU标准构建能够与国内国外共享的硬件和软件教学资源和环境平台，从北京远程教育网辐射到全国的网络教育平台，最大限度地拓宽和延伸接受天文远程教育的受益群体。
过去由于条件限制，只能利用简陋的仪器和场地进行普及教育中的实践活动，现在利用强大的计算机和网络技术，可以充分集成国际国内（专业与业余）的望远镜和软件数据信息等资源，为社会公众和学生及广大爱好者提供丰富多采形式多样的天文知识与亲临其境动手实践的机会，也能为学习实践者提供切实的现场指导和帮助。
中国HOU组织通过利用连接在国际互联网上国内外的望远镜、教学、软件、数据、信息等资源，以及国内社会上（各学校、场馆）尚没有有效利用的各种资源，组成了一个基于北京教委远程教育网络的天文普及教学平台。利用这个平台开展天文普及教育，提高受益群体的科学素质和对天文学的兴趣爱好。
从北京辐射到全国，使有条件的大中小学校学生，经过远程天文教育，获得系统、全面、新颖、实用的学习、培训和指导，能够掌握天文基础知识、了解到国内国外天文发展的历史和现状、拥有实际仪器的操作经验和技能、获得实际的天文观测结果，从而提高科学素质和对天文知识的兴趣爱好。
具体操作方案如下:
建立远程天文教育网上资源共享平台。
利用国际HOU系统的共享网络资源（望远镜、终端仪器、计算机、教材、软件、数据库等）和国内各大中小学校的教学设备（望远镜，配套仪器），配和在网上从事实践教学的，针对不同层次受众的培训指导课程，使全国各地的小型望远镜即可独立使用，也可联网使用，实现真正意义的资源共享。
建立远程天文教育网上教学平台。
该平台则提供天文知识库、实践观测指导、数据处理指导、组织示范课程等功能。
快速浏览：HOU的全球机构
篇4
【关键词】GSM短消息；单片机；数据采集；远程监控
1.引言
目前手机GSM网络已经覆盖全国，且手机收发短消息的费用低廉，因此，为利用GSM手机的短消息收发功能实现多路远程数据收集带来了便利。本系统就是利用基于GSM系统的移动平台之间点对点的短信息业务，将移动通信与数据收集和数字传送功能能结合起来。
通过野外多个工程机械的单片机控制系统进行数据采样，再利用移动通信GMS网络的短信息功能完成对主控机的数据传送。这样使得施工单位，能够及时掌握前方的实时信息，对于配送原料的预测，工程进度监控，数据收集表格形成带来便利。
短信息的方式发送是移动通信系统增值服务的一种开发利用。其系统设计的关键是在单片机控制系统上添加，基于GSM系统的AT指令的开发来完成和移动通信模块之间的通信编程的。
2.系统结构
工程GSM短消息远程数据采集监控系统整体结构如图1所示，由西门子的GSM通信模块TC35，单片机控制系统电路，由传感器将采集到的信号通过A/D转换送至自带的大容量RAM中存放，然后可以由人工操作完成设置、显示、打印、上传数据传输等相应功能。在数传过程中，单片机通过判断按下的功能键，将存储在RAM中的数据块，按照运行时间、设备编号、数据组块、通过预设程序转换成ASCII码，再经过单片机TXD，RXD串口转换成RS232总线方式发送到TC35-GMS移动通信模块在施工主管方办公室接收主机又利用GSM-TC35模块将数据接收下来，将短信中的ASCII码还原成数值码，且调用预先设计好的报表格式保存起来。主管人员可以随时调阅查看或打印输出前方施工设施的所有信息，从而实现远程数据收集管理等功能。
GSM通信模块TC35短消息的收发，有两种方式，一种PDU格式，另一种TXT文本格式，由于数据采样不涉及到中文，因此本系统采样了TXT格式，其优点是传送数据信息量大（140字符/条），收发格式简单，命令操作灵活。
模块TC35与设备接口有三种方式：GSM-PC2、MCU-PC3、GSM-MCU。
我的系统中，前级采样端由于有232/485接口，采用了GSM-PC方式主机接收端：由设计的电路板为单片机串口收发TXD-RXD，所以采用了GSM-MCU方式。由于现场干扰强，因此采用了2400的波特率保证数据传输的可靠性。GSM通信模块收发均安装的是中国移动SIM卡，手机号码即是本系统的号码。
GSM-TC35常用AT命令介绍：本系统所用的功能AT命令如下表1所示。
3.系统硬件设计
硬件系统主控模块采用51系列的SST 89E516RD为CPU，西门子GSM通信模块TC 35i、串行AD 654、和128KEEPROM DS1245，DS12887时钟提供系统时钟，MAX813作看门狗。MAX485与2级通信设备互联，同时也与GSM通信模块TC35i完成数据传输。MAX232与串口打印机相连。另外扩展专用12位液晶数显屏，和6位按键。
这就是用户数据采集的远程控制的全部硬件构成。
4.软件设计
软件结构比较简单，单片机电路与模块的通信采用传统的主从式通信。软件的关键是做好GSM通信模块与单片机的接口以及可靠的数据采集。同时也可根据需要做出PC机的多路监控接收程序，数据的采集状况。以下是部分数传汇编程序：
MOV DPTR，#BPS；发送波特率2400
MOV R2，#12
LCALL S_GMS；串口发送程序
MOV DPTR，#Text；置文本格式
MOV R2，#10
LCALL S_GMS
L_B：MOV DPTR，#PHONG；发电话号码
MOV R2，#22
LCALL S_GMS
JNB RI，$
CLR RI
MOV A，SBUF
CJNE A，#">"，L_B
MOV DPTR，#0100H；发短信内容地址0100H
MOV R2，#80H
LCALL S_GMSX；外RAM串口发送程序SETB EA；
=== GSM命令表========
Bps：DB”AT+IPR=2400”，0DH；2400波特率
Text：DB”AT+CMFG=1”，0DH；TEXT模式Read：DB”AT+CMGR=”；//读信息
Erase：DB”AT+CMGD=”；//删除信息
PHONG：DB'AT+CMGS=”15102778052”，0DH；接收的电话号码
5.程序调试
可以先用串口调试工具软件测试TC35短信收发功能，然后编写程序，固化芯片。TC35在实际数据收发时一定要有足够等待时间，否则工作时会有丢失短消息的现象。
参考文献
[1]姜志海.单片计原理及应用[M].北京：电子工业出版社，2010，1.
[2]黄显澍.工程GSM短消息远程数据采集监控系统[J].微处理机，2010（3）.
