專利名稱：一種基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程電子電路實(shí)驗(yàn)方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程電子電路實(shí)驗(yàn)方法及系統(tǒng)。屬于計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
大學(xué)的電類專業(yè)的學(xué)生分別要進(jìn)行電路與系統(tǒng)、模擬電子電路、數(shù)字電子電路等多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，平均要完成100學(xué)時(shí)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。電子電路實(shí)驗(yàn)室是電子信息、計(jì)算機(jī)、電氣工程、機(jī)電一體化等學(xué)科的重要教學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施。掌握基本電子電路實(shí)驗(yàn)技能、通過實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)電子技術(shù)和工程電子儀器使用操作技術(shù)，是上述學(xué)科的重要學(xué)科培養(yǎng)目標(biāo)。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，EDA技術(shù)正在成為電子技術(shù)的基本研發(fā)工具，也是教學(xué)的基本內(nèi)容。但EDA技術(shù)提供的是一個(gè)完善的工具，要求具有專業(yè)技術(shù)背景才能使用，而本科學(xué)生在學(xué)習(xí)電子電路有關(guān)課程時(shí)并不具備相應(yīng)的專業(yè)技術(shù)背景，恰恰相反，學(xué)生正是要學(xué)習(xí)使用EDA工具時(shí)所必須具備的知識和技術(shù)。同時(shí)，EDA工具提供的是一個(gè)計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算結(jié)果，其結(jié)果同真實(shí)的電路實(shí)驗(yàn)有一定的差異。基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程電子電路實(shí)驗(yàn)室以真實(shí)的實(shí)驗(yàn)電路為基礎(chǔ)，通過遠(yuǎn)程控制和多人共享，實(shí)現(xiàn)向網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)要時(shí)間、要空間、要設(shè)備的目的，這正是遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)室的生命力所在。
根據(jù)教學(xué)的實(shí)踐和專利查詢的結(jié)果，現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)教育方法大致有兩種1、以EDA軟件為基礎(chǔ)，通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程操作實(shí)驗(yàn)，此種方法可進(jìn)行大多數(shù)的電子電路實(shí)驗(yàn)。
此種方法以《教育技術(shù)研究》雜志中解放軍電子工程學(xué)院電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)中心李東升的文章《網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的遠(yuǎn)程電子實(shí)驗(yàn)中心建設(shè)》一文為代表。此種方法的實(shí)現(xiàn)以EDA軟件為基礎(chǔ)，通過服務(wù)器-客戶端的方式，使學(xué)生可以遠(yuǎn)程利用EDA軟件進(jìn)行電子電路實(shí)驗(yàn)(比如模擬電路實(shí)驗(yàn)等)，同時(shí)通過制作一些電子課件，使學(xué)生能夠遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)的過程。
此種方法的最大缺點(diǎn)是使用各種仿真軟件和計(jì)算機(jī)動(dòng)畫來完成實(shí)驗(yàn)，實(shí)際上是完成了實(shí)驗(yàn)的軟件仿真，實(shí)驗(yàn)結(jié)果由軟件計(jì)算得到，沒有或很少真正實(shí)驗(yàn)硬件儀器的參與。采用遠(yuǎn)程的方式只是遠(yuǎn)程運(yùn)用計(jì)算機(jī)的軟件。
