[发明专利]一种远程实验系统及其实现方法

说明书

技术领域

本发明属于远程实验领域，特别是涉及一种远程实验系统及其实现方法。

背景技术

当今远程实验系统多数使用代理服务器或嵌入式服务器方案实现实验设备的远程控制。代理服务器方案使用PC机作为网络代理服务器实现多台设备的远程监控，该方案适应性较差，数据传输速率不高，远程监控的实时性弱，软硬件不可剪裁从而造成资源浪费。嵌入式服务器方案要求每台设备配有一个嵌入式Web服务器，以进行数据采集、数据存储、数据转发、设备网络连接及与远程监控主机的数据交互，令实验资源的分配和管理分散，只能实现一对一的连接，从而限制了系统的开放性和拓展性。以上方案均存在高投入、高消耗、不协调、低效率的问题。

而目前应用于远程实验系统的C/S网络结构的需要用户安装相关软件，不仅提高了教学与实验成本，还给用户带来了不必要的麻烦。此外，传统远程实验系统的Web应用采用同步交互过程，用户大量时间用于等待服务器处理用户请求，界面并不连贯。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺点，提供一种成本低、协调性好、性能高、效率高且界面友好连贯的集约型远程实验系统。

本发明的另一目的在于提供该远程实验系统的实现方法。

为了实现发明目的一，采用的技术方案如下：

一种远程实验系统，包括实验仪器设备、嵌入式接入终端、Web服务器、远程客户端，所述Web服务器通过互联网分别与远程客户端和嵌入式接入终端互联，所述嵌入式接入终端与实验仪器设备连接。

上述技术方案中，所述Web服务器与远程客户端间的互联采用B/S网络结构，且采用异步JavaScript和XML模式实现数据传输。

所述嵌入式接入终端将多台实验仪器设备接入系统，所述实验仪器设备为数字化设备，其设置有单片机模块，利用单片机模块的无线通信接口或有线通信接口传送控制信息以及反馈状态信息。

所述无线通信接口为蓝牙或无线路由或共享无线接入接口，所述有线通信接口为电力电源线或以太网或高速数据串行总线。

所述嵌入式接入终端设置有实现实验仪器设备与Web服务器的网络通信的ARM嵌入式模块。

为了实现发明目的二，采用的技术方案如下：

一种远程实验系统的实现方法，通过嵌入式接入终端实现实验仪器设备以独立的进程与Web服务器互通控制/数据信息，所述Web服务器将所有的实验仪器设备映射为统一的本地资源，Web服务器还利用动态网页技术实现对实验仪器设备、远程客户端数据信息与控制信息的统筹处理，从而实现实验仪器设备与用户的多对多连接；用户在远程客户端通过浏览器下载浏览页面，在浏览页面进行远程实验操作。

本发明的远程实验系统的实现还包括初始化设置步骤，所述初始化设置为管理员在Web服务器设置网络参数，完成Web服务器所内置的用户注册/登录/验证模块、实验室管理模块、实验仪器设备管理模块、实验仪器设备操作模块和观察实验现场模块的配置。

本发明的远程实验系统的实现还包括实验仪器设备的配置步骤，所述实验仪器设备的配置为仪器开发者在实验仪器设备完成通信协议配置，并将实验仪器设备接入嵌入式接入终端。

本发明的远程实验系统的实现还包括通过在Web服务器设置账号权限管理模块来实现权限管理。

本发明的远程实验系统的实现还包括设置有开发者接入模块，仪器开发者直接采用嵌入式接入终端与实验仪器设备互动，或者通过开发者接入模块实现与实验仪器设备的数字化采集和控制，并在Web服务器进行登记，将一台或者多台实验仪器设备接入系统，实现仪器的集群化。

利用了嵌入式和web集群技术，使用了嵌入式标准件、B/S结构控制经数字化改造的实验仪器设备，实现了用户与远端实验设备的数据交互。与现有技术相比，本发明以Web服务器作为系统管理和数据处理的中心，实验仪器设备遵循系统制定的通信标准。系统制定的通信标准可采用RETP协议，RETP协议是嵌入式客户端与服务器端的通信协议，工作在ISO/OSI体系的应用层，命令、数据信息嵌入在报文中。请求报文包括请求类型、URL、请求参数、版本以及通信密码等信息。响应报文包括版本、状态码和状态短语等信息。