电喷发动机多媒体网络实训教学系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种电喷发动机多媒体网络实训教学系统，包括，发动机试验台、交互工作站、实训终端和投影仪；交互工作站通过无线收发一体芯片与实训终端进行通讯。交互工作站为触摸式，包括工控计算机和主测控板；工控计算机和故障设置模块分别与信号高速采集模块通过ＣＯＭ口进行数据通讯，信号高速采集模块一方面采集传感器和执行器的信号，另一方面通过ＳＰＩ接口电路与无线收发一体芯片电连接，将处理后的信号通过数据发送模块传送至实训终端数据接收模块，通过实训终端的终端测试面板进行显示。有益效果是：真实的发动机运行工况，使理论教学“实训化”；实训教学“课堂化”；故障设置与解除方便、灵活，隐蔽性强，提高了技能培训效果。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种教学系统，特别是涉及一种电喷发动机多媒体网络 实训教学系统。
技术介绍
汽车电控系统的实训教学大体上有三种形式 一是整车实训。该方法的 优点是无需研发教学辅助系统，训练场地灵活机动；缺点是理论教学与实际 教学脱节，故障设置不方便，训练效果不佳，教学用车难以保障，此方法基 本上未被国内外职业教育培训机构所采用。二是电控系统试验台实训。该方 法优点是实训教学效果好，缺点是需购置多台同一类型的电控系统试验台， 教学设备投入经费过大，教学场地难以布置。三是采用仿真技术力求再现发 动机的全过程，但仿真是通过缺陷模拟点人为设置缺陷，具有一定的局限性， 和真实的发动机工作不相符，即仿真度不高，很大程度上削弱了仿真机的功 能，不同程度的降低了技能培训的效果。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是，克服已有技术的缺点，提供一种利 用多媒体技术和计算机网络技术，对发动机电控燃油喷射系统的工作原理、 故障诊断与检修适于实用的多媒体网络实训教学系统。本技术所采用的技术方案是 一种电喷发动机多媒体网络实训教学 系统，包括，发动机试验台、交互工作站和实训终端；交互工作站通过无线 收发一体芯片与实训终端进行通讯。该教学系统还包括有投影仪，交互工作站通过数字投影仪进行现场演 示。发动机试验台包括电喷发动机、ECU、传感器和执行器；交互工作站为 触摸式包括工控计算机、触摸显示屏和主测控板；主测控板包括信号高速采 集模块和故障设置模块；工控计算机和故障设置模块分别与信号高速采集模 块通过C0M 口进行数据通讯，工控计算机的输出端与触摸显示屏和数字投影 仪连接，信号高速采集模块一方面采集传感器和执行器的信号，另一方面通 过SPI接口电路与无线收发一体芯片电连接，将处理后的信号通过数据发送 模块传送至实训终端数据接收模块；实训终端包括信号还原模块和终端测试 面板，信号还原后通过终端测试面板进行显示。发动机试验台为可移动式结构，发动机试验台上的显示面板设置有原车 用仪表、发动机电控信号测试端子和OBD诊断接口。在交互工作站中，主测控板的微控制器单元对信号高速采集模块和故障 设置模块的信号进行处理，并将处理后的信号通过采集数据传输模块至工控 计算机，经工控计算机处理后在发动机运行数据监测的触模显示屏和/或数 字投影仪对发动机运行数据进行显示；工控计算机接收通过计算机键盘和/ 或触摸式显示屏输入的故障设置，经工控计算机处理后经故障设置传输模块 至微控制器单元，经微控制器单元处理后向发动机执行器输出故障信号。在实训终端中，信号还原模块依次经由发动机传感器数据的接收模块、 信号处理单元、多路高速D/A、多路PWM和传感器信号的调理后实现发动机 传感器的信号再现。电喷式发动机为北京BJ2020VJ用C498AI型和帕萨特1. 8T用AWL;工控 计算机的类别为PC工业总线电脑；无线收发一体芯片的型号为nRF2401。实训终端为1台至N台，采用单工无线数据通讯，分别接收交互工作站 中无线收发一体芯片发送的信号，N为正整数。实训教学系统还包括有考核系统模块，考核系统模块包括考核答案收集器和答题器；实训终端分别连接答题用小键盘，并与交互工作站通过无线通 讯传递数据；考核答案收集器与触摸式交换工作站采用RS232通讯，答题器 与考核答案收集器采用无线数据通讯。