2、以計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)為主體，進(jìn)行一些專門的遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)。
此種實(shí)驗(yàn)以發(fā)明專利《計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程遙控實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及其實(shí)驗(yàn)方法》(申請(專利)號01132202.0)為代表。此種實(shí)驗(yàn)方法重要針對計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)和部分的通信實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)方法為通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)對連接在服務(wù)器上的智能儀器進(jìn)行編程，控制從而達(dá)到實(shí)驗(yàn)的目的。
此種實(shí)驗(yàn)方法的缺點(diǎn)在于通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)只能對相應(yīng)的智能儀器進(jìn)行操作，完成的實(shí)驗(yàn)種類較少，且局限性較大。此種方法可遠(yuǎn)程的控制部分智能的儀器，不能遠(yuǎn)程控制真實(shí)的電子電路實(shí)驗(yàn)電路，沒有實(shí)際電路的使用，沒有多人同時(shí)共享實(shí)驗(yàn)儀器的可能，只是完成了一些儀器的遠(yuǎn)端控制。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程電子電路實(shí)驗(yàn)方法及系統(tǒng)。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
一種基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程電子電路實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)有客戶端程序裝置、服務(wù)器程序裝置、硬件設(shè)備等。
硬件設(shè)備包括A)一臺服務(wù)器及相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備；B)一臺Agilent 54645D數(shù)字示波器(服務(wù)器通過GPIB接口控制)；C)一臺Agilent 33120A信號發(fā)生器(服務(wù)器用RS232串口控制)；D)一臺專用實(shí)驗(yàn)箱(與服務(wù)器采用RS485通信)；E)若干臺Pc終端(與服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)連接)；客戶端程序裝置提供了遠(yuǎn)程操作儀器、組合實(shí)驗(yàn)電路的用戶界面，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操縱、控制測試儀器和電路，客戶端程序裝置有函數(shù)發(fā)生器部分程序裝置，示波器部分程序裝置，實(shí)驗(yàn)電路部分程序裝置；函數(shù)發(fā)生器部分程序裝置模擬A33120A函數(shù)發(fā)生器部分的基本功能，并產(chǎn)生控制指令。
示波器部分程序裝置模擬HP54645D示波器的基本功能，并產(chǎn)生控制指令。實(shí)驗(yàn)電路部分程序裝置提供實(shí)驗(yàn)電路的操作界面，完成電路的選擇和設(shè)置；服務(wù)器程序裝置(1)接收客戶端發(fā)送的登錄及發(fā)送來的控制操作命令信息，并把它們存放在數(shù)據(jù)庫中；(2)執(zhí)行數(shù)據(jù)庫中存儲的命令，并把執(zhí)行結(jié)果存入到數(shù)據(jù)庫；(3)把數(shù)據(jù)庫中的結(jié)果發(fā)送給用戶。
一種基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程電子電路實(shí)驗(yàn)方法，實(shí)現(xiàn)的步驟有；步驟1服務(wù)器和遠(yuǎn)端客戶端程序打開，系統(tǒng)硬件連接。
步驟2遠(yuǎn)端客戶端程序登錄，選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，向服務(wù)器端發(fā)送儀器和實(shí)驗(yàn)的控制指令。
步驟3服務(wù)器接受到命令后，按接受的順序存儲到服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫；
