[发明专利]用于远程教育的单元反应实验系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种远程实验系统和方法，尤其是涉及一种远程化工单元反应实验系统及其实现方法，属于化工远程实验装置和方法技术领域。 

背景技术

目前远程实验系统多数为机械、电子及化工单元操作类，而化工单元反应类仅是仿真类操作。有的远程实验系统还需要用户安装客户端软件及其他相关软件，给用户带来了不必要的麻烦。而仿真类软件是在工程经验的基础上设计的，如异常现象均是设定的，而真实化学反应有不可预见的多因素存在。此种按游戏的方式操作就给学生一种虚假的感觉，也很难达到真实反应装置操作的教学效果，仅能作为一种辅助教学手段。 

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种无需安装额外软件、即能实现用户与远端实验装置的数据交互，能够达到真实反应装置操作教学效果的远程实验装置。

为达到上述目的，本发明是通过以下的技术方案来实现的：

用于远程教育的单元反应实验系统，其特征在于，包括化工单元反应实验装置、网络交换机、教师端、数据库服务器、Web服务器和远程学生端，所述的Web服务器、数据库服务器和教师端分别与网络交换机连接，而所述的远程学生端则通过互联网连接Web服务器，而所述的化工单元反应实验装置则与教师端连接。

所述的教师端和与其连接的化工单元反应实验装置有多组。且所述的多组化工单元反应实验装置为分别设置在不同实验室的不同反应类型的化工单元反应实验装置，且每组化工单元反应实验装置具有多套。而所述的远程学生端与所述的教师端具有1:1的对应关系，即所述的教师端、远程学生端和化工单元反应实验装置采用1:1:1的对应关系。

此外，所述的教师端和远程学生端之间还设置有即时交流窗口，以便于学生和现场指导老师在实验过程中进行即时交流。

进一步，所述的远程学生端还设置有用于学生自主学习的理论学习模块和能够单向采集化工单元反应实验装置的实验数据的仿真实验模块，形成自主学习部分，使学生能够先行进行实验的相关学习。

由于学生远离实验装置，不能去现场观察设备的运行，本发明的化工单元反应实验装置的现场还设置有带云台的监控摄像机，远端学生可通过调整云台来观察需要观察的设备。

用于远程教育的单元反应实验方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）实验时间及实验内容的确定：学生在学校规定的时间段内选择实验时间和实验内容，教师根据学生选择的实验时间和实验内容进行实验时间和登录密码的分配，且所述的登录密码在指定的时间内有效；

（2）学生登录操作：学生根据步骤（2）所述的分配的密码和自身的学号登录远程学生端进入指定的实验装置的操作界面进行远程化学实验操作；

（3）学生确认开车：学生通过步骤（3）登录后，根据实验装置操作界面上的信息，检查有无异常现象，如有异常，通过对话框指导教师端的现场指导老师解决，如无异常，通过开车步骤确认窗口，确认开车步骤，对所述的化工单元反应实验装置进行化学反应操作；

（4）现场指导教师提供实验数据：现场指导教师负责对物料进行称量和分析，然后在实验数据窗口即时提供给远端学生，远程学生端的学生根据得到的实验数据编写实验报告。

本发明的有益效果是：本发明建立了基于B/S模式的远程控制化工单元反应实验系统和方法，通过标准网络总线RS485、TCP/IP与上位机或现场仪表进行通讯，实现了用户与远端实验装置的数据交互，使用户通过浏览器可远程监控化工单元反应实验装置，无需安装额外软件，弥补了远程教育实践环节的不足，充分突现了远程教育的特色。

附图说明

图1为本发明一实施例的流程示意图。

   附图中主要标记含义如下：

1、远程学生端    2、Web服务器   3、网络交换机   4、数据库服务器

5、教师站        6、化工单元反应实验装置。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

图1为本发明一实施例的流程示意图。

如图1所述：用于远程教育的单元反应实验系统，包括化工单元反应实验装置6、网络交换机3、教师端5、数据库服务器4、Web服务器2和远程学生端1，所述的Web服务器2、数据库服务器4和教师端5分别与网络交换机3连接，而所述的远程学生端1通过互联网与Web服务器2连接，而所述的化工单元反应实验装置6则与教师端5连接。