[发明专利]一种实验教学辅助管理系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种教学辅助管理系统，尤其是涉及一种实验教学辅助管理系统。

背景技术

实验教学是高校理论教学的重要辅助手段，认真操作和高质量的完成实验对于学生掌握理论知识培养动手能力至关重要，在工科院校设置的许多实验课程教学中通常是安排1到2位学生操作一台实验箱，一个实验教室内设置几十台实验箱，学生根据不同实验内容更换实验箱的不同实验模块来进行实验，实验中要求学生用示波器来观察实验设备中各点输出的实验波形并作记录，通过实验报告上交给老师评判，由于师资力量有限，一个实验教室只能配备1—2名实验指导老师，而实验时间有限，学生做实验的速度也不一样，因此老师无法在课堂上详细了解每位学生实验的真实情况，对学生的实验评价也仅仅停留在实验报告的批改上，不能在实验过程中对每位学生实验中出现的问题给予及时纠正，也无法客观真实的评价每位学生的实验情况。针对上述不足，中国专利申请号为200610019437.5发明专利申请公开说明书中披露了由武汉理工大学发明的一种学生实验辅助学习机，它由微处理器MCU、液晶显示器、输入设备、移动存储卡接口及外接的存储卡设备、在MCU数据总线上所设的USB接口、网络通信芯片及网络接口、IIS接口芯片、标准串口接口构成，其工作原理是：微处理器MCU通过数据通讯接口(串口或USB接口)与实验仪器数据输出接口相连，微处理器MCU通过网络接口与实验网络相连接，实验网络上还连接有教师终端服务器，它能够在上课做实验阶段各个教学环节得到全程实验指导、可将实验数据上传到服务器上供老师批改、可智能识别实验结果的对错、误差和精度。但是上述的这一发明也还存在一些缺陷，首先它的整机结构太复杂，成本较高，而且目前国内厂家生产的各种实验箱中并没有固定的实验数据输出接口，这是因为在实验过程中，不同的实验内容需要观察不同输出点的实验波形，这些实验波形的输出点在各个实验模块上的位置是不同的，因此也不可能有一个适合各个单元实验内容的公共数据输出接口，所以该发明的使用范围很小，无法适合任意厂家生产的实验设备；二是微处理器MCU、教师终端服务器都需要通过网络接口与实验网络相连接，属于有线方式连接，教室内有几十台实验设备就要设置有铺设几十条网线，它除了技术复杂成本高外还存在因实验室内连接线过多造成整体实验环境较杂乱的缺陷。因此非常有必要开发一个既能适合各种实验设备又不需要增加过多连线的低成本实验教学辅助管理系统，用于实时检测学生的实验操作情况和客观评价学生的实验结果并能及时发现错误指导学生进行正确的操作。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种实验教学辅助管理系统，该系统能够实时采集管理各种实验教学箱中任意实验波形输出点的波形，而且成本低，结构简单，不影响实验室整体环境。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种实验教学辅助管理系统，包括多个实验信号处理模块、至少一个实验信号管理模块和与所述的实验信号管理模块连接的微型计算机，所述实验信号处理模块输入端连接有信号采集探头，所述的实验信号处理模块输出端设置有实验端无线收发电路，所述的实验信号管理模块输入端设置有与所述的实验端无线收发电路进行通信的管理端无线收发电路，所述的实验信号处理模块设置有频道序号发生装置。

所述的实验信号处理模块包括对所述的信号采集探头采集到的实验信号进行整形、驱动提升的实验信号预处理电路、对整形后的信号进行模数转换的高速A/D转换电路和对模数转换后的实验数据信号进行处理的实验端数据信号处理电路，所述的实验端数据信号处理电路的输出端与所述的实验端无线收发电路的输入端连接，所述的频道序号发生装置设置在所述的实验端数据信号处理电路上，所述的实验信号管理模块包括管理端数据信号处理电路和USB接口电路，所述的管理端无线收发电路的输出端与所述的管理端数据信号处理电路连接，所述的微型计算机设置有USB接口。

所述的实验端数据信号处理电路由单片机及外围电路组成，所述的频道序号发生装置为与所述的单片机连接的拨码开关。

所述的实验端数据信号处理电路包括可编程逻辑器件、高速静态RAM和单片机及外围电路，所述的频道序号发生装置为与所述的单片机连接的拨码开关。

所述的单片机型号为AT89C52，所述的实验端无线收发电路由型号为NRF2401的收发芯片及外围电路组成，所述的单片机与所述的实验端无线收发电路之间设置有型号为74LVC245的芯片构成的电平转换电路。

所述的可编程逻辑器件的型号为EPM240，所述的高速静态RAM的型号为K6R1008V1D-J10。