基于虛擬現(xiàn)實的教學(xué)培訓(xùn)考核方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及計算機技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及基于虛擬現(xiàn)實的教學(xué)培訓(xùn)考核方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在傳統(tǒng)教學(xué)培訓(xùn)領(lǐng)域中，控制對象作為檢驗教學(xué)效果的終極方法被廣泛應(yīng)用到整個教學(xué)過程，但隨著社會科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，實物控制對象越來越復(fù)雜、越來越龐大，成本越來越高，而作為引入教學(xué)必要手段，其越真實，達到的效果越好，而其體積、成本、綜合應(yīng)用環(huán)境匹配使其很難直接走進教室，并且還要適應(yīng)教學(xué)人數(shù)規(guī)模的要求，人們開始尋求折中且經(jīng)濟的做法，建立模擬實訓(xùn)對象，使用文字標簽和指示燈在圖案上進行演示，其結(jié)構(gòu)簡單，經(jīng)濟適用，因其脫離實際，造成學(xué)習(xí)興趣缺乏，嚴重影響教學(xué)效果，于是人們開始適用軟件仿真技術(shù)，適用視頻或flash，引入軟件技術(shù)，在演示原理上取得了較好的效果，但其完全脫離實際，并且對實物進行效果美化，增加了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，達到了一定的學(xué)習(xí)效果提升，但其完全脫離實際，無動手實際操作，僅停留在理論學(xué)習(xí)階段，隨著時間推移，作為教輔的工具慢慢的被邊緣化。
[0003]現(xiàn)有實訓(xùn)對象主要是通過圖片展板內(nèi)嵌工作指示燈進行模擬指示，控制主機通過接線端子，使用封閉性安全連接線，將控制主機的控制信號傳遞給工作指示燈，以驗證控制主機編程是否達到預(yù)期效果，模擬對象的工作狀態(tài)通過手動或自動開關(guān)的閉合或打開，通過安全連接導(dǎo)線，反饋給控制主機，控制主機通過邏輯編程對反饋信號進行處理，完成整個閉環(huán)控制。
[0004]在這一過程中，控制對象的動作只能夠通過指示燈來模擬風(fēng)機旋轉(zhuǎn)、水栗啟動、水流指示燈，無法給學(xué)生直觀的視覺效果，同時，其模擬指示燈動作后，需要人工將狀態(tài)反饋到控制主機，在工作邏輯上與實際不符，造成學(xué)生理解混亂。更為重要的是無法給學(xué)生現(xiàn)實的工程應(yīng)用效果，依然無法跨越教室到工程實際的應(yīng)用的鴻溝，長期以往，造成學(xué)校與社會實踐的脫節(jié)，使整個教學(xué)環(huán)節(jié)在低效率運行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種基于虛擬現(xiàn)實的教學(xué)培訓(xùn)考核方法，包括如下步驟:
[0006]輸入輸出步驟:用于處理信號，并接收控制主機發(fā)出的信號，對輸入輸出信號進行自定義；
[0007]數(shù)據(jù)控制步驟:通過計算機通信技術(shù)，對輸入輸出步驟中的采集信息在數(shù)據(jù)庫中進行實時更新，完成對外界的同步控制；
[0008]邏輯運算步驟:通過對比數(shù)據(jù)庫的點位數(shù)據(jù)變化分析，根據(jù)導(dǎo)入的虛擬場景及設(shè)備模塊的物理屬性的變化進行邏輯運算，并將運算的數(shù)據(jù)通知數(shù)據(jù)庫進行更新數(shù)據(jù)；
[0009]事件響應(yīng)步驟:響應(yīng)邏輯運算步驟中的運算結(jié)果，將事件與虛擬場景中的設(shè)備模塊進行關(guān)聯(lián)，完成數(shù)字量、開關(guān)量的變化顯示，并響應(yīng)虛擬場景中的輸入事件，傳遞到邏輯運算步驟，最終傳遞到輸入輸出步驟給用戶使用；
