网络化教学实验数据采集系统使用说明书.docx

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网络化教学实验数据采集系统使用说明书

网络化实验数据采集系统

使用说明书

参赛学校：

电气与信息学院

参赛学生：

指导教师：

完成时间：

2008年6月10日

目录

第一部分系统整体说明1

1.1系统特点1

1.2系统结构框图1

第二部分监测终端使用方法2

2.1菜单专用名词说明

2.2监测终端的工作电源2

2.3监测终端的操作2

2.3.1系统设置3

2.3.2信号编码4

2.3.3信号测量4

第三部分监视终端使用方法5

3.1监视终端的操作5

3.1.1实验配置5

3.1.2数据查询6

3.1.3系统配置6

第一部分系统说明

伴随计算机网络技术的飞速发展，如何将传统课堂教学与信息技术有机结合，实现教育信息化，已经向教育界提出了挑战。

为了在实验教学环节中，加强教学管理，提高学生实验操作与分析能力，使实验过程落实到每一个学生的学习中，在实验教学资源相对紧张，同时伴随开放实验的逐步实施，构建网络化实验教学平台具有十分重要的意义。

网络化实验数据采集系统支持数据在线动态管理功能，不仅为学生创造一个优良的实验环境，而且大大地减小了实验教师的监管难度，提升了教学水平，减少了教师对实验成绩统计、评定等大量工作，提高了办公自动化程度。

该系统是专门针对实验教学开发的一套管理系统，主要由监测终端、现场总线和PC机三个子系统构成。

1.1系统特性

1.分体式结构，监测终端与PC机分开，便于教师对学生实验进行实时监测；

2.PC机可对实验数据进行查询；

3.监测终端可实现自动换挡功能，提高数据的精确度。

1.2系统结构框图

该系统由监测终端、现场总线和PC机三部分构成，其结构框图如图1.1所示。

该设计采用监视终端模拟PC机的方法，暂提供三个终端，即两个监测终端和一个监视终端（模拟PC机）。

实验过程中，监测终端向监视终端上传实验数据，监视终端则对整个实验过程及实验数据进行实时监视。

第二部分监测终端使用方法

网络化教学实验监测终端主要由实验信息检测、实验数据处理、实验结果显示、数据远距离传送等部分组成，采集的实验数据存储在微处理器中，终端中的数据通过CAN总线网络上传到上位机，实现教师对学生实验结果的记录、统计、分析，最后进行成绩评定，构成一个完整的网络化教学系统。

2.1监测终端接线方法

2.2监测终端工作电源

系统工作电源由系统管理员或实验教师统一操作，监测终端盒电源在正常情况下始终保持开启状态，即系统电源不允许随意打开与关闭。

只有正确操作系统工作电源，系统才不会出现异常现象。

整个系统的工作电源通过一个总开关统一控制，即只需将电源插上后，再将开关打开，则监测终端与监视终端的电源都同时开启。

待系统电源开启后，监测终端盒显示屏上会显示“实验监测系统”六个汉字，如图2.1所示。

2.3监测终端的操作

监测终端主要完成三个功能：

系统设置、信号编码及信号测量。

在初始界面下，按任意键，系统进入操作者界面，如图2.2所示。

在该界面下学生通过输入学号进行下一步操作，且每组最多有五个人一起做实验，即最多只能输入五个人的学号。

学生学号的数据长度为3个字节，实验人员应在“操作者”后的编辑区将自己的学号输入，如某实验人员的学号是200515010102，则有效编号为200515010102。

学生学号输入完毕后，按“确认”键，系统将显示“连接中…”，如图2.3所示。

表明监测终端正与监视终端机通讯，待数据上传完毕后，接着进入功能选择界面如图2.4所示。

再分别通过“↑”、“↓”功能键选择用户所需的功能。

2.3.1系统设置

该功能主要完成三项基本设置：

操作者编号设置、量程自动换挡设置及参数载入模式设置。

如图2.5所示。

操作者编号设置：

可以插入或添加用户；

量程自动换档设置：

内设“开”和“关”两个功能键。

若选择“开”，则当所测量的参数极小时，系统将自动切换量程档位，如当所测参数为0.001V时，系统将自动切换到“mV”档，从而提高测量的精确度。

参数载入模式设置：

有“手动”和“自动”两种模式。

当设置为“手动”模式时，下位机的参数将为系统默认状态；当设置为“自动”模式时，才能接收上位机对参数的设置。

注：

只有当上位机与下位机同时设置为“自动”模式时，参数的设置才能保持一致，即下位机才能接收上位机发送的参数。

2.3.2信号编码

该功能仅将所测信号的类别及档位分别通过数字键来标示，使用户更加直观地明白在信号测量时各数字键所代表的意义，为程序的修改提供方便，并不实现具体功能，如图2.6所示。

2.3.3信号测量

该功能主要完成信号的采集与传输，被测信号可以是电压、电流或频率等，如图2.7所示，无论测量何种类型的参数，都需根据实验内容选择合适的档位，通过相应的数字键进行测量操作。

如按“2”，则表示所测的信号为电压，且为mV级，即所测的参数为3.39mV，每测一个参数监测终端将自动上传给监视终端。

特别说明：

由于被测信号可以是电压、电流、频率或波形等，显然需要一个前置电路，需要将所有的被测信号通过系统内部的AD转换，变成标准的0-5的电压信号，然而该设计巧妙地运用三个电位器取代了前置电路，通过调节三个电位器，从而改变测试的值。

第三部分监视终端使用方法

网络化教学实验监视终端主要由实验查询、实验结果显示、数据远距离传送等部分组成，通过CAN总线网络与监测终端通讯，与监测终端构成一个完整的网络化教学系统。

3.1监视终端的接线方法

黑色—电源线黄色—CAN总线

3.2监视终端的操作

同监测终端一样，系统电源开启后，首先进入初始界面，如图2.1所示。

监视终端主要完成三个功能：

实验配置、数据查询及系统配置。

在初始界面下，按任意键，系统进入功能选择界面，如图3.1示。

3.2.1实验配置

该功能主要完成“实验参数配置”和“参数载入模式设置”两项基本操作。

如图3.2所示。

实验参数配置：

该功能可实现对参数号的修改，通过“→”、“←”、“↑”、“↓”四个功能键可将Fara栏中系统默认的参数号修改为当前实验所需测量的参数名，如图3.3所示。

注：

按“9”号键，则代表空格键，可通过此键对下一栏参数进行修改。

当完成实验参数的配置时，需按“修改”键，系统自动接受修改并返回到参数表界面。

参数载入模式设置：

有“手动”和“自动”两种模式。

只有当上位机设置为“自动”模式且下位机也是设置为“自动”模式时，上位机对实验参数的配置才能发送给下位机。

3.2.2数据查询

该功能实现对实验过程的监测，查询的对象主要是：

在线人数、在线操作台、在线试验台及实验数据查询。

如图3.4所示。

在线人数：

通过查找在线人数，了解该实验有多少学生在做；

在线操作号：

通过查找在线操作台，了解每个学生在哪台实验台做实验；

在线实验台：

通过查找在线实验台，可判断学生是否独立完成实验；

实验数据查询：

通过该功能，可对每个实验的数据进行查询，从而判断学生实验的准确性。

3.2.3系统配置

该功能主要是用于对系统以后的功能进行扩展而设置的，暂时无定义。