篇5
论文摘要:以浙江经济职业技术学院多媒体教学设备的实际情况为出发点，利用现有的校园网资源，建立新型的多媒体教学设备信息管理系统。该系统可充分发挥多媒体教学设备在教学实践中的应用。
高等职业教育是培养高素质技能型人才的园地，充分利用多媒体教学设备来创造生产性仿真教学环境是一大趋势。近年来，各高校投人大量的资金用于多媒体教室的建设，其数量在快速地增长。据不完全统计，浙江省属本科高等院校平均有多媒体教室约300个，高职高专院校约有200个。面对众多分布在不同校区和楼宇内的多媒体教室，多媒体教学设备的使用管理与维护问题已经突显出来。许多高校缺乏对多媒体教学设备的现代化管理，从而影响到设备的利用率、完好率与使用效果。
当前绝大多数高校已完成校园网的基础建设，对多媒体教学设备进行数字化、网络化的管理势在必行。本文探讨了多媒体教学设备的信息化管理模式，并设计了一款基于局域网的多媒体设备网络化管理与智能维护的网络管理系统，系统地提出高校多媒体教学设备信息管理平台。
1传统多媒体教室使用和管理中存在的问题
1.1管理方式落后，教室资源紧张
目前许多高校的多媒体教室管理模式仍然落后，需要教师借用钥匙来开关多媒体设备，借用过程非常繁琐。另外，随着多媒体教室的建设，贵重设备也在不断地增加。为了防止人为破坏和加强防盗措施，多媒体教室采取封闭式管理，使得教室资源得不到充分的利用。
1.2配置参差不齐，难以统一管理
大部分学校由于资金、教学需求等原因，多媒体教室的建设都不会一次完成，而要经过多次配置才得以完成，因而多媒体设备的品牌、型号都有很大的不同。同时，在手工管理方式下，设备使用和维修没有详尽的跟踪记录，相关职能部门无法对设备进行统一管理和调配，从而导致设备的利用率较低，也无法为领导的决策提供准确可靠的数据。
1.3多媒体设备使用繁琐
多媒体教学系统的设备通常包括投影机、计算机、视频展台、影碟机、音响等，整个系统的开、关必须分别操作，使用过程十分繁琐。经过多人多次使用后，设备原有的设置难免会被改动，给后期的维护和管理带来很多麻烦。
1.4因报修不及时而影响教学
多媒体设备在使用过程中，难免出现不可预料的故障。如果在教学过程中出现故障，教师就需要到管理员办公室找人排除，浪费了宝贵的上课时间，影响教学的正常进行。然而在使用设备中出现的设备故障，一般是因使用不当造成的，只需技术人员口头指导即可解决。
2基于网络的多媒体教学设备中央控制系统解决方案
基于网络的多媒体中央控制系统是由网络中央控制器、中控软件、中控主机等组成。
网络中央控器集成了视频/音频切换矩阵、IR/单向RS232控制接口、VGA信号切换、MIC输人/输出电子音控、投影机开关检测等功能模块，对计算机开/关、投影机开/关、电动幕升/降、讲台电控锁开/关、设备切换、话筒音量调节等进行集中控制。通过内置TCP/IP网络模块，可直接连到校园网。
联网的中控主机可对多媒体设备进行远程操控、监测、设置参数等，满足远程网络管理的需求。系统内置语音网络模块，可以使教师通过网络IP电话与管理员实时通话解决问题;系统加人了防盗探触点，当投影机被盗时，控制系统会自动向总控室报警。
网络中央控制系统将多媒体教学设备集成为一个整体，进行统一维护、监控和管理。网络中央控制器联接示意图如图1所示。
3多媒体教学设备管理信息系统的设计
网络中央控制系统的应用有效解决了教室分散、管理困难的问题，但仍然无法实现多媒体设备的信息化管理，例如无法统计设备使用情况、跟踪设备的维修记录、统计投影机灯泡使用时间等。在应用该系统的基础上，笔者根据浙江经济技术学院的实际情况提出了基于B/S<浏览器/服务器)模式的多媒体教学设备信息管理系统，通过校园局域网对校园内大量多媒体设备实现远程集中控制和自动化管理。
3.1系统功能结构设计
多媒体教学设备管理系统主要由日常巡检系统等6大模块组成，如图2所示。
(1)日常巡检模块。采用教室IP绑定，负责巡检的学生根据系统管理员设置的巡检项目逐一检查教室并录人相关检查结果。通过模糊查询功能，管理员可以实时查看巡检记录;
(2)设备管理系统。由管理人员将多媒体教室中的设备名称、型号、建成时间、改建时间等输人到数据库中，对设备信息进行备案。如某设备出现故障需报修，管理人员可登录维修登记界面，输人故障情况。检修结束后管理人员调用报修单输人相应的检修日期、检修情况、检修人等相关信息即可。相关部门可以通过登录维修管理界面，实时跟踪设备的使用更换情况和维修情况;
(3)中控管理系统。与网络中央控制系统进行有效结合，对多媒体教室实施远程管理，包括监控管理和语音对讲。管理员通过登录监控管理系统可实时查看每个教室多媒体设备的使用状态，并可以远程控制教室的多媒体设备，实现如投影机开关、幕布升降、音量调节、视频设备切换等所有操作功能，如图3所示。教师在使用过程中遇到问题，可按网络呼叫按钮，管理员使用对讲设备即可与教师通话指导解决设备问题;
(4)查询统计系统。管理人员可以按日期段对教室使用情况进行查询、统计、汇总，并以报表的形式打印，如教室利用率、设备维修信息、故障解决情况、投影机灯泡使用时间统计等;
(5)排课系统。系统可以根据实际排课情况对教室进行自动控制。如:根据课表，某教室有课，管理系统可以自动在上课前5min打开该教室的中控，使教室设备处于预备状态，若下一节没有课，管理系统可以在下一节上课5min后关闭中控和多媒体设备;
(6)系统管理。该模块作为系统后台，系统各模块都与其都有密切的联系，只有系统管理员才具有访问权限，包括用户权限设置、用户账号管理、多媒体教室信息管理、巡检项目管理、故障现象管理、数据备份等。
3.2数据库逻辑结构
根据系统功能设计了名称为DMT的数据库，数据库由多个表格组成，每个表格表示数据库中的一张表。部分数据库表信息如下:
(1)教室信息表:教室编码、所属楼宇、计算机IP地址、计算机名、中控IP地址、还原保护卡型号;
(2)多媒体设备信息表:设备编码、教室编码、设备名称、型号规格、购人时间;
(3)设备更换信息表:ID地址、教室编码、原设备编码、现设备编码、具体描述、更换日期、负责人;
(4)设备维修信息表:ID地址、设备编码、维修内容、维修时间、维修人员。
3.3系统平台的构建
目前的信息平台，主要有C/S(客户/服务器)和B/5这两种结构模式。B/S模式把传统C/S模式中的服务器部分分解为1个数据库服务器和1个或多个应用服务器(Web服务器)，从而构成了一个3层结构的客户服务器体系。多媒体教学设备信息管理系统主要用于各个教室和管理员办公室，设计数量较多，故采用B/S模式作为软件开发模式，用ASP脚本语言编程。数据库采用MicrosoftAccess，虽然Access不适合作为大型网站的数据库，但是对于该设计中的信息量，已经完全满足要求。客户端无须任何配置工作，通过IE浏览器即能以页面的形式访问Web服务器。系统平台如图4所示。
3.4系统权限设置
浙江经济职业技术学院多媒体教学设备管理信息系统主要的使用人员是校内专职管理工作人员及负责检查的勤工俭学学生，因此设计为具有访问权限的人员才能进行系统访问。初始状态下由“系统管理员”在系统管理模块中进行权限分配和设置。根据系统实际使用情况，目前设置4类访问权限:
(1)系统管理员:具有系统全部访问权限;
(2)部门领导:具有系统全部查询权限;
(3)管理员:具有日常巡检系统、设备管理系统、中控系统及数据查询系统4个模块的访问权限;
(4)巡检学生:只具有日常巡检系统中“巡检登记”权限。
4使用情况和效果
浙江经济职业技术学院目前共有119个多媒体教室投人教学使用，均采用网络监控和远程集中管理的方式，实现“开门即用，关门即走”。中控室根据课表安排，远程启动多媒体教室，电控门锁自动打开，教师进人教室后不需要逐个开启设备，只需推开讲台柜门即可使用已在预备状态的多媒体设备。使用完毕后也不需要逐一关闭设备，直接关闭讲台，所有设备将会自动关闭。教室实行开放式管理，所有教室在不授课时间，向学生全面开放。
当设备发生故障或进行维修，要求管理人员通过网络登录多媒体教学设备管理信息系统，及时填写设备维修记录单，录人故障情况和检修情况等。如有设备更换，应根据变化结果修改这些设备的数据信息。不同教学楼或不同的管理员只能录人和修改自己管理权限的设备，不能越权录人。管理人员可以实时查看到各个多媒体教室设备的使用率和维护记录，及时掌握各设备使用状态，特别是投影机灯泡的使用时间，使管理员能及时更换已到使用期限的灯泡，保证正常的教学秩序。
通过对本学院100位教师的问卷调查，对多媒体教室使用情况和管理模式的满意率高达95%