步驟4服務(wù)器根據(jù)數(shù)據(jù)庫中各表格的命令，分別發(fā)送命令到信號發(fā)生器、實(shí)驗(yàn)箱和示波器，步驟5信號發(fā)生器和示波器接到控制命令后完成儀器的真實(shí)設(shè)置；步驟6實(shí)驗(yàn)箱接到命令后，利用電子開關(guān)的相應(yīng)設(shè)置完成學(xué)生在客戶端完成實(shí)驗(yàn)的具體連接；步驟7服務(wù)器端將實(shí)驗(yàn)的真實(shí)結(jié)果發(fā)送到遠(yuǎn)端客戶端步驟8遠(yuǎn)端客戶端將實(shí)驗(yàn)結(jié)果波形顯示在軟件示波器上。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1、通過信息網(wǎng)絡(luò)把電工電子實(shí)驗(yàn)室擴(kuò)展到網(wǎng)絡(luò)終端，學(xué)生做實(shí)驗(yàn)不再受時(shí)間和地點(diǎn)的限制，極大地提高了實(shí)驗(yàn)室的空間。
2、通過網(wǎng)絡(luò)共享，極大地提高了儀器設(shè)備的利用率。目前實(shí)驗(yàn)室的儀器有效利用率比較低，例如信號源和示波器，每組儀器在一個(gè)實(shí)驗(yàn)中的實(shí)際利用時(shí)間僅占全部實(shí)驗(yàn)時(shí)間的5％左右(實(shí)驗(yàn)過程中真正觀察儀器的時(shí)間)，卻難以滿足學(xué)生隨時(shí)用儀器設(shè)備的要求。通過網(wǎng)絡(luò)共享，學(xué)生在任意一個(gè)聯(lián)網(wǎng)終端上都能在需要的時(shí)候隨時(shí)使用操作儀器設(shè)備。一套實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備可以同時(shí)提供給10名以上的學(xué)生使用，實(shí)驗(yàn)儀器的利用率可以提高20倍以上。同時(shí)，也有利于精密和高檔電子儀器在教學(xué)中的使用。
3、遠(yuǎn)程電子電路實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)提供的是電子電路實(shí)驗(yàn)的真實(shí)連接和實(shí)際結(jié)果，而不是理想條件下的仿真結(jié)果。
4、遠(yuǎn)程電子電路實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)連接了多種智能儀器和專用的實(shí)驗(yàn)箱，學(xué)生可通過網(wǎng)絡(luò)真實(shí)控制儀器和實(shí)驗(yàn)箱中的真實(shí)電路，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
5、基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程電子電路實(shí)驗(yàn)可允許多人同時(shí)在線控制使用同一套實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
圖1是本發(fā)明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是客戶端程序的流程圖。
圖3是服務(wù)器端軟硬件實(shí)驗(yàn)流程圖。
圖4是客戶端軟件儀器控制界面圖。
圖5是客戶端實(shí)驗(yàn)電路控制界面圖。
圖6是實(shí)驗(yàn)箱電路主控結(jié)構(gòu)框圖。
圖7是實(shí)驗(yàn)箱電路插卡結(jié)構(gòu)框圖。
圖8是波形圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1在圖1、圖6中，整個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可以分為三部分客戶端程序、服務(wù)器程序、服務(wù)器及所控制的硬件設(shè)備，包括實(shí)驗(yàn)儀器箱和可以程控的示波器(型號為Agilent公司的A54645D)及信號發(fā)生器(型號為Agilent公司的A33120A)。
遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的硬件設(shè)備包括1.一臺服務(wù)器及相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備；2.一臺A 54645D數(shù)字示波器(服務(wù)器通過GPIB接口控制)；3.一臺A 33120A信號發(fā)生器(服務(wù)器用RS232串口控制)；4.一臺實(shí)驗(yàn)箱(與服務(wù)器采用RS485通信)；5.若干臺Pc終端(與服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)連接)；客戶端程序具有信號發(fā)生器、示波器軟件操作界面，和26個(gè)包括電路與系統(tǒng)和模擬電路實(shí)驗(yàn)界面。儀器的操作界面同服務(wù)器端的真實(shí)儀器面板一致，實(shí)驗(yàn)界面包括的實(shí)驗(yàn)電路在服務(wù)器端的實(shí)驗(yàn)箱中都有真實(shí)的實(shí)驗(yàn)電路。使用者對軟件中儀器的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，對相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行連接，軟件對信號發(fā)生器、示波器、實(shí)驗(yàn)電路的操作信息轉(zhuǎn)換為命令數(shù)據(jù)，并通過Internet將之發(fā)送到服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫中。