[0010]建立虛擬場景步驟:建立虛擬場景，根據(jù)不同的應(yīng)用和教學(xué)實際需要，進行虛擬場景變換；
[0011]設(shè)備模塊通過軟件界面的操作選擇，加載到虛擬場景中，根據(jù)事件的變化，完成人機交互。
[0012]作為本發(fā)明的進一步改進，在所述輸入輸出步驟中，能夠處理的信號包括電流、電壓、總線檢測、脈沖、數(shù)字量、模擬量信號。
[0013]作為本發(fā)明的進一步改進，在所述邏輯運算步驟中，通過對比數(shù)據(jù)庫的點位數(shù)據(jù)變化分析，根據(jù)導(dǎo)入的虛擬場景及設(shè)備模塊的物理屬性的變化進行邏輯運算，并將運算的數(shù)據(jù)通知數(shù)據(jù)庫進行更新數(shù)據(jù)，并將結(jié)果通知到時間模塊;在所述數(shù)據(jù)控制步驟中，通過計算機通信技術(shù)，對輸入輸出步驟中的采集信息在數(shù)據(jù)庫中進行實時更新，完成對外界的同步控制，并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)對數(shù)據(jù)進行下載更新。
[0014]作為本發(fā)明的進一步改進，從虛擬場景到采集板的過程中，虛擬場景通過TCP/IP協(xié)議與后臺服務(wù)層前置建立連接通訊關(guān)系，同時發(fā)送自定義報文，由后臺服務(wù)層前置轉(zhuǎn)發(fā)到虛實映射模塊，獲取當(dāng)前配置的點位狀態(tài)信息，虛實映射模塊收到請求后，根據(jù)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器保存的配置關(guān)系信息，到數(shù)據(jù)庫進行輪詢查找物理點位實時信息并匯總數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換成自定義報文原路返回虛擬場景，虛擬場景再根據(jù)具體報文邏輯做出響應(yīng)。
[0015]作為本發(fā)明的進一步改進，從采集板到虛擬場景的過程中，首先虛擬場景通過TCP/IP協(xié)議與后臺服務(wù)層前置建立連接通訊關(guān)系，同時開始監(jiān)聽前置報文，采集板驅(qū)動程序監(jiān)聽采集板端子高低電頻變化，一檢測電頻發(fā)生變化，采集板驅(qū)動程序?qū)⒆兓臄?shù)值和對應(yīng)的點位寫入數(shù)據(jù)庫，同時，監(jiān)聽器檢測到數(shù)據(jù)庫點位值發(fā)生變化，將變化的值收集后傳送到虛實映射模塊，虛實映射模塊通過數(shù)據(jù)庫服務(wù)器配置關(guān)系轉(zhuǎn)化為虛擬場景的報文，轉(zhuǎn)給后臺服務(wù)層前置，再由后臺服務(wù)層前置分發(fā)給對應(yīng)的虛擬場景。
[0016]本發(fā)明還提供了一種基于虛擬現(xiàn)實的教學(xué)培訓(xùn)考核系統(tǒng)，包括:
[0017]輸入輸出模塊:用于處理信號，并接收控制主機發(fā)出的信號，對輸入輸出信號進行自定義；
[0018]數(shù)據(jù)控制模塊:通過計算機通信技術(shù)，對輸入輸出模塊中的采集信息在數(shù)據(jù)庫中進行實時更新，完成對外界的同步控制；
[0019]邏輯運算模塊:通過對比數(shù)據(jù)庫的點位數(shù)據(jù)變化分析，根據(jù)導(dǎo)入的虛擬場景及設(shè)備模塊的物理屬性的變化進行邏輯運算，并將運算的數(shù)據(jù)通知數(shù)據(jù)庫進行更新數(shù)據(jù)；
[0020]事件響應(yīng)模塊:用于響應(yīng)邏輯運算模塊中的運算結(jié)果，將事件與虛擬場景中的設(shè)備模塊進行關(guān)聯(lián)，完成數(shù)字量、開關(guān)量的變化顯示，并響應(yīng)虛擬場景中的輸入事件，傳遞到邏輯運算模塊，最終傳遞到輸入輸出模塊給用戶使用；