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【论文摘要】：机电一体化是一种复合技术，是机械技术与微电子技术、信息技术互相渗透的产物，是机电工业发展的必然趋势。本文简述了机电一体化技术的基本结构组成和主要应用领域，并指出其发展趋势。
现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透，引起了工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。
一、机电一体化的核心技术
机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此，为加速推进机电一体化的发展，必须从以下几方面着手：
（一）机械本体技术
机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主，为了减轻质量除了在结构上加以改进，还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量，才有可能实现驱动系统的小型化，进而在控制方面改善快速响应特性，减少能量消耗，提高效率。
（二）传感技术
传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面，提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰，目前有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说，目前主要发展非接触型检测技术。
（三）信息处理技术
机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备（特别是微型计算机）的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化，必须提高信息处理设备的可靠性，包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性，进而提高处理速度，并解决抗干扰及标准化问题。
（四）驱动技术
电机作为驱动机构已被广泛采用，但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前，正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。
（五）接口技术
为了与计算机进行通信，必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修，而且可以简化设计。目前，技术人员正致力于开发低成本、高速串行的接口，来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。
（六）软件技术
软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本，提高生产维修的效率，要逐步推行软件标准化，包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。
二、机电一体化技术的主要应用领域
（一）数控机床
数控机床及相应的数控技术经过40年的发展，在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具体表现在：
1、总线式、模块化、紧凑型的结构，即采用多CPU、多主总线的体系结构。
2、开放性设计，即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准，能最大限度地提高用户的使用效益。
3、WOP技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真，并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。
4、大容量存储器的应用和软件的模块化设计，不仅丰富了数控功能，同时也加强了CNC系统的控制功能。
5、能实现多过程、多通道控制，即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力，并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。
6、系统的多级网络功能，加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。
7、以单板、单片机作为控制机，加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。
（二）计算机集成制造系统（CIMS）
CIMS的实现不是现有各分散系统的简单组合，而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线，以制造为基干来控制“物流”和“信息流”，实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化，各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。
（三）柔性制造系统（FMS）
柔性制造系统是计算机化的制造系统，主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求，生产其能力范围内的任何工件，特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。
（四）工业机器人
第1代机器人亦称示教再现机器人，它们只能根据示教进行重复运动，对工作环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活性；第2代机器人带有各种先进的传感元件，能获取作业环境和操作对象的简单信息，通过计算机处理、分析，做出一定的判断，对动作进行反馈控制，表现出低级智能，已开始走向实用化；第3代机器人即智能机器人，具有多种感知功能，可进行复杂的逻辑思维、判断和决策，在作业环境中独立行动，与第5代计算机关系密切。
三、机电一体化技术的发展前景
纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向，机电一体化将朝着以下几个方向发展：
（一）智能化
智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一，也是21世纪机电一体化的发展方向。近几年，处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件，有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。智能机电一体化产品可以模拟人类智能，具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力，从而取代制造工程中人的部分脑力劳动。
（二）系统化
系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态，进行任意的剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能大大加强，一般除RS232等常用通信方式外，实现远程及多系统通信联网需要的局部网络正逐渐被采用。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系，如何赋予机电一体化产品以人的智能、情感、人性显得越来越重要。机电一体化产品还可根据一些生物体优良的构造研究某种新型机体，使其向着生物系统化方向发展。
（三）微型化
微型机电一体化系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术，是机电一体化的一个新的发展方向。国外称微电子机械系统的几何尺寸一般不超过1cm3，并正向微米、纳米级方向发展。由于微机电一体化系统具有体积小、耗能小、运动灵活等特点，可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作，故在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域，都有广阔的应用前景。目前，利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术，在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。