如圖3所示，服務(wù)器程序?qū)γ總€(gè)用戶的操作數(shù)據(jù)采用分時(shí)的方法進(jìn)行處理。在當(dāng)前用戶的實(shí)驗(yàn)操作數(shù)據(jù)被服務(wù)器程序處理完之前，用戶的所有操作數(shù)據(jù)均按順序保存在服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫中。
服務(wù)器程序收到用戶的操作數(shù)據(jù)，對其所控制的實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)箱中電路進(jìn)行設(shè)置，建立用戶需求的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。首先，服務(wù)器程序通過RS232接口控制A33120A信號發(fā)生器，根據(jù)用戶操作，設(shè)置信號發(fā)生器，產(chǎn)生具有用戶所要求幅度、頻率等特性的輸出信號，并將信號輸入到實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)；之后，服務(wù)器程序通過RS485控制實(shí)驗(yàn)箱，根據(jù)用戶的操作數(shù)據(jù)，通過控制電子開關(guān)連接實(shí)驗(yàn)箱中相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)電路，并對相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)電路參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。設(shè)置好實(shí)驗(yàn)電路后，服務(wù)器程序通過數(shù)字接口控制實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的A54645D數(shù)字示波器，測試實(shí)驗(yàn)電路的輸入信號和輸出信號。服務(wù)器程序在將一個(gè)用戶的實(shí)驗(yàn)操作完成后，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果保存到數(shù)據(jù)庫中，然后把實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)送回客戶端，并由客戶端程序顯示在客戶端的信號發(fā)生器和示波器的面板上。這個(gè)用戶的實(shí)驗(yàn)處理完后，轉(zhuǎn)向?qū)ο乱粋€(gè)用戶需求的處理。
本發(fā)明中以一臺服務(wù)器和若干臺Pc終端和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。學(xué)生可在終端計(jì)算機(jī)上進(jìn)行操作，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以是局域網(wǎng)，也可以是廣域網(wǎng)，這樣可以大大進(jìn)行空間的延伸，本系統(tǒng)分別利用在瑞典和臺灣的Pc終端進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，效果良好。服務(wù)器和Pc終端以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的硬件均采用現(xiàn)有的技術(shù)。連接在服務(wù)器上的實(shí)驗(yàn)箱、信號發(fā)生器、數(shù)字示波器是本發(fā)明硬件裝置的主體。其中實(shí)驗(yàn)箱的設(shè)計(jì)是硬件上的創(chuàng)新之處，實(shí)驗(yàn)箱的設(shè)計(jì)已經(jīng)申請了實(shí)用新型專利。
1)信號發(fā)生器A33120A是美國Agilent公司采用最新的全新技術(shù)制造，它提供15MHz全功能線性、對數(shù)掃描；內(nèi)部AM，F(xiàn)M，F(xiàn)SK等功能；是一種12bit、40Msa/sl、6k深度的任意波形發(fā)生器。A 33120A包括RS-232接口標(biāo)準(zhǔn)，通過服務(wù)器的RS-232接口同服務(wù)器通信。
