一种虚拟硬件实验室远程控制系统技术方案

本发明专利技术公开一种虚拟硬件实验室远程控制系统，包括：实验室网络模块，用于实现将实验设备以及远程网络模块通信连接，接受远程客户的命令的参数，并为用户提供过程监控画面，并将必要的数据归档存入数据库，生成过程数据趋势图，包括有运行远程实验室网站的Web服务器、Web Navigator服务器、存放实验设备运行的实时数据和历史数据的数据库服务器、提供现场实验设备的实时视频监控图像的视频监控服务器；所述远程网络模块包括信息发布模块、注册登录模块、用户管理模块、资料上传下载模块、网上答疑模块、实验查询模块、预定实验模块、远程实验模块。本发可综合的通过网络远程管理实验室、远程控制实验过程。

【技术实现步骤摘要】
一种虚拟硬件实验室远程控制系统
本专利技术涉及远程仿真和电子
，特别是涉及一种虚拟硬件实验室远程控制系统。
技术介绍
虚拟仿真实验室是随着网络技术的飞速发展而产生的，它是网络技术和电子技术结合的产物。虚拟仿真实验室是虚拟现实技术研究的重要载体，随着虚拟实验技术的成熟，人们开始认识到虚拟仿真实验室在教育领域的应用价值。在实验教学时具有利用率高、易维护、使用便利等诸多优点。在虚拟实验室中学生既可以在虚拟实台上动手操作又可自主设计实验，有利于其培养操作分析能力和创新意识。目前，国内外针对仿真实验室技术展开了积极的研究和技术探索。在国内，各高校也积极开始了远程实验室的研究并取得了一定的科研成果。网络实验室作为网络管理、网络组网以及校企合作的实验平台，在做实验、课题研究的同时，可充分利用自身的优势，提供社会服务。仿真实验室都在某个范围内满足了用户的要求，但无法满足用户的综合性实验需求。因此，为避免不同的实验采用不同的实验室仿真系统，并且受地点的限制，使用起来不方便，提出一种实验室远程控制系统，为教师和学生之间提供了一个学习和交流的平台，可以综合的通过网络远程实验室控制和管理实验过程，很有必要。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种虚拟硬件实验室远程控制系统，用于实验室的虚拟硬件实验室远程控制，可以综合的通过网络远程管理实验室、远程控制实验过程。为实现本专利技术的目的所采用的技术方案是：一种虚拟硬件实验室远程控制系统，包括：实验室网络模块，用于实现将实验设备以及远程网络模块通信连接，接受远程客户的命令的参数，并为用户提供过程监控画面，并将必要的数据归档存入数据库，生成过程数据趋势图，包括有运行远程实验室网站的Web服务器、WebNavigator服务器、存放实验设备运行的实时数据和历史数据的数据库服务器、提供现场实验设备的实时视频监控图像的视频监控服务器；所述远程网络模块包括信息发布模块、注册登录模块、用户管理模块、资料上传下载模块、网上答疑模块、实验查询模块、预定实验模块、远程实验模块。所述实验室网络模块与远程网络模块通过无线局域网连接。所述远程网络模块包括实验客户端及网络器件。所述Web服务器是远程客户端和实验室服务器的接口，还用于供用户浏览信息、注册并登陆远程实验室，并为实验室管理员提供用户信息，方便管理以及安排实验。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术虚拟硬件实验室远程控制系统，通过以上的技术方案，可以综合的通过网络远程管理实验室、远程控制实验过程，为教师和学生之间提供了一个学习和交流的平台。附图说明图1所示为虚拟硬件实验室远程控制系统的控制示意图；图2所示为Web网站的功能模块图；图3所示为虚拟硬件实验室远程控制系统的控制原理图；图4所示为虚拟硬件实验室远程控制系统的设计流程图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1-3所示，本专利技术虚拟硬件实验室远程控制系统,包括：实验室网络模块，用于实现将实验设备以及远程网络模块通信连接，接受远程客户的命令的参数，并为用户提供过程监控画面，并将必要的数据归档存入数据库，生成过程数据趋势图；其中，实验室网络模块包括有运行远程实验室网站的Web服务器、WebNavigator服务器、存放实验设备运行的实时数据和历史数据的数据库服务器、提供现场实验设备的实时视频监控图像的视频监控服务器；所述远程网络模块包括信息发布模块、注册登录模块、用户管理模块、资料上传下载模块、网上答疑模块、实验查询模块、预定实验模块、远程实验模块。其中，所述实验室网络模块与远程网络模块通过无线局域网连接。其中，所述远程网络模块包括实验客户端及网络器件。需要说明的是，本专利技术中，在硬件总体设计包括两层：远程网络模块和实验室网络模块，其中远程网络模块由接入Internet的实验客户端和相应的网络器件组成，负责向不同权限的用户提供不一样的服务。