（四）模块化
模块化也是机电一体化产品的一个发展趋势，是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而重要的事，它需要制订一系列标准，以便各部件、单元的匹配和接口。机电一体化产品生产企业可利用标准单元迅速开发新产品，同时也可以不断扩大生产规模。
（五）网络化
网络技术的飞速发展对机电一体化有重大影响，使其朝着网络化方向发展。机电一体化产品的种类很多，面向网络的方式也不同。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。
（六）绿色化
工业的发达使人们物质丰富、生活舒适的同时也使资源减少，生态环境受到严重污染，于是绿色产品应运而生。绿色化是时代的趋势，其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中，对生态环境无危害或危害极小，资源利用率极高。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境，报废时能回收利用。绿色制造业是现代制造业的可持续发展模式。
综上所述，机电一体化技术是众多科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。它促使机械工业发生战略性的变革，使传统的机械设计方法和设计概念发生着革命性的变化。大力发展新一代机电一体化产品，不仅是改造传统机械设备的要求，而且是推动机械产品更新换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业的必由之路。
【参考文献】：
1、李运华.机电控制[M].北京航空航天大学出版社,2003.
2、芮延年.机电一体化系统设计[M].北京机械工业出版社,2004.
3、王中杰,余章雄,柴天佑.智能控制综述[J].基础自动化,2006(6).
篇7
【关键词】 射频指标 仪器通信 自动化测试
一、引言
随着通信产业的发展，产品系列的多样化，组网的复杂性，以及用户对产品质量的高标准要求，设备测试的重要性愈发凸显。
传统射频指标测试，质检和测试人员对系统（设备）的测试只能使用频谱仪、信号源及辅助工具进行手动测试，对测试结果的判断完全凭借肉眼读取仪表上的显示结果，对设备参数的调整往往是使用设备软件工具手动调整。在设备量产时需要进行大量的重复性工作，测试结果也仅凭借手工记录，工作压力陡增。
测试速度慢、精度差、效率低，而且对于仪表的占用率非常高，在一定程度上造成仪表资源的相对缺乏，人力投入的增加。
射频指标自动化测试系统对通信覆盖系统（产品）和模块射频指标进行全面的测试，提高测试效率、节约测试设备和人力资源的投入、规范了测试流程、提高测试效率和测试结果准确性，从而提高产品的质量。
该系统将测试过程中大量重复、复杂性高的人工操作集合提取出来由程序模拟，在PC端使用VISA仪器控制驱动及SCPI命令控制仪器，来实现对信号源、频谱仪的远程控制以及对被测系统的监控。
二、通信设备现状
2.1 系统结构复杂
现代移动通信运营商为了实现对不同应用场景灵活组网，往往采用多级网络架构。比较常见的移动通信覆盖网络架构包括信号接入单元、组网交换单元及覆盖单元。在人工测试的时，需要手动调节测试每个网络节点的各种射频参数，操作复杂，工序繁琐且准确性差。
2.2 产品质量控制难
通常，为了保证设备能够正常入网，通信设备生产商在交付产品之前，都必须经过严格的质量检测。
通信系统射频指标项目繁多，一般涉及系统输出功率、增益、衰减、ALC、带内波动、带外抑制、杂散等几十种测试项目。每个射频指标参数的优劣会影响整个通信系统运行质量，往往需要多次调节参数信息来保证产品在系统应用中达到最佳状态。
在质量检测过程中，如此庞大的工作量，精细的调节工作倘若只依靠人工来完成将很难保证产品的质量。
三、系统设计方案
3.1 系统架构
本文结合通信覆盖类产品射频指标测试的实际需求，搭建自动化测试系统，其物理结构如下图1所示。射频自动化测试系统由计算机、频谱仪、信号源、设备（被测系统）、路由器（或交换机）、网线、射频线缆组成。
通过LAN口、串口以及RF接口将PC、仪器（频谱仪和信号源被测设备（或模块）组成三维一体的物理结构。其中，信号源实现被测设备对应信源信号的输入；频谱仪完成进由被测设备输出信号的测量工作，并将测量数据交由PC机处理，PC机提供用户操作平台，完成测试数据分析判断和被测设备的参数调整、结果保存等工作。
3.2 系统功能实现
射频指标自动化测试系统设计架构图如下图2所示。系统由表示层、控制层、数据层、及通信层四部分组成。表示层实现与用户的交互，控制层进行具体运算、数据处理和命令打包，数据层完成数据存储，通信层则实现PC机（自动化测试软件运行平台）与仪器设备之间的信息传输。
自动化测试应用软件是唯一人机交互接口，考虑到界面的可操作性，信息显示的直观性，设计时运用了JavaFX客户端开发技术进行开发。自动化测试软件主要包括设备参数自动化测试系统和执行测试模块两部分组成。其中设备参数自动化测试系统主要包括测试指标显示与定制，结果显示和数据导出，设备校正，系统设置及PF先衰减补偿等功能；执行测试模块主要包括数据获取和分析、设备参数校准，仪器命令组包、设备参数组包等功能。
数据库的主要功能是存储数据信息，供应用程序调用。由于产品调试过程中系统参数修改频繁，为实现数据存储调用的便捷，数据库采用XML数据库技术实现，便于数据信息查询和修改，以及承载用例标准数据源、测试结果、SCPI指令集、系统配置参数等应用数据。
通信层主要由路由器（或者交换机）及各种线缆为系统与仪表设备之间通信提供物理链路， VISA（Virtual Instrument System Architecture，虚拟仪器系统框架）驱动函数库也属于通信层，它是基于可编程仪器设备的I/o接口库，实现了仪器控制命令开发，使得测试设备可与PC机可通过SCPI控制指令实现实时通信。
3.3 系统执行流程
1、系统功能
射频指标自动化测试系统为用户提供了友好操作界面。操作界面实现功能有：配置管理、仪器校准、上下行指标自动化测试、测试结果处理、设备出厂参数的导出备份。配置信息主要包括串口波特率的选择、频谱仪和信号源的IP地址、被测系统（设备）的测试项目配置。RF线校准完成信号源信号输出射频线衰减补偿和频谱仪信号输入射频线衰减补偿。
2、操作流程
自动化测试系统在本地计算机上运行，可实现仪器的远程自动化控制、测试结果的自动化分析、设备参数的自动化调整。具体实现步骤如图3所示。
在PC机启动自动化测试系统，用户在窗口界面中设置串口、波特率、仪器及设备IP后，选择待测试设备所属通信制式并加载该制式的测试用例。PC机根据用户设置参数发出SCPI指令来设置信号源，信号源将相应信号传送到待测设备。待信号源加载射频信号完成后，频谱仪截取待测设备输出信号并将数据回传给PC机，PC机对回传数据进行分析，判断测试值是否满足相应指标要求，若不满足，则通过与产品对应的系统和模块通信协议进行调整，并循环进行判断、调整，直到符合相应要求。若待测项目在可控范围内不能调整到正确的值，说明是非软件设置导致射频指标参数错误，需要检查该产品的硬件模块或电路元器件。
3.4 系统优势
射频指标自动化测试系通过简化设备测试操作工序，用智能化的检测系统代替传统的工作测试，有效地缩短人工劳作时长，降低设备制造成本。此外，自动测试系统具有友好的人机交互界面，质检和测试人员容易上手，且自动化测试软件提供统一标准指标参数，能够有效的减少人为误差，能够保证测试准确度、效率及产品质量。
四、结束语
射频指标自动测试系统的引入大大提高了测试效率，测试时间大幅度缩短，并减少了人为引入的误差。该系统的设计思路具有一定的代表性，同样适用于其它通信设备自动测试系统的开发与实现，具有很高的实用价值和应用前景。
参 考 文 献
篇8
论文提要：随着国际、国内油气工业的快速发展，特别是天然气工业的飞速发展，用于天然气增压的往复式天然气压缩机组被越来越多的使用，本文通过对L7044GSI/JGD4型往复式天然气压缩机组的控制系统进行分析，简单介绍了控制系统的结构组成与控制功能的实现。