2)示波器新型的A54645D混合信號示波器是美國Agilent公司采用最新的全新技術(shù)制造。組合了示波器對信號細(xì)節(jié)的分析能力，邏輯分析儀的多通道定時(shí)測量能力及深存儲的種種優(yōu)點(diǎn)。此外還采用了Agilent公司獨(dú)創(chuàng)的MegaZoom新技術(shù)。2個(gè)示波器通道和16個(gè)邏輯定時(shí)通道的有機(jī)集成，A54645D包括GPIB接口通過專用的GPIB接口卡同服務(wù)器相連接。
3)實(shí)驗(yàn)箱遠(yuǎn)程電子電路實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的硬件實(shí)驗(yàn)箱的功能是為遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)提供各類實(shí)驗(yàn)電路。該硬件實(shí)驗(yàn)箱包括了客戶端界面中的所有實(shí)驗(yàn)電路，比如基本運(yùn)算放大器類實(shí)驗(yàn)、信號發(fā)生器實(shí)驗(yàn)、乘法器實(shí)驗(yàn)、檢波實(shí)驗(yàn)、鎖相環(huán)實(shí)驗(yàn)等等，使得用戶通過本系統(tǒng)可以進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的基本電子電路實(shí)驗(yàn)。
操作者通過客戶端的電路操作界面連接和建立被測試的電路、設(shè)置電路參數(shù)，形成的操作命令通過Internet發(fā)送給服務(wù)器，服務(wù)器通過RS-485接口發(fā)送命令控制真正的實(shí)驗(yàn)電路，并通過GPIB和RS-232接口控制數(shù)字示波器和信號發(fā)生器進(jìn)行測試，測試結(jié)果回傳顯示在客戶端的虛擬儀器的面板上。實(shí)驗(yàn)箱分為兩部份主控板部分和插卡實(shí)驗(yàn)電路部分。主控板是一個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)，包括單片機(jī)、擴(kuò)展插槽、RS-485接口電路、輸入輸出通道控制四個(gè)功能模塊。
主控板上的主芯片使用了Motorala公司的MC68HC05C9芯片。單片機(jī)管理主控板上的控制邏輯，主要實(shí)現(xiàn)的功能是通過異步串行通訊接口(SCI)經(jīng)RS-485總線與服務(wù)器通信，接收并執(zhí)行服務(wù)器發(fā)送的操作命令，對操作命令進(jìn)行處理后，通過I/O口控制主控板上的輸入輸出通道控制模塊以及擴(kuò)展槽上相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)電路，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)電路連接，設(shè)置電路參數(shù)，連接輸入輸出通道。在主控板上主要使用了MC68HC05C9的異步串行通訊接口(SCI)，在主控板上使用MAX481RS-485串行通信接口芯片。
所有實(shí)驗(yàn)電路都以插卡的形式設(shè)計(jì)，圖7是實(shí)驗(yàn)箱電路插卡結(jié)構(gòu)框圖。這樣設(shè)計(jì)為系統(tǒng)提供了擴(kuò)展功能的接口，可以使系統(tǒng)的管理者根據(jù)本單位教學(xué)內(nèi)容的特殊需要，設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)電路，為系統(tǒng)增加新的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，從而提高了系統(tǒng)管理和使用的靈活性。
插卡電路包括主控板接口、插卡電路控制器、實(shí)驗(yàn)電路三部分。
每一塊插卡電路與主控板的接口是標(biāo)準(zhǔn)的。具體內(nèi)容參見擴(kuò)展槽接口部分的介紹。
插卡電路控制器使用一片Lattice ispLSI 1016-60 PLCC44-I芯片。其功能控制是實(shí)驗(yàn)電路插卡上的每一個(gè)元件?？刂频刂肪€作為它的輸入端，它的輸出與本插卡上的每一個(gè)元件的選通管腳連接。實(shí)驗(yàn)電路通常使用的元件是電阻、電容。在實(shí)驗(yàn)電路中使用數(shù)字電位器，從而達(dá)到改變電路中電阻參數(shù)的目的。
在實(shí)驗(yàn)箱硬件系統(tǒng)中對所有實(shí)驗(yàn)電路插卡使用的數(shù)字電位器和模擬電子開關(guān)統(tǒng)一編址，當(dāng)把服務(wù)器某個(gè)元件的地址輸出到控制地址線add7-add0上，此元件所在實(shí)驗(yàn)電路插卡上的插卡電路控制器會(huì)對其譯碼，從而控制此元件，或打開模擬電子開關(guān)，或選通數(shù)字電位器。通過對實(shí)驗(yàn)電路中的元件的控制，從而達(dá)到對實(shí)驗(yàn)電路的控制。實(shí)驗(yàn)電路則可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)計(jì)，需要調(diào)節(jié)參數(shù)的元件可使用數(shù)字電位器或模擬電子開關(guān)。
