[实用新型]无线数字教学实验系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种教学实验系统，特别是一种基于Zigbee无线通讯协议构建的无线数字教学实验系统，以提高教学实验系统的设备链接能力并减少了传输线对实验的干扰，属于教学实验设备技术领域。

背景技术

目前，应用在中小学等教学课堂中的教学实验系统往往偏重于学生从原理上完成实验。然而，由于学生操作经验的局限和判别能力有限，使得实验过程中的精准度难以达到实验正常的精度要求，严重时甚至会使实验得出错误的结果。根据这一问题，目前已有一些实验教学系统采用了采用了传感技术，通过将实验中的实验量转化为精度较高的电信号，在经过后级的相关信号处理电路，完成对实验过程的精确判断，辅助学生顺利完成各项实验。

但是，这种使用传感器的实验教学系统目前普遍采用的是有线的方式连接前端传感器和后端的信号分析处理设备(通常是计算机)。由于，计算机对外提供的可扩展接口有限，一般可连接的传感器在6个以下。这就使得这样的实验教学系统无法完成一些复杂程度较高，需要传感器数量较多的教学实验需求。并且，在这种实验教学系统中，一台计算机往往只能满足一组实验的需要。要想让学生同时进行多组实验，就需要配备多台计算机。这使得该实验教学系统的构建成本大大提高。另外，采用这种有线方式的实验教学系统，必然涉及到布线问题。如果，布线不合适不但会影响实验室内的环境，甚至还会影响到部分实验的操作。同时，布线之后对线材的维护和保养也较为繁琐。

基于以上现有实验教学系统中的不足，本专利设计采用无线方式实现前端传感器和后端的信号分析处理设备之间的连接。

发明内容

本实用新型的发明目的在于解决现有技术中存在的问题，提供一种基于Zigbee无线通讯协议构建的无线数字教学实验系统，以提高教学实验系统的设备链接能力并减少了传输线对实验的干扰。

本实用新型的发明目的是通过下述技术方案予以实现的：

无线数字教学实验系统，其特征在于：包括若干传感发射端装置、数据接收装置和数据处理装置；

每个传感发射端装置包括有传感器、信号放大器、模数转换器、编解码器和无线信号发射器；该传感器设置在传感发射端装置的前端，用以将实验量转化为相应的电信号；该传感器依次与信号放大器、模数转换器串联，将采集到的所述电信号经信号放大器放大后，再由模数转换器转换为数字信号；转换后的数字信号由编解码器对其进行编码，打包成可供无线通信的数据包；该无线信号发射器将该打好包的数据包以射频的方式发射出去；

该数据接收装置接收各个传感发射端装置的无线信号发射器发出的数据包，并将所接收的数据包拆包为所述数字信号；数据接收装置与数据处理装置相连接，将所述数字信号发送至数据处理装置.

在所述无线信号发射器与数据接收装置之间通过zigbee技术实现无线通信。

所述传感器可以为电导率传感器、温度传感器、高温传感器、PH值传感器、电压传感器、微电压传感器、电流传感器、微电流传感器、溶解氧传感器、氧气传感器、加速度传感器、光强传感器、气压传感器、双向力传感器、光电门传感器或声音传感器。

所述数据接收装置设置在所述数据处理装置内。

在所述传感器与信号放大器之间依次串联有共模电压提升电路和高频抗干扰电路。

本实用新型的有益效果是：该无线数字教学实验系统通过无线通信方式替代现有的有线通信方式来进行实验数据的传输，提高了教学实验系统的设备链接能力并减少了传输线对实验的干扰。

附图说明

图1为无线数字教学实验系统的结构示意图；

图2为共模电压提升电路及高频抗干扰电路电路图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。

鉴于上述现有有线教学实验系统中存在的问题，本专利设计了一种通过无线方式传输实验数据的无线数字教学实验系统。图1为该无线数字教学实验系统的结构示意图。如图所示，该无线数字教学实验系统包括若干传感发射端装置、数据接收装置和数据处理装置。

每个传感发射端装置包括有传感器、信号放大器、模数转换器、编解码器和无线信号发射器。该传感器设置在传感发射端装置的前端，用以将实验量转化为相应的电信号。该采集到的电信号经信号放大器放大后发送至模数转换器，由模数转换器将该模拟信号转换为数字信号。转换后的数字信号由编解码器对其进行编码，打包成可供无线通信的数据包。该无线信号发射器作为无线通信的发射端，将该打好包的数据包以射频的方式发射出去。