前言
随着国际、国内油气工业的快速发展，特别是天然气工业的飞速发展，一种用于天然气增压的往复式天然气压缩机组（简称机组）被越来越多的用在长输管道增压输送，地下储气库高压注气，油田气举采油，油田天然气回注，煤层气处理，天然气发电，油气处理厂等场合，虽然不同应用场合下的机组的控制系统略有不同，本文通过对哈萨克斯坦KAM油田使用的美国HANOVER公司成撬的L7044GSI/JGD4型往复式天然气压缩机组控制系统WAHLECONTROLSYSTEMS进行分析，简单介绍了控制系统的结构组成与控制功能的实现。
1.机组控制系统概述
机组控制系统（UnitControlSystem，简称UCS）或称机组就地控制系统（UnitLocalControlSystem，简称LCS）通常以就地控制柜的形式安装在机组主撬上或机组主撬附近，由机组供应商成套提供。
机组控制系统主要由过程控制单元、操作员工作站、数据通信接口等构成，通常，过程控制单元采用可编程序逻辑控制器(PLC)，做为人机界面的操作员工作站采用带触摸屏的计算机。因此，机组控制系统实际上是一套以PLC为控制核心，用于机组逻辑顺序控制，PID控制，实时数据处理，报警停机保护，联网通讯的自动控制系统，可完成单台机组及其辅助系统（空冷器系统、仪表气系统等）的控制。机组控制系统自成体系，独立于站控系统（SCS）以外。
UCS自动、连续地监视和控制压缩机组及其辅助系统的运行，保证人身和设备安全。具体来说，该系统至少满足以下性能：根据命令或条件，按预定程序自动完成机组的启动、加载、卸载和停机/紧急停机等操作；在所有工况下执行对机组的保护；在系统故障或误操作的情况下避免不安全的因素发生；在触摸屏上显示各种工艺变量及其它有关参数；提供声光报警；与SCS交换信息；接受SCS的操作命令。
UCS可实现多种操作方式选择，各种操作控制方式之间的切换无扰动且不会导致不安全的因素发生。因此，UCS可实现以下操作方式：就地（LOCAL）人工或自动控制、远程(REMOTE)自动控制(SCS或调度控制中心操作模式)、停机（OFF）。操作方式由安装在UCP上的LOCAL/REMOTE/OFF选择开关确定。就地控制方式优先于远程控制方式。处于停机模式时，不能启动机组，但各种变量/参数仍处于UCS的监视之下。在就地控制时，UCS不接受SCS或调度控制中心的命令，但各种变量/参数仍处于SCS或调度控制中心的监视之下。
ESD（紧急停机）控制命令优先于任何操作方式。无论ESD命令从何处下达及UCS处于何种操作方式，ESD控制命令均能被立即按预定的顺序执行。所有ESD系统的动作将发出闭锁信号，使机组在未接到人工复位的命令前不能再次启动。ESD系统和各种保护系统均设计为故障安全型。
UCS全自动的完成对机组及其辅助系统和相关联部分的监控，如（但不局限于此）：启动/停机顺序控制（包括各个阀门的顺序控制）；负荷控制；动力源控制（如电源等）；速度控制及保护停机；机组机械状态监测及保护停机；紧急停机（ESD）；辅助系统控制及保护；超温、过压控制及保护停机。
2．机组控制系统的结构组成
UCS的硬件组成主要包括可编程控制器（PLC）、就地控制柜（LCP）、就地检测仪表、控制阀门、控制开关、ESD系统以及辅助系统等。
2.1就地控制柜
就地控制柜通常包括触摸屏、开关、按钮、指示灯、24VDC电源等。就地控制柜选用钢质双门或单门标准尺寸柜，门上带安全锁。控制柜配备散热通风、照明等设施。控制柜的设计充分考虑了机柜内部和外部电线/电缆的布线空间。柜内机架与端子排的布置考虑了扩展余地且方便维护、检修，柜内布线全部通过汇线槽，柜下端安装接地母线。控制柜满足所处环境的防爆等级要求。
2.1.1危险区域划分与正压通风
通常情况下，控制柜危险区域划分属于：1类，2区，D组。控制柜内的部件和控制柜本身的结构也必须符合1类，2区，D组的危险区域的要求。控制柜为微正压式，用仪表风吹扫，用于减轻现场环境对柜内部件的损害，用户负责向控制柜提供一个仪表风供气点。
2.1.2控制系统电源需求
用户负责向控制柜提供符合要求的电源：220VAC，1Ph，50Hz。供应商提供24VDC备用蓄电池。蓄电池安装在控制柜内。就地控制柜负责向发动机控制系统提供21.6-30VDC（最大尖峰电压2V，最小电流12Amps），用于发动机控制和点火。同时，向控制面板和末端设备提供16Amps电流，向成套撬装电磁阀提供24VDC。
2.1.3盘装开关、按钮和指示灯
控制柜前面板上安装的开关、按钮和指示灯主要有：控制盘电源开关、启动按钮、停机按钮、指示灯测试/复位按钮、空冷器风扇电机HOA开关、控制盘电源指示灯、机组运行指示灯、准备加载指示灯、测试模式指示灯、预指示灯、空冷器风扇运行指示灯等。
2.2现场仪表
2.2.1成撬安装压力表
成撬安装压力表符合以下要求：用于工艺气的表盘尺寸为4.5″,用于辅助设备的表盘尺寸为2.5″,实体表面，开关表，不锈钢弹簧管、承孔和移动件，双单位显示，钢制脉动缓冲器，1/2″NPT接口。
2.1.2成撬安装温度表
成撬安装温度表符合以下要求：双金属,不锈钢构件，压封，表面调整，钢化玻璃，硅树脂涂层发条，双单位显示，全量程精度1%，3″表盘，1/2″NPT接口。
2.3PLC
2.3.1PLC组成
PLC安装于就地控制柜内，WAHLECONTROLSYSTEMS使用AB公司的SLC500PLC作为控制核心，主要由CPU模块、I/O模块、通讯模块、电源模块、安装附件等构成，采用模块式结构，图1为模块式PLC结构示意图。为保证系统的可靠性，PLC的处理器按热备设计。PLC所选用的模块为带电可插拔型模块，且每块模块带有自诊断功能。PLC系统能够满足所需的热备冗余配置要求。对硬件的地址分配设置、I/O的量化等采用组态的方式完成。
WAHLECONTROLSYSTEMS采用的SLC500PLC主要由1个CPU模块、1个10槽机架、1个7槽机架、2个电源模块、3个16-PT输入模块、2个16-PT输出模块、1个8-PT模拟输入模块、1个4-PT模拟输出模块、1个4-PT模拟输入模块、2个8-PTRTD输入模块、3个8-PTTC输入模块、1个通讯模块、1条通讯电缆等组成。
作为控制系统的核心，SLC500通过专用通讯电缆与MMI（人机界面——触摸屏控制面板）通讯，实现机组的实时监控、参数调整、数据处理等，技术人员还可以通过工程师工作站与SLC500进行通讯，进行相应权限内的操作。
2.3.2SLC5/04CPU模块
SLC5/04CPU模块前面板由一个三位选择开关、三个通讯接口和六个指示灯组成，侧面有存储器模块、电池、跳线设定和铭牌等。图2为SLC5/04CPU模块结构示意图。
图2SLC5/04CPU模块结构示意图
2.3.3I/O模块
⑴模拟输入模块1746-NI8
模/数转换器为16位,共模抑制比100dB,输入相互隔离。模拟量输入模块上有报警限位设定。供给现场两线制变送器24VDC电源由PLC系统提供。输入信号4～20mA或1～5VDC可任选，有源输入或无源输入可任选。
⑵模拟输出模块1746-NO4I
数/模转换器为14位,输出0～20mA或4～20mA信号，具有输出隔离，具有短路保护和断路报警等功能。带负载能力不小于500Ω。
⑶热电阻输入模块1746-NR8
接收现场采用的三线制或四线制热电阻信号。热电阻主要技术特性为：Pt100，α＝0.00385Ω/Ω/℃，100Ω@0℃。
⑷数字量输入模块1746-IB16
数字量输入模块采用光电隔离,工作电压范围10-30VDC，额定输入电流8mA（24VDC），输入与地隔离。现场触点为无源型。所需24VDC电源由PLC系统提供。
⑸数字量输出模块1746-OW16
1746-OW16模块电压范围5-146VDC&5-265VDC，接点容量：电感电路：0.22amps@125VDC，0.58amps@48VDC；电阻电路：1amp@125VDC，1.5amps@48VDC，输出有短路保护且与地隔离。
2.3.4通信模块3150MCM
SLC500采用MODBUS通信模块，能完成不同通信协议间的转换，带有2个Modbus通信接口，通信速度可在300～38400bit/s之间任选，1个TCP/IP接口。
2.3.5电源模块1746-P3
PLC系统向现场二线制仪表回路、无源触点以及继电器提供符合要求的24VDC电源（冗余）。24VDC电源的配电由供货商负责。为模拟量输入、模拟量输出、数字量输入、数字量输出等不同类型的I/O模块提供独立的24VDC供电回路，每个供电回路应设置双刀断路器。
