[发明专利]一种基于虚拟仪器和CDIO工程模式的教学方法及系统

权利要求书

1.一种基于虚拟仪器和CDIO工程模式的教学系统，其特征在于，包括教师上位机(100)、网络管理服务模块(200)和若干个学生操作实验台(300)，所述学生操作实验台(300)包括学生上位机(310)、仪器设备控制模块(320)、实训操作模块(330)和测试控制模块(340)，所述学生上位机(310)内置有测试报告生成模块，所述教师上位机(100)内置有教师考核评估模块；

所述仪器设备控制模块(320)包括仪器设备控制器和多种功能板卡，且所述仪器设备控制器与所述多种功能板卡相连并封装在一个壳体中，所述功能板卡包括示波器功能板卡、时频联合分析仪功能板卡、频谱分析仪功能板卡、LCR测试仪功能板卡和调制域分析仪功能板卡；所述多种功能板卡包括多个功能板卡，所述功能板卡包括电源子模块(1)、信号输入端(2)、微处理器(3)和数据存储子模块(4)，所述微处理器(3)包括电源处理子模块(3-1)、信号调理子模块(3-2)、模数转换子模块(3-3)、时钟子模块(3-4)和中央处理单元(3-5)；所述信号输入端(2)与所述信号调理子模块(3-2)连接，所述信号调理子模块(3-2)对输入信号进行幅值调整以及滤波，并将单端信号转换成差分信号或者将电流信号转换成电压信号，所述信号调理子模块(3-2)将处理后的信号输出至所述模数转换子模块(3-3)；所述模数转换子模块(3-3)将所述处理后的信号转换为数字信号并输出至所述中央处理单元(3-5)；所述中央处理单元(3-5)运算处理后将所述数字信号存储于所述数据存储子模块(4)，且所述中央处理单元(3-5)将运算处理后的所述数字信号通过所述网络管理服务模块(200)发送至所述学生上位机，通过所述学生上位机进行显示；所述电源子模块(1)与所述电源处理子模块(3-1)连接，所述电源处理子模块(3-1)用于为所述中央处理单元(3-5)供电；所述时钟子模块(3-4)用于为所述中央处理单元(3-5)提供时钟源；

所述网络管理服务模块(200)分别与所述教师上位机(100)、每一所述学生上位机(310)和每一所述仪器设备控制模块(320)连接；

所述学生上位机(310)通过网络管理服务模块(200)查询所述仪器设备控制模块(320)中所述仪器设备控制器的IP地址和端口号，并根据查询到的所述IP地址和端口号确定目标仪器设备控制模块，所述学生上位机(310)通过所述网络管理服务模块(200)与所述目标仪器设备控制模块无线连接，所述多种功能板卡分别与所述实训操作模块(330)和所述测试控制模块(340)连接，所述实训操作模块(330)包括手工搭建电路实验箱，所述手工搭建电路实验箱能够用于进行带通滤波器实验、波形变换电路实验、微弱信号放大器实验、双T网络实验、逻辑分析仪实验和集成电路测试电路实验，测试控制模块(340)包括测试控制实验箱，所述测试控制实验箱能够用于进行晶体管特性测量、场效应管特性测量、频率特性测量、礠滞回线测量和无源元件阻抗测量；

当学生操作所述学生操作实验台(300)对测量对象进行工程实验测量时，将所述测量对象与所述实训操作模块(330)或者所述测试控制模块(340)连接；学生操作所述学生上位机(310)给所述目标仪器设备控制模块发送控制命令，所述目标仪器设备控制模块接收到所述控制命令之后开始采集实验数据，并通过所述网络管理服务模块(200)将所述实验数据传递给所述学生上位机(310)，所述学生上位机(310)接收所述实验数据，并进行数据分析及显示；所述测试报告生成模块根据所述实验数据生成实验报告；所述学生上位机(310)通过所述网络管理服务模块(200)将所述实验报告发送至所述教师上位机(100)，教师通过所述教师考核评估模块对所述实验报告进行考核评估。

2.根据权利要求1所述的基于虚拟仪器和CDIO工程模式的教学系统，其特征在于，

所述教师上位机(100)与所述目标仪器设备控制模块连接；

教师操作所述教师上位机(100)给所述目标仪器设备控制模块发送控制命令，所述目标仪器设备控制模块接收到所述控制命令之后开始采集实验数据，并通过所述网络管理服务模块(200)将所述实验数据传递给所述教师上位机(100)，所述教师上位机(100)接收所述实验数据，并进行数据分析及显示。