[0021]建立虛擬場景模塊:用于建立虛擬場景，根據(jù)不同的應(yīng)用和教學(xué)實際需要，進行虛擬場景變換；
[0022]設(shè)備模塊通過軟件界面的操作選擇，加載到虛擬場景中，根據(jù)事件的變化，完成人機交互。
[0023]作為本發(fā)明的進一步改進，在所述輸入輸出模塊中，能夠處理的信號包括電流、電壓、總線檢測、脈沖、數(shù)字量、模擬量信號。
[0024]作為本發(fā)明的進一步改進，在所述邏輯運算模塊中，通過對比數(shù)據(jù)庫的點位數(shù)據(jù)變化分析，根據(jù)導(dǎo)入的虛擬場景及設(shè)備模塊的物理屬性的變化進行邏輯運算，并將運算的數(shù)據(jù)通知數(shù)據(jù)庫進行更新數(shù)據(jù)，并將結(jié)果通知到時間模塊;在所述數(shù)據(jù)控制模塊中，通過計算機通信技術(shù)，對輸入輸出步驟中的采集信息在數(shù)據(jù)庫中進行實時更新，完成對外界的同步控制，并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)對數(shù)據(jù)進行下載更新。
[0025]作為本發(fā)明的進一步改進，從虛擬場景到采集板的過程中，虛擬場景通過TCP/IP協(xié)議與后臺服務(wù)層前置建立連接通訊關(guān)系，同時發(fā)送自定義報文，由后臺服務(wù)層前置轉(zhuǎn)發(fā)到虛實映射模塊，獲取當(dāng)前配置的點位狀態(tài)信息，虛實映射模塊收到請求后，根據(jù)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器保存的配置關(guān)系信息，到數(shù)據(jù)庫進行輪詢查找物理點位實時信息并匯總數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換成自定義報文原路返回虛擬場景，虛擬場景再根據(jù)具體報文邏輯做出響應(yīng)。
[0026]作為本發(fā)明的進一步改進，從采集板到虛擬場景的過程中，首先虛擬場景通過TCP/IP協(xié)議與后臺服務(wù)層前置建立連接通訊關(guān)系，同時開始監(jiān)聽前置報文，采集板驅(qū)動程序監(jiān)聽采集板端子高低電頻變化，一檢測電頻發(fā)生變化，采集板驅(qū)動程序?qū)⒆兓臄?shù)值和對應(yīng)的點位寫入數(shù)據(jù)庫，同時，監(jiān)聽器檢測到數(shù)據(jù)庫點位值發(fā)生變化，將變化的值收集后傳送到虛實映射模塊，虛實映射模塊通過數(shù)據(jù)庫服務(wù)器配置關(guān)系轉(zhuǎn)化為虛擬場景的報文，轉(zhuǎn)給后臺服務(wù)層前置，再由后臺服務(wù)層前置分發(fā)給對應(yīng)的虛擬場景。
[0027]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明開發(fā)了一種在虛擬現(xiàn)實場景中對設(shè)備及運行環(huán)境的物理環(huán)境進行模擬并與虛擬場景外的數(shù)據(jù)和信號進行同步互動以完成教學(xué)培訓(xùn)考核的開發(fā)方法，營造“自主學(xué)習(xí)”的環(huán)境，主要用與中等職業(yè)、高等職業(yè)教學(xué)實訓(xùn)以及企業(yè)培訓(xùn)，通過可視化的編程操作交互界面，完成不同場景的教學(xué)學(xué)習(xí)，根據(jù)后臺數(shù)據(jù)的記錄完成智能考核，特別針對于工程現(xiàn)場教學(xué)，打破了空間、時間的限制，使實踐訓(xùn)練內(nèi)容及時更新，有利于提升學(xué)生技能訓(xùn)練的效果。
【附圖說明】
[0028]圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)原理框圖；
[0029 ]圖