2.3.6安装附件
用于安装可编程序逻辑控制器，包括输入/输出模块等设备的全部安装附件、机架、内部连接电缆（线）、与现场信号连接的端子排等,安装附件按20%的余量设计。
2.4操作员工作站
供货商为机组配备1套操作员工作站。操作员工作站即控制柜的控制面板。操作员工作站是操作人员与控制系统的人机界面，操作员通过它可详细了解运行情况，并可下达操作控制命令，从而完成对机组的监控和管理。
操作员工作站将直接与PLC交换数据，它具有数据采集及处理、实时及历史数据的管理、动态工艺流程及其他图形的显示、报警/事件管理、报表生成及打印等功能。在远控模式时，关闭操作员工作站不对UCS的信号传输、运行有任何影响。
2.5发动机控制系统—ESM®
ESM®是发动机总体管理系统，行使点火控制、速度控制、爆燃检测、起停控制、故障诊断、故障记录和报警停机等功能。
ESM®控制发动机启停的逻辑框图如下图3-图5：
图3启动逻辑框图
图4停机逻辑框图
图5紧急停机逻辑框图
1.5触摸屏
WAHLECONTROLSYSTEMS采用的触摸屏为AB公司的PanelView1000+触摸屏，带有RS232串口通讯口、USB接口、TCP/IP接口、DH485、DH+等接口。
4．控制系统软件
为完成机组控制任务，机组控制系统配备了如下软件：
4.1PLC程序编程软件
SLC500采用RSLogix500编程软件。
4.2PLC用户通讯软件
SLC500采用RSLinx通讯软件。
4.3MMI组态软件
PanelView1000+采用PanelBuilder32组态软件。该软件具有强大的图形编辑、显示功能，具有支持三维图的编辑、显示能力。支持多窗口显示及动态画面显示。具有通信管理、数据库管理、动态和静态画面编辑、文本编辑、在线帮助、实时趋势编辑显示、历史趋势编辑显示、报警管理、事件管理、报告管理、打印等功能模块。
篇9
关键词：远程开放教育；工科；毕业设计
中图分类号：G728 文献标识码：A
毕业设计是远程开放教育工科的一个重要实践教学环节，既是学习深化和升华的重要阶段，也是学生向具有较高职业技能的应用型人才转变的重要过渡阶段。近年来，随着普通高校持续扩招，远程开放教育学生入学素质不断下降，远程开放教育工科毕业设计质量也呈现出下滑的趋势。如何采取有效措施来提高毕业设计质量，对于保证和提高远程开放教育工科的教学质量具有重要意义。
一、影响毕业设计质量的主要因素
（一）毕业设计的选题不当
选题与学生的职业没有关联或适用性不强，学生对课题研究的目的和用途产生迷茫，从而产生懈怠情绪。选题陈旧或学生对选题不感兴趣，缺乏研究的主动性。课题的难度过大，学生感到无从下手而产生畏难情绪，进度难以保证。课题过于简单，难以激发学生对课题进行深入研究的兴趣，在部分学生中存在简单应付或抄袭他人的现象。
（二）教师投入精力不足
部分教师对毕业设计不重视，责任心不强，投入的时间和精力不足，与学生的沟通缺乏主动性，指导走过场；不重视对开题报告的指导，学生的开题报告质量不高，设计带有一定的盲目性，设计效率低；疏于指导，把毕业设计看作是学生的任务，只管开题与结尾，平时对学生要求不严、督促不力，最后，要么敷衍了事，要么简单包办。有的答辩走过场，没有按教学标准来衡量学生的学识水平，不论答辩情况如何，一律放行。
（三）教师指导不力
有的教师指导缺乏针对性和启发性，难以获得学生的有效反馈，师生沟通不畅，学生无法自己解决问题，只好依赖教师手把手的指导。部分教师未能开展切实有效的远程指导，使得部分学生由于缺少指导而难以提高毕业设计质量。有的教师未能及时地发现并纠正学生出现的错误，学生只好将错就错。部分教师专业素质不高，缺乏工程实践经验，指导学生时，理论上不够深度，技术上不够实用。
（四）学生重视不够
部分学生对毕业设计的作用和意义认识不足，对毕业设计不重视，认为毕业设计只不过是练练手，走走形式，混过去就万事大吉，在遇到问题时不是想办法去解决，而是消极等待，过分依赖指导。有的缺乏学习动力，学习热情不高，主动性不强，作风拖拉，设计进度和设计质量难以保证。
（五）学生基础知识不扎实
部分学生的基础知识不扎实，不能把各科知识融会贯通，分析和解决实际问题的能力较低；有的对工程设计的基本常识和方法没有很好的掌握，动手能力差，上手较慢，设计中易走弯路，设计效率低；有的论文写作能力较差，论文格式也不规范，论文质量不高。
（六）学生投入的时间与精力不足
远程开放教育的学生一般为在职人员，由于工作、家庭和生活上的压力以及学习态度等原因，部分学生投入毕业设计的时间和精力不足，使得实际的设计工作量不能满足设计任务的需要，毕业设计难以出精品，甚至有的学生无法完成设计任务。
（七）过程管理不规范
教学的时空分离给监控带来了一定的难度，指导方式的多元化也给管理带来了新的问题。设计过程监控不力、赏罚不明、管理缺位是毕业设计质量难以提高的重要因素。管理制度不完善，师生行为随意性较大，使得毕业设计的各环节及其监管形同虚设，学生对毕业设计漫不经心，教师指导流于形式。
二、提高毕业设计质量的应对策略
（一）强化制度保障
制定和完善毕业设计的规章制度，为毕业设计提供科学的行动准则和依据。用规范化的文件形式将毕业设计的时间安排、工作程序、论文格式、指导教师及学生的任务、各阶段的评价标准，以及对选题、指导、答辩等环节的要求做出明确的规定，同时，对过程管理也予以界定和说明。用规章制度对师生的毕业设计进行指导、激励和约束，并明确规定相关人员的工作方式方法和职责，使毕业设计工作制度化、程序化，杜绝了师生在毕业设计中的随意性，并使相关人员有目标、有压力、有动力，为提高毕业设计质量提供良好的运行和管理机制。
（二）合理选择指导老师
指导教师应由责任心强、教学水平高、实际经验丰富，并具有中级以上专业技术职称、或具有硕士、博士学位的教师来担任。对指导教师实行动态管理，把专业素质高、责任感和指导能力强的专兼职教师不断充实到指导教师队伍中，并将不称职者调离指导教师岗位。在远程开放教育工科毕业设计中，那些对学生具有爱心、热心、耐心、细心和信心的指导教师，往往能指导学生做出高质量的毕业设计。“五心”教师具有崇高的职业道德和奉献精神，是大家学习的榜样，也是选择指导教师的理想标准和指导教师不断提高修养、完善自我的追求目标。
（三）提前进行动员和选题
提前一学期进行毕业设计组织动员和选题，学生可提前进入毕业设计的准备工作，使毕业设计有更充足的时间。毕业设计的成败在于学生能否以认真、严肃的态度对待毕业设计[1]。通过毕业设计动员，使学生充分认识毕业设计的重要性，了解毕业设计的规章制度，并使学生清楚毕业设计的要求和工作流程，从而使学习成绩优秀的学生有勇气承担较高难度的课题，同时，也使学习成绩稍差的学生能克服畏难情绪，树立按时保质保量完成毕业设计的信心，为毕业设计的顺利开展奠定基础。
（四）贯彻科学选题
好的选题是成功的一半[2]。选题要体现专业培养方向和专业特点，要有利于学生综合运用所学知识（涉及课程须三门以上），提倡“真题真做”，鼓励师生结合工作岗位实际选题，使课题紧贴实际工程需求，并具有一定的实用价值；模拟课题应具有工程背景和实际意义，要做到“真题假做”或“假题真做”。教师提出的备选课题应多样化、层次化，便于因材施教。课题难度和工作量要适当，应使学生在规定时间内经过努力能完成全部内容。要根据学生的兴趣和爱好来选题，此外要杜绝学生选题的盲目性和随意性，使每个学生都能选到适合自己的课题。
（五）重视开题工作
良好的开题可使学生设计思路清晰，避免盲目性和消极等待，少走弯路，有效提高毕业设计质量和设计效率。开题报告的质量对于最终成果至关重要，甚至可以说好的开题报告是设计(论文)成功的一半，因此教师对于学生撰写开题报告的指导工作是非常重要的[3]。远程开放教育的教学时空分离和学生自主学习方式，使得毕业设计尤其需要利用开题来对课题进行论证和设计。为此，提前一学期进行开题，使学生有较充足的时间查阅资料和撰写开题报告。教师要对学生的设计方案、技术路线等的可行性、先进性以及是否贴近工程实际等进行严格审核把关，开题报告审核通过后才能开始毕业设计工作。
（六）注意激发学生的学习动机
学习动机是有效地进行学习的前提[4]，教师应采取有效措施来引发和形成学生的学习动机并不断加以强化。教师应指导学生根据个人的情况来选题，以增强学生对毕业设计的信心和兴趣；要关心学生，加强与学生的情感交流，尽可能满足学生的需要，使学生更加专心于毕业设计；指导要循序渐进，由浅入深，对学生的进步要及时表扬和鼓励，不断增强学生的成就感和自信心；建立良好的师生关系，以民主、平等的态度对待学生，良好的师生关系是教师开展教学指导的基础，当学生被教师的修养和人格魅力所吸引时，学生对教师的兴趣会迁移到教师所教授的内容上，从而提高指导效果和毕业设计质量。