用户在实验客户端上完成注册后，就可以登录远程实验室，选择远程实验功能。根据实验室管理员提供的不同的用户名和密码，点击不同的实验便可以进入远程实验室，用户可以远程操作实验，查看实验数据、趋势图、报警信息等实时信息。其中，远程客户端用户界面包括管理员界面、用户界面两部分。用户界面可以看到实验分类，以及查询管理员安排的实验时间和分配的登录的用户名/密码。学生可以通过这些信息进入所选择的实验登录远程实验室。本专利技术中，所述的实验室网络模块分为服务器层、控制层、监控层、设备层：在软件结构中包括视频监控、网站、数据库和仿真控制系统，仿真控制系统的被控对象包括实际被控对象和各种仿真被控对象。其中，所述的服务器层包括有Web服务器、数据库服务器、WebNavigator服务器、视频监控服务器，Web网站是实验室远程系统的数据服务中心。其中，WebNavigator服务器，是Web功能的组件，通过WebNavigator服务器，可以实现远程用户通过Internet访问远程实验室，服务器上运行专门为远程实验室设计的网站系统，当远程用户进行远程操作时，通过身份验证登录网站，下载相应界面，进行远程操作：视频监控服务器提供现场实验设备的实时视频监控图像，用户可以通过浏览器访问，在浏览器中看到实验室真实的实验环境；数据库服务器存放实验设备运行的实时数据和历史数据，以及实验用户的相关信息。Web服务器是远程客户端和实验室服务器的接口，在Web服务器中运行远程实验室网站，供用户浏览信息、注册并登陆远程实验室，并为实验室管理员提供用户信息，方便管理以及安排实验。本专利技术中，监控层的视频监控中心装有视频监控软件，服务器上安装摄像头驱动，进行正常摄像，实现本地与远程视频监控。监控层主要由监控软件对整个控制系统的传感器、执行器、运行状态进行监控。本专利技术中，控制层的控制器是根据实现给定的控制程序发出控制信息，使控制系统按照程序指令一步步的执行，是整个控制系统的神经中枢和远程实验室的控制核心。其中，远程实验服务器是整个远程实验系统中的重要组成部分，作为WebNavigator发布远程实验的平台，远程实验服务器接受远程客户的命令的参数，并为用户提供过程监控画面，并将必要的数据归档存入数据库，生成过程数据趋势图。本专利技术的虚拟硬件实验室远程控制系统，将实验室通过网络和操作界面连接，以实现实验数据采集、分析以及远程监控，是一个虚拟实验室，通过计算机网络远程控制与交互系统，不受时空的限制，利用远程网络进行实验的预习，了解相关实验和仪器资料，随时随地与同行协作、共享或独占仪器设备、共享数据和计算机资源，并利用计算机模拟仿真软件对实验进行模拟仿真，还可以通过远程网络得到远程指导本专利技术可广泛应用于高校实验教学中，与传统实验室相比，在实际实验教学过程中具有利用率高、易维护、使用便利等诸多优点。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出的是，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种虚拟硬件实验室远程控制系统，其特征在于，包括：实验室网络模块，用于实现将实验设备以及远程网络模块通信连接，接受远程客户的命令的参数，并为用户提供过程监控画面，并将必要的数据归档存入数据库，生成过程数据趋势图，包括服务器层、控制层、监控层、设备层，服务器层包括有运行远程实验室网站的Web服务器、Web Navigator服务器、存放实验设备运行的实时数据和历史数据的数据库服务器、提供现场实验设备的实时视频监控图像的视频监控服务器；所述远程网络模块包括信息发布模块、注册登录模块、用户管理模块、资料上传下载模块、网上答疑模块、实验查询模块、预定实验模块、远程实验模块。

【技术特征摘要】
1.一种虚拟硬件实验室远程控制系统，其特征在于，包括：实验室网络模块，用于实现将实验设备以及远程网络模块通信连接，接受远程客户的命令的参数，并为用户提供过程监控画面，并将必要的数据归档存入数据库，生成过程数据趋势图，包括服务器层、控制层、监控层、设备层，服务器层包括有运行远程实验室网站的Web服务器、WebNavigator服务器、存放实验设备运行的实时数据和历史数据的数据库服务器、提供现场实验设备的实时视频监控图像的视频监控服务器；所述远程网络模块包括信息发布模块、注册登录模块、用户管理模...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅海鹏，张新，马凯学，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12