實(shí)現(xiàn)方法本發(fā)明主要以特有的實(shí)驗(yàn)方法為創(chuàng)新之處，創(chuàng)新的主要部分是在網(wǎng)絡(luò)的客戶端計(jì)算機(jī)上，學(xué)生可通過特定的軟件特定的儀器和實(shí)驗(yàn)電路操作界面進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，然后發(fā)送儀器的設(shè)置命令和實(shí)驗(yàn)電路的連接方式到服務(wù)器。服務(wù)器接受到命令后，按接受的順序存儲到服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫包括儀器操作表、電路連接表、用戶信息表等內(nèi)容。服務(wù)器根據(jù)數(shù)據(jù)庫中各表格的命令，分別發(fā)送命令到信號發(fā)生器、實(shí)驗(yàn)箱和示波器。信號發(fā)生器和示波器接到控制命令后完成儀器的真實(shí)設(shè)置，這樣學(xué)生就在客戶端遠(yuǎn)端完成了對儀器的具體設(shè)置。實(shí)驗(yàn)箱接到命令后，利用電子開關(guān)的相應(yīng)設(shè)置完成學(xué)生在客戶端完成實(shí)驗(yàn)的具體連接，需要注意的是實(shí)驗(yàn)箱中包括了客戶端界面能完成的所有實(shí)驗(yàn)的真實(shí)電路，可通過命令用電子開關(guān)來完成連接。具體的數(shù)據(jù)流程圖如圖2所示。
軟件的設(shè)計(jì)主要分為客戶端程序和服務(wù)器程序兩部分。選用的軟件編程語言為C++Builder，服務(wù)器數(shù)據(jù)庫部分選用的是SQL Server。整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行在Internet的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中?？蛻舳说倪\(yùn)行條件為安裝有Java虛擬機(jī)的系統(tǒng)平臺以及TCP/IP協(xié)議。服務(wù)器的運(yùn)行條件為安裝有Windows NT Server、SQL Server數(shù)據(jù)庫以及TCP/IP協(xié)議。
1)客戶端程序設(shè)計(jì)客戶端程序提供了操作儀器、組合實(shí)驗(yàn)電路的友好界面。客戶端程序要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操縱、控制測試儀器和電路，關(guān)鍵在于以下3部分程序的編制a)函數(shù)發(fā)生器部分模擬A33120A函數(shù)發(fā)生器部分的基本功能，主要包括六種波形的產(chǎn)生；幅度、頻率和OFFSET值的修改。
b)示波器部分模擬HP54645D示波器的基本功能，主要包括雙蹤波形顯示；波形的調(diào)節(jié)；基本量，如電壓(Vpp，Vavg，Vtop，Vrms，Vmax，Vmin，Vbase)的測量；頻率、周期(freq.，period，Duty Cy，+Width，-Width，RiseTime，F(xiàn)allTime)的測量；常用的顯示模式的設(shè)定。
c)實(shí)驗(yàn)電路部分提供實(shí)驗(yàn)電路的操作界面，完成電路的選擇和設(shè)置。
2)服務(wù)器程序設(shè)計(jì)服務(wù)器程序主要完成三項(xiàng)任務(wù)(1)接收客戶端發(fā)送的登錄及操作命令信息，并把它們存放在數(shù)據(jù)庫中；(2)執(zhí)行數(shù)據(jù)庫中存儲的命令，并把執(zhí)行結(jié)果存入到數(shù)據(jù)庫；(3)把結(jié)果發(fā)送給用戶。因此，服務(wù)器程序包含了三個(gè)線程，分別完成上述三個(gè)任務(wù)。
服務(wù)器數(shù)據(jù)庫共有5個(gè)表，各表之間用公共字段UID關(guān)聯(lián)起來。數(shù)據(jù)庫各表的功能如表1所示


表1數(shù)據(jù)庫分類服務(wù)器程序具體流程如下首先，服務(wù)器程序檢測是否有信息送入，若沒有，循環(huán)等待。若有，檢查是否為登錄信息，確認(rèn)是用戶登錄信息后，將其存入login數(shù)據(jù)庫中，若是命令信息，則存入CMD數(shù)據(jù)庫中。