（七）加强指导的针对性和启发性
加强指导的针对性和启发性，是提高指导效率和效果的重要途径，也是提高毕业设计质量的重要手段。由于每个学生的学习基础、学习能力、设计课题和遇到的问题均不相同，教师只有根据学生的具体情况，进行个性化和针对性的指导，才能有的放矢，取得好的指导效果。对于学习基础相对较差的学生，要循循善诱、耐心细致地去进行引导，让学生尽快上手，切忌对学生急躁和不理睬；对学习基础较好的学生，要适度拓展学生的知识面，加强对他们创新能力的培养。要加强设计现场的指导，进一步提高指导的针对性。应多采用启发式的指导，充分调动学生的主观能动性，培养学生独立思考、自主分析和解决问题的能力。
（八）加强远程指导
突出远程教育特色，加强远程指导，是保证毕业设计质量的重要手段。与学习者建立个人联系，是激发学习者动机和促进其进行学习的前提，这可以通过非接触性通信来实现[5]。远程指导虽说没有当面指导那么直观方便，但它仍是加强师生交流、弥补面授指导缺失、促进毕业设计顺利开展的重要手段。此外，工科在计算机与网络技术上的优势，有利于远程指导的开展。所以，指导教师除了要安排定时的面授指导外，还应充分利用现代通信技术和现代教育技术来开展切实有效的远程指导。远程指导多采用电话、BBS、Email和QQ等方式进行。在远程指导中，可利用语音对话、视频聊天、远程控制、截图、录屏、数码摄影摄像、文件传送等技术手段来增加师生交互的信息量，以便提高远程指导的效率和效果。
（九）强化过程监控
1.强化对教师的监控，提升教师的责任感
组织教师进行毕业设计专项培训，提高教师的责任感和使命感。对教师的监控采取定期、不定期检查或抽查方式进行，检查内容包括检查设计进度、查看指导登记表、召开学生座谈会、听取学生信息员情况汇报等，并采用量化的过程检查评价指标对教师的指导过程、师生关系及指导效果进行评估，发现问题及时采取有效措施纠正偏差，促使教师将压力转变为动力，认真做好毕业设计指导工作。
2.强化对学生的监控，提高学生的主动性
对毕业设计质量影响最大的因素是学生自身的因素，因为他是能动的进行毕业设计的直接责任人[6]。指导教师每周检查一次学生的毕业设计，每月进行一次阶段性检查。对未能到校的学生要及时进行远程检查，督促学生按进度计划和质量要求进行设计，杜绝学生弄虚作假或抄袭他人。管理人员通过执行各种审核制度以及进行定期、不定期抽查的方式来对学生的毕业设计进行监控，进一步规范学生的毕业设计过程。
3.强化对关键环节的监控，保证毕业设计顺利开展
认真做好毕业设计初期、中期和后期3个关键环节的阶段性检查工作，初期重点检查教学保障、组织管理、设计选题、任务安排、开题质量等内容；中期重点检查设计进度、教风、学风等内容；后期重点检查毕业设计的质量和答辩情况等内容。对关键点的检查采取指导教师对学生检查，管理人员对指导教师检查和对学生抽查、专家对毕业设计质量抽查的方式来进行。指导教师要认真检查、严格要求，管理人员要督察及时、管理到位。对于发现有问题的师生，要进行批评教育，对于有重大失误问题或有责任事故的人员，按责任事故处理制度进行处罚。
（十）规范答辩环节
毕业答辩是保证毕业设计质量、给师生施加压力和动力的一个重要手段。毕业设计的答辩和成绩评定是否科学、严格和公正对毕业设计有着较强的导向作用。为了使答辩和成绩评定公平、公正，应制定科学、合理、操作性强的毕业设计答辩评价标准，规范答辩过程，减少人情分，并用民主的方式确定最终答辩成绩。参加评优的学生必须进行公开答辩，其他学生则参加分组答辩。通过答辩可以检验学生毕业设计的质量，考查教师的指导水平，考核学生的综合能力，同时还可杜绝抄袭现象。
三、结语
毕业设计质量的高低是衡量远程开放教育工科教学质量的重要指标，是学校办学水平和综合实力的体现。近年来，尽管在毕业设计中还存在着一些不利的影响因素，但实践证明，只要高度重视毕业设计，在毕业设计过程中，严格遵循远程开放教育和工科教育的教学规律和特点，加强过程管理和监控，有效地调动师生的积极性和主动性，就一定能克服不利因素，不断提高毕业设计质量。
参考文献
[1][2][6]许军,孙彩敏.影响大学生毕业论文质量的因素探讨[J].防灾技术高等专科学校学报,2004,(3).
[3]马敬峰.论本科毕业设计(论文)教学质量评价体系的构建[J].中国大学教学,2007,(6).
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关键词：实验资源；网络开放；创新
中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号：1673-8454(2012)03-0024-04
一、引言
实验室在培养大学生的实践动手能力、理论联系实际能力、开拓创新能力和提高大学生综合素质等方面起着举足轻重的作用。实验室资源作为高等学校的核心资源之一，不仅是学校办学实力的标志，也是高校教学水平、科研实力的重要体现。近年来，高等学校实验室建设的投入、规模、效益和水平都有显著提高，但在实验室内涵建设上还远远不够，实验室资源建设也存在很多问题。(1)实验资源尚未形成体系：各个实验教学资源分隔，独立成块。没有构成相互支撑、相互融合的数字化实验资源体系。(2)实验资源开发深度不够：多元化高等教育培养模式。对实验资源配置提出了多元化、多层次建设的要求。目前本科教育优质实验资源短缺，实验资源信息化程度不高。实验教学示范中心网站上的数字资源不够丰富、形式单一、交互性实验偏少。还远远不能满足现代工程教育的要求。信息技术在数字实验资源建设的应用还有待进一步研究。(3)实验资源的开放共享程度不够：以浅层面的共享居多，具体表现在，观摩学习多，缺少深层次共同研究的交流；共享项目范围窄，参与学生人数较少；实验资源共享的优势没有完全体现。(4)实验资源管理水平有待进一步提高：目前实验资源管理主要是针对本单位、本学科的发展需求，对实验室进行管理。随着实验室开放共享的需求，各个单位实验资源重复配置及部分实验资源稀缺的现象同时存在。
以新一代信息技术为手段，实行优质实验资源开放共享是实验室管理工作中非常重要的一项，其本质是将实验教学从以学校、教师为中心转移到以学生为中心。进行个性化自主教学，为培养工程创新人才提供优质服务。
二、多元一体化优质开放实验资源体系的设计
以“工程化、信息化、多元化、融合创新”为实验室建设理念，以“提高学生现代工程意识和实践创新能力”为目标，进行优质实验资源库和虚拟交互实验平台的开发，构建学校层面优质实验资源体系。该体系由优质实验资源库、数字化实验室、学生创新工作室和实验成果展示与交流平台四个模块组成。
如图1所示，以学科为线索，以“点”递进到“线”，从基础实验、专业实验到综合实验、创新实验循序渐进；采用“集束化”策略。即从各学科专业基础实验中提炼支撑专业的知识束与支撑工程技术的知识整合成知识链，由“线”贯穿成“面”，形成与工程能力直接对接的校内跨学科综合实验资源库。精选国内外优质实验项目资源和校内综合实验资源共同构成优质实验资源库。以新一代信息技术为手段，改革实验教学模式，建设企业合作平台资源以及实验成果与企业和市场交流对接窗口，将“面”构筑成“资源丰富、形式多样、相互支撑、融合创新”的多元一体化实验资源体系。建立连接校内实验室、校外实验室和产业之间的平台。
1.建设优质实验资源库
(1)校内优质实验资源库建设
在学校2个国家级实验教学示范中心、10个省级实验教学示范中心、1个教育部工程研究和10个省级重点实验室网站基础上，利用信息化手段，进行优质实验资源项目筛选与开发。同时通过网络实现开放共享，为数字化实验室提供支持。主要包含视频点播系统、数字化实验教程、实验技术应用案例、集成化的专业实验资源数据库等。
1)视频点播系统：主要包括典型实验教学视频点播、仪器操作与应用视频点播和实验建设成果介绍等模块。“典型实验教学视频点播”根据典型实验内容制作教学视频，方便学习者上课前预习、课后复习等。由于学习者经过预习已把实验基本知识掌握，方便教师开展创新型、个性化的实验教学，大大提高了实验课堂效率。仪器操作与应用视频点播主要针对大型仪器操作复杂，非专业人士需要经过相关学习才能正确和安全地使用。学习者使用共享仪器前通过该系统可以预先了解仪器设备的操作规程、使用方法和应用实验案例，在实验室使用仪器操作过程中也可随时点击该系统及时查询以获得帮助。实验建设成果介绍主要介绍各个实验室及实验中心的建设成果。便于外校和企业了解学校实验室情况，也扩大了学校实验室的影响力。