本技术的有益效果是真实的发动机运行工况，使理论教学"实训 化"；实训教学"课堂化"；故障设置与解除方法方便、灵活，隐蔽性强， 提高了技能培训效果。附图说明图1是本技术实训系统总方框图； 图2是主测控板信息处理方框图； 图3是交互工作站信息处理方框图； 图4是学员实训终端信息处理方框图； 图5是发动机数据采集模块电路原理图； 图6是发动机故障设置模块电路原理图； 图7是学员实训终端还原电路原理图。具体实施方式以下，结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细说明如图l、图2、图3、图5和图6所示，本技术电喷发动机多媒体网 络实训教学系统，包括，发动机试验台、触摸式交互工作站、实训终端和投影仪；交互工作站通过无线收发一体芯片与实训终端进行通讯，交互工作站 将测控信息通过数字投影仪显示在大屏幕上，再融合教师制作的个性化多媒 体课件，方便教师对发动机电控系统实施多媒体实训教学。发动机试验台包括电喷发动机、发动机ECU、传感器和执行器；发动机 试验台为可移动式结构，试验台显示面板设置原车用仪表、发动机电控信号测试端子以及OBD接口等。电喷式发动机为北京BJ2020VJ用C498AI型和帕 萨特1.8T用AWL。交互工作站为触摸式包括工控计算机、触摸显示屏和主测控板；主测 控板包括信号高速采集模块和故障设置模块；工控计算机和故障设置模块 分别与信号高速采集模块通过COM口进行数据通讯，工控计算机的输出端 与触摸显示屏和数字投影仪连接，信号高速采集模块一方面采集传感器和 执行器的信号，另一方面通过SPI接口电路与无线收发一体芯片电连接， 信号采样采用高速实时信号隔离和提取，对传感器和ECU的信号提取不会 影响发动机的工作性能。在交互工作站中，主测控板的微控制器单元对信 号高速采集模块和故障设置模块的信号进行处理，并将处理后的信号通过 采集数据传输模块至工控计算机，经工控计算机处理后在发动机运行数据 监测的触模显示屏和/或数字投影仪对发动机运行数据进行显示；工控计 算机接收通过计算机键盘和/或触摸式显示屏输入的故障设置，经工控计 算机处理后经故障设置传输模块至微控制器单元，经微控制器单元处理后 向发动机执行器输出故障信号。交互式工作站可以方便地对实训系统电控 装置的检测与控制信号进行数据采集、信号波形的显示与分析，也可以方 便地对实训的电喷发动机进行远程故障设置与清除。工控计算机的类别为 IPC (PC工业总线电脑)；无线收发一体芯片的型号为nRF2401。如图4和图7的示，实训终端包括信号还原模块和终端测试面板，信号 还原后通过终端测试面板进行显示，在学员终端测试面板上绘制清晰明了的 电喷控制系统电路原理图，并根据教学的需要在线路的若干节点以①4mm插 座设置信号检测点，供学员在教学过程中同步测试各种信号，以及在教员通 过故障模拟装置设置故障后，学员通过这些测试点查找故障，各种传感器和 执行器信号由教员通过交互工作站的测控系统从电喷发动机试验台上采集， 经信号处理后通过数据发送模块，以无线数据传输方式，传送至学员实训测试终端的数据接收模块，由学员信息处理模块将信号还原并送至终端测试面 板上的相应测试节点，传输到学员终端测试面板上的信号线与传输总线间采 用光电隔离，使各学员终端信号相对独立，学员的操作互不干扰。实训终端为1台至N台，N为正整数，分别接收无线收发一体芯片的信号，无线通讯 一发多收，终端设备的增减不会受到限制；信号还原模块依次经由发动机传 感器数据的接收模块、信号处理单元、多路高速D/A、多路PWM和传感器信 号的调理后实现发动机传感器的信号再现。实训终端采用单工无线数据通 讯，学生在终端测试面板上的操作既不影响发动机电控系统工作，也不影响 其他实训终端学生的测试。各实训终端测试信号一致，无数据衰减。实训教 学系统还包括有考核系统模块，考核系统模块包括考本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电喷发动机多媒体网络实训教学系统，其特征在于：包括，发动机试验台、交互工作站和实训终端；交互工作站通过无线收发一体芯片与实训终端进行通讯。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐正飞，李建文，刘宏威，刘金华，
申请(专利权)人：中国人民解放军军事交通学院，
类型：实用新型
国别省市：12[中国|天津]