然后，讀取CMD數(shù)據(jù)庫，檢查是否有用戶命令，讀出并發(fā)送命令，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)環(huán)境的設(shè)置以及實(shí)驗(yàn)操作和測試，并將返回的測試結(jié)果保存到RST數(shù)據(jù)庫中。再讀取RST數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，檢查是否有結(jié)果，依照用戶的IP將結(jié)果發(fā)送給相應(yīng)的用戶。
實(shí)施例2實(shí)驗(yàn)舉例以下以在客戶端完成大學(xué)電類實(shí)驗(yàn)中最為常見的運(yùn)算放大器實(shí)驗(yàn)為例，說明整個(gè)實(shí)驗(yàn)完成的過程。實(shí)驗(yàn)以運(yùn)算放大器LM324為主體，利用信號發(fā)生器輸入1KHz正弦波，幅度為1V，利用示波器觀察放大器的輸入和輸出端，輸出應(yīng)為放大的正弦波，同時(shí)可更改反饋電阻改變放大倍數(shù)。
1)注冊用戶名，下載實(shí)驗(yàn)客戶端(在網(wǎng)絡(luò)中的任何一臺Pc終端)。
用戶在客戶端打開程序，登錄連接服務(wù)器，在客戶端的程序上選擇《運(yùn)算放大器的應(yīng)用----反向放大器》，在程序中連接好電路(如圖5所示)。設(shè)置信號發(fā)生器和示波器的控制參數(shù)，完成后，按POWER鍵向服務(wù)器發(fā)送指令。
2)通過網(wǎng)絡(luò)，服務(wù)器接受到客戶端發(fā)送的命令，經(jīng)處理后再通過服務(wù)器的串口(RS485標(biāo)準(zhǔn))發(fā)送給實(shí)驗(yàn)箱上的MCU------MOTOROLA公司的單片機(jī)M69HC05C9。經(jīng)過另一個(gè)串口(RS232標(biāo)準(zhǔn))發(fā)送控制命令給信號發(fā)生器，通過GPIB接口發(fā)送命令給示波器。
3)實(shí)驗(yàn)箱MCU接到要做反向放大器實(shí)驗(yàn)的命令后，控制實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)的電路和電子開關(guān)完成反向放大器電路的連接。
4)信號發(fā)生器和示波器接到命令后，完成設(shè)置，示波器將真實(shí)的波形數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給服務(wù)器。
5)服務(wù)器根據(jù)記錄將波形數(shù)據(jù)發(fā)送給Pc終端，終端顯示波形，如圖8所示。
6)服務(wù)器讀取命令隊(duì)列的下一個(gè)命令，再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
權(quán)利要求
1.一種基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程電子電路實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，有客戶端程序裝置、服務(wù)器程序裝置、硬件設(shè)備，其特征是硬件設(shè)備包括一臺服務(wù)器及相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備；一臺數(shù)字示波器；一臺信號發(fā)生器；一臺專用實(shí)驗(yàn)箱；若干臺終端；客戶端程序裝置提供了遠(yuǎn)程操作儀器、組合實(shí)驗(yàn)電路的用戶界面，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操縱、控制測試儀器和電路，客戶端程序裝置有函數(shù)發(fā)生器部分程序裝置，示波器部分程序裝置，實(shí)驗(yàn)電路部分程序裝置；函數(shù)發(fā)生器部分程序裝置模擬函數(shù)發(fā)生器部分的基本功能，并產(chǎn)生控制指令；示波器部分程序裝置模擬示波器的基本功能，并產(chǎn)生控制指令；實(shí)驗(yàn)電路部分程序裝置提供實(shí)驗(yàn)電路的操作界面，完成電路的選擇和設(shè)置；服務(wù)器程序裝置接收客戶端發(fā)送的登錄及發(fā)送來的控制操作命令信息，并把它們存放在數(shù)據(jù)庫中；執(zhí)行數(shù)據(jù)庫中存儲的命令，并把執(zhí)行結(jié)果存入到數(shù)據(jù)庫；把數(shù)據(jù)庫中的結(jié)果發(fā)送給用戶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程電子電路實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法，其特征是實(shí)現(xiàn)的步驟有；步驟1服務(wù)器和遠(yuǎn)端客戶端程序打開，系統(tǒng)硬件連接；步驟2遠(yuǎn)端客戶端程序登錄，選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，向服務(wù)器端發(fā)送儀器和實(shí)驗(yàn)的控制指令；步驟3服務(wù)器接受到命令后