2)数字化实验教程包括：网络教程、电子教案和实验教材等，学生可随时随地通过网络进行实验课程的学习，不但可方便学生预习和复习实验课程，丰富的网络教程和实验教材也扩大了学生的知识面，有利于学生自主学习。
3)实验技术应用案例：包含仪器设备的开发、实验项目开发等案例。如开发无线通信组网实验平台，给高校电子通信类学生提供一种了解接触无线通信核心技术的实践平台。通过计算机和该实验平台可以简易地进行节点功能的配置、节点工作状态查询、网络拓扑结构设计、网络通信状态查询、通信速率统计、无线中继传输观测等功能，利用两个或多个节点可以完成简单和较为复杂的一些通信演示和实验。同时利用无线通信组网实验平台，还能够开设一些开放型创新实验。如无线段距离遥控实验、无线温湿度监控实验、无线传感器网络实验、无线MESH组网实验和无线抄表数传实验等。
4)集成化的专业实验资源数据库：专业综合实验应用系统相对应的是集成的专业实验资源数据库。首先，实验资源数据库具有仿真性。通过大量基本实验项目(单项实验)组合就构成了一个完整的业务循环，能够反映真实完整的业务过程。其次。实验资源数据库具有综合性。在实验完成后产生大量信息。这些信息可以进一步进行加工、处理、输出。而在这个“深加工”的过程中，就可以把相关的知识融会贯通。再次。实验资源数据库具有灵活性。实验数据库可以根据不同专业的模式、方法及新型业务层出不穷对这些单项实验项目适时更新，可以对原始实验数据进行相应的调整，保障实验内容与实际业务不脱节，灵活地适应模式及方法的变化。如建立高度集成的会计实验资源数据库，即在虚拟服务器端建立一个大型的会计实验资源数据库。这个实验资源数据库不是简单的习题库或是案例库。而是由大量基本实验项目(单项实验)构成，这些单项实验按照会计专业知识点进行设置，内容包括6大会计要素(资产、负债、所有者权益、收入、费用和利润)的会计处理和会计报表(资产负债表、利润表、现金流量表)的编制；另外，还包括一些特殊但在实务中较为常见的会计业务。如合并财务报表、外币业务、非
货币性资产交换、债务重组、租赁、衍生金融工具等。
(2)收集国内外优质实验资源并进行分类建设。
通过浙江省高校实验室工作研究会和浙江省实验室建设指导委员会与省内高校交流实验室建设与管理经验。采集优秀实验项目资源。通过国内外考察及网络平台，收集国内、国际优秀实验资源，并进行分类整理，供校内教师学习和参考。
2.开发数字化实验室。建立远程虚拟交互实验平台
数字化实验室作为实验室教学的完善和补充，一方面可以解决目前教学经费紧张、实验设备不足、课程学时少和讲授内容多的矛盾，另一方面可以提高教学效果，提高学生的学习兴趣和积极性。理解和掌握实验内容，在一定程度上可以替代部分实验内容，除此之外还有利于各高校之间的教学资源共享。本课题基于多媒体计算机技术、仿真技术、虚拟现实技术与网络技术，以自主学习、合作学习为主要实验方式，开发数字化实验室。主要包括网上实验室浏览、虚拟仿真实验、远程控制实验、学生创新工作室、实验交流等模块。虚实结合建设基于网络的数字化实验教学中心。
(1)网上实验室浏览
利用虚拟现实等技术，对学校部分典型实验室进行可视化三维虚拟场景的开发，师生点击该系统犹如身临其境地参观浏览实验室。
(2)虚拟仿真实验
仿真技术已成为一种国际公认的高效现代化教学手段。利用仿真技术和多媒体技术，开发形象生动的虚拟仿真实验。提高学生学习的兴趣。通过将不同模块的相似知识点有机地集成在一个虚拟仿真实验环境中，并建立知识点之间的有机联系和区别，加深对该定理的理解，从而更好更准确地应用知识、训练思维和锻炼实践能力和工程思维。如通过具体的实例开发电路基础的综合性虚拟实验。即在MULTISIM软件下仿真不同电路分析模块中(直流电阻电路、正弦稳态交流电路、耦合电感和变压器电路、信号调理电路、通信电路)最大功率传输的不同实现情况和特点。
(3)远程控制实验
目前国内大部分高校都是让学生到实验室完成实验，规定的时间内，如学生不能完成实验必须拖延时间或者留到下次课再接着做，这样直接影响了教学效果。虽然有些硬件实验可以利用软件仿真来实现。但不适用在实时性要求很强的应用系统中。另外实际实验中出现的各种误差、元件故障等情况在虚拟实验中无法体会。采用软件模拟和实际硬件电路操作相结合的方法开发远程实验项目，即学生利用软件来对硬件操作，通过网络为用户提供实时的远程实验服务。如搭建单片机远程实验系统，通过采用大规模集成电路FPGA为实验核心芯片。以FPGA和CPLD为控制手段免插线，以通用USB接口和JTAG接口相结合的通信方法，再以网络为媒介，利用软件来控制硬件，达到和在硬件设备上做实验一样的效果。并在此基础上构建完整的单片机实验体系，遵循由易到难、循序渐进的方式，逐步引导学生从按部就班到自主设计并鼓励创新。
3.建立学生创新工作室
学生创新工作室是教学研究和探索过程中，对常规教学的引申和延续，是创新教学模式的体现。基于网络的学生创新工作室，作为实体创新实验室的拓展和补充，为学生开展实践创新活动提供了新的途径。
(1)创意交流社区
创意交流社区经常企业及学校科研项目的信息和学生实践项目的构思，企业、教师、学生可在该社区中充分交流。学生根据网上的项目信息挑选感兴趣的课题，该课题经过不断修改和完善、学校专家组评估通过后即可立项开始实验。同时邀请企事业单位前来挑选立项实验项目的创意，进行校企合作，让学校成为企业的科研场地。社会创意人才的输送站。
(2)创新实验项目讨论区
经过创意交流立项的实验项目，大多都是和企业社会项目、教师科研项目等密切相关的。学生工作室按照创新实验项目分专题设置虚拟工作室进行实验交流与讨论，包括项目负责人网络招聘项目组成员，实验资料上传和实验难题讨论等，创造了一个能较好培养学生的团队协作能力、交流沟通能力和创新能力的网络实践环境。
(3)开源项目社区
成功的开源项目是众多优秀开发人员的智慧结晶，包含了他们的最佳实践经验。对合适的开源软件项目进行改造形成教学项目用于教学，具有不可比拟的优势。实验项目立项后，可在开源社区招聘研发团队，参与开源项目的开发。这个开源项目社区可以对所有项目的开发过程进行管理，并可对学生进行能力考评。开源项目包含开源软件项目和开源硬件项目，通常采用的是通用公共许可证协议，即GPL(General Public License)协议。开源项目由于开放项目源代码、资料为学习者提供了广阔的学习和研究空间，为教育提供了极好的先决条件和素材。
4.实验成果展示与交流平台
实验成果展示与交流平台将及时学生优秀实验成果，建立学生创作成果与企业、市场交流对接窗口。该平台一方面邀请企事业单位前来挑选人才。为毕业生提供更多的就业机会；另一方面通过开放办展回馈社会，一些企业人员如看重学生的作品。则希望与学生和学校洽谈合作，将学生的作品投入批量生产，成为产品。
该平台将申请专利、软件著作权的程序及论文写作指南到平台上，鼓励学生实验作品申请专利、软件著作权、等，为学生的创意“保驾护航”。
三、基于网络管理系统，实现实验资源的开放共享
数字化资源需要通过基于网络的管理系统才能更好地发挥作用。目前我校实验室开放共享管理系统已进入后期安装、测试与完善阶段，该管理系统主要由信息实时采集硬件系统和信息管理系统组成。利用无线传感网络技术、射频识别技术和现代网络技术等，对实验室及仪器设备的使用情况进行数据采集、传输、统计和信息化管理，具有实验室资源信息化管理、产学研资源集成展示、实验室与大型仪器任务管理、实验室与大型仪器使用过程管理、实验室与大型仪器自助收费管理、实验室与大型仪器统计与报表等功能模块，如图2所示。平台技术体系由学校、学院、实验室三层结构组成。三级网站结构相似，三层数据统一。在共性基础上发挥校园网优势和实验室每个独立部分的主动性。建设个性化的实验资源，最大限度地体现优质资源共享。
目前我校优质开放实验资源依托实验室与大型仪器管理网络平台从学院测试进入由点到面、由局部到整体的全面实施阶段。对实验资源开放共享氛围的形成、开放教学模式的形成及学生从事实验活动积极性的提高等发挥了积极作用。
参考文献：
[1]田曙坚，王岩等.实验教学中心信息化建设的认识与探索[J].实验室研究与探索，2010，29(9)：92-94.
[2]贾申利，杨帅等.高校实验室资源共享与人才培养的关系[J].实验室研究与探索，2009，28(5)：14-15.
[3]李津石.建设实验教学示范中心构筑创新人才培养平台[J].中国高等教育，2009(6)：14-16.
