[发明专利]基于无线局域网和智能移动终端的交互式实验教学系统

权利要求书

1.一种基于无线局域网和智能移动终端的交互式实验教学系统，其特征在于：包括由实验过程控制模块、实验数据处理模块、实验过程视频监视模块、交互式实验教学管控模块、无线局域网和智能移动终端；所述实验过程控制模块和实验数据处理模块由测控计算机、控制与数据处理软件、各类传感器、控制器和外围电路组成，可与交互式实验教学管控模块进行实时数据交换；所述实验过程视频监视模块由数个摄像头及摄像头控制模块组成，能够多角度监控实验进程，并将视频数据实时传至交互式实验教学管控模块；所述交互式实验教学管控模块由服务器、控制与数据处理软件以及无线路由器组成；所述无线局域网采用成熟可靠的Wifi技术搭建；所述智能移动终端是安装有专门开发的实验教学应用软件的智能手机和平板电脑，在实验中作为教师、学生的个性化显示单元，在实验前后作为预习资料和数据存储的媒介。

2.根据权利要求1所述交互式实验教学系统，其特征在于，所述交互式实验教学管控模块，包括：一是实施智能移动终端的互联授权和一对多点的广播式实验信息分发；二是实施智能移动终端的互联授权和一对一点的实验控制信息交互；三是实施实验数据的预处理；四是实施待分发实验数据和视频信息的整合；五是实现实验教学全过程管理，包括实验前预习资料分发、实验中现场监控、实验后实验报告接收等；六是实施实验教学应用软件的分发。

3.根据权利要求1所述交互式实验教学系统，其特征在于，所述的智能移动终端安装有专门开发的实验教学应用软件软件，通过无线路由器Wifi和互联授权连接到交互式实验教学管控模块，可以实时接收实验信息，并实现个性化实时显示、存储学生关心的信息。

4.根据权利要求1所述交互式实验教学系统，其特征在于，所述的智能移动终端安装有专门开发的实验教学应用软件软件，通过无线路由器Wifi和互联授权连接到交互式实验教学管控模块，可接受交互式实验教学管控模块的授权指令，激活其控制界面并可通过授权后的终端发送控制指令控制实验进程。

5.根据权利要求1所述交互式实验教学系统，其特征在于，所述实验过程视频监视模块由若干个放置在实验现场的高清高速摄像头组成，从多个角度实时地将实验现场的视频传输给交互式实验教学管控模块的主机；实验过程控制模块、实验数据处理模块由性能强大的工业计算机以及外围电路构成，主要通过相关数据采集软件和传感器及其外围电路完成实验数据的采集、调理、处理和整合，同时，可接受来自用户端的控制指令，完成实验状态的人为控制；交互式实验教学管控模块是整个系统的功能核心，主要功能是完成实验数据、视频数据和控制指令的整合，根据管理者指令对用户端和实验端进行及时监控和控制授权，同时兼顾通过无线路由器对实验数据进行广播式分发的功能；交互式实验教学管控模块通过无线路由器将交互式实验教学管控模块整合的数据以广播的形式发送给手机或者平板电脑的用户端，用户可以通过与实验系统配套应用软件，获取实验数据和控制实验的权限。

6.根据权利要求1、2、3、4或5所述交互式实验教学系统，其特征在于，所述交互式实验教学系统是基于智能手机终端的微型涡喷发动机试车实验系统该系统在微型发动机试车台安全距离内安装了3个摄像头，摄像头的位置分别包括发动机的进气口侧前方3米处，尾喷管侧面后方3米处和尾喷管正后方6米处，三个摄像头都使用高速高清摄像头，摄像头采集到的视频数据通过视频传输线实时送到交互式实验管理中心的服务器终端上。

7.根据权利要求6所述交互式实验教学系统，其特征在于，所述微型发动机的测控系统由软件部分和硬件部分组成，硬件部分是由以符合PC104协议的系统主板SCM9022和数据采集板ADT880搭建，软件部分是在硬件平台上利用在Windows系统下Labview可视化编程方法实现的，具体是在SCM9022主板上安装了Windows XP系统，在该系统下安装Labview2012软件，利用可视化图形编程的方式驱动ADT880采集卡工作，并制作了人机交互界面，实现实验数据的快速采集、处理与显示，以及控制指令的发送。