，按接受的順序存儲到服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫；步驟4服務(wù)器根據(jù)數(shù)據(jù)庫中各表格的命令，分別發(fā)送命令到信號發(fā)生器、實(shí)驗(yàn)箱和示波器；步驟5信號發(fā)生器和示波器接到控制命令后完成儀器的真實(shí)設(shè)置；步驟6實(shí)驗(yàn)箱接到命令后，利用電子開關(guān)的相應(yīng)設(shè)置完成學(xué)生在客戶端完成實(shí)驗(yàn)的具體連接；步驟7服務(wù)器端將實(shí)驗(yàn)的真實(shí)結(jié)果發(fā)送到遠(yuǎn)端客戶端；步驟8遠(yuǎn)端客戶端將實(shí)驗(yàn)結(jié)果波形顯示在軟件示波器上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程電子電路實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法，其特征是；客戶端程序有函數(shù)發(fā)生器部分產(chǎn)生六種波形，修改幅度、頻率和OFFSET值；有示波器部分模擬HP54645D示波器的雙蹤波形顯示；波形的調(diào)節(jié)；基本量，如電壓的測量；頻率、周期的測量；常用的顯示模式的設(shè)定；有實(shí)驗(yàn)電路部分提供實(shí)驗(yàn)電路的操作界面，完成電路的選擇和設(shè)置；服務(wù)器程序接收客戶端發(fā)送的登錄及操作命令信息，并把它們存放在數(shù)據(jù)庫中；執(zhí)行數(shù)據(jù)庫中存儲的命令，并把執(zhí)行結(jié)果存入到數(shù)據(jù)庫；把結(jié)果發(fā)送給用戶。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程電子電路實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法，其特征是；服務(wù)器程序具體流程如下服務(wù)器程序檢測是否有信息送入，若沒有，循環(huán)等待，若有，檢查是否為登錄信息，確認(rèn)是用戶登錄信息后，將其存入login數(shù)據(jù)庫中，若是命令信息，則存入CMD數(shù)據(jù)庫中；然后，讀取CMD數(shù)據(jù)庫，檢查是否有用戶命令，讀出并發(fā)送命令，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)環(huán)境的設(shè)置以及實(shí)驗(yàn)操作和測試，并將返回的測試結(jié)果保存到RST數(shù)據(jù)庫中，再讀取RST數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，檢查是否有結(jié)果，依照用戶的IP將結(jié)果發(fā)送給相應(yīng)的用戶。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程電子電路實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法，其特征是；實(shí)驗(yàn)箱硬件系統(tǒng)中所有實(shí)驗(yàn)電路插卡使用的數(shù)字電位器和模擬電子開關(guān)統(tǒng)一編址。
全文摘要
一種基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程電子電路實(shí)驗(yàn)方法及系統(tǒng)，客戶端程序裝置提供了遠(yuǎn)程操作儀器、組合實(shí)驗(yàn)電路的用戶界面，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操縱、控制測試儀器和電路，客戶端程序裝置有函數(shù)發(fā)生器部分程序裝置，示波器部分程序裝置，實(shí)驗(yàn)電路部分程序裝置；函數(shù)發(fā)生器部分程序裝置模擬函數(shù)發(fā)生器部分的基本功能，并產(chǎn)生控制指令。示波器部分程序裝置模擬示波器的基本功能，并產(chǎn)生控制指令。實(shí)驗(yàn)電路部分程序裝置提供實(shí)驗(yàn)電路的操作界面，完成電路的選擇和設(shè)置；服務(wù)器程序裝置接收客戶端發(fā)送的登錄及發(fā)送來的控制操作命令信息，并把它們存放在數(shù)據(jù)庫中；執(zhí)行數(shù)據(jù)庫中存儲的命令，并把執(zhí)行結(jié)果存入到數(shù)據(jù)庫；把數(shù)據(jù)庫中的結(jié)果發(fā)送給用戶。
文檔編號G06F19/00GK1804948SQ200510134240
公開日2006年7月19日 申請日期2005年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月14日
發(fā)明者劉元盛, 李哲英, 李維敏, 駱麗 申請人:北京交通大學(xué)