[发明专利]用于电气、电子和控制电路学习的远程实验室系统及其实施方法

说明书

本申请描述了一种用于电气、电子和控制电路学习的远程实验室系统，通过该系统，学生可以利用直流电和交流电进行基础实验，而不必亲自在实验室进行这些实验。这是因为本发明拥有与专门设计的设备一起使用NI ELVIS系统和互联网的服务器。利用这些元件，通过工作站进行实验是可能的。还值得一提的是，网页平台的开发是与远程实验室(主要与工作站)交互的重要部分，因为在其中，用户可以进行预订以及下载应用，通过该应用他们可以虚拟地访问实践并继续执行这些实践，这样学习将更具教育性且更容易实现。

发明目的

本发明的主要目的是提供一种远程实验室系统，其允许不同的物理设备通过接口或网页平台与用户进行交互，旨在确保用户在自主的先前预定条件下，可配置不同实验室技术工具，使他们能够进行不同的物理实验而不需要在实验进行时在场，在这种情况下，该系统适用于电气和电子电路。然而实验室也可适用于其他类型的领域或技术应用并可用于不同形式的培训或技术评估，其目前被用作一个支持工具，使得实验室的装机容量多样化，其中学生数量超过上述容量，从而将在本学科中获得的知识自动化并加强。

背景技术

如今有一个世界性的问题，即技术学习领域(动手实验室)的机构和/或组织的装机容量通常超过用户和/或学生的数量，大多数用户和/或学生只进行观察，仅有限的群体能够利用这种设施，而没有考虑到这种类型的资源在地理位置上是否被每个人利用。然而，技术的发展导致了各种工具的加速发展，这些工具作为物联网及其应用和互动的一部分已应用到生活的许多方面。作为这种趋势的一部分以及向每个人提供和/或促进可用的技术资源，特别是提供高质量技术教育的资源的需要，由于很多时候受到学生人数众多和缺乏实践空间的限制，或者由于机构缺乏基础设施而没有实践空间，无法参加这些活动并将这些工具推广到任何需要这些工具的人。然而，尽管已经开发了大量的辅助工具，诸如在线课程、视频和各种促进自学的网络工具，但始终有必要将其付诸实践，这就是为什么开发了远程实验室使得远程学习平台(包括MOOC课程(海量在线开放课程))更加有效且更有影响力。这些平台被认为是需要提高传统系统的质量的解决方案，这些平台是多个用户可以在其中同时学习关于不同主题的课程，就好像是面对面的教室一样的系统。然而，其优势在于由于活动和任务是由世界各地的教师根据平台在线执行和纠正的，一切都是远程的。

与这种类型的系统的发展相关的一些专利如下：

在专利号为WO01/61890A1，发明名称为远程配置测试实验室的系统和方法的发明专利中，公开了一种用于控制和配置实验室内的机器的系统，该系统针对的是操作者，使得他们学会使用所述机器而不需要当时在场。该专利不同于本发明，因为除了使用相同的密码来工作而不管使用什么机器，除了不具有用户注册和控制系统以及实验室的访问管理系统，它使用不同的工具(诸如HTTP协议和基于XML的编程语言) 来开发该系统。这种描述最接近所提出的发展，但它不是交互式的，既不是实时的也不即时响应。

在专利号为US4330833，发明名称为用于改进数字图像处理的方法和装置的发明专利中，公开了一种处理方法，该方法实质上减少了离散卷积所需的计算量，同时提供了传统卷积所达到的结果的好的近似。该专利不同于本发明，因为它从未提及用户使用平台与图像交互，并且该方法与本专利中阐释的方法完全不同。

在专利号为WO2004/059421A2，发明名称为远程访问虚拟实验室环境的系统和方法的发明专利中，公开了用于远程访问的在线虚拟系统教育实验室的计算机程序的开发，对于该实验室学生可以使用传统的网页浏览器从与公共网络连接的任何客户端系统连接到该实验室服务器。该文件不同于本发明，因为它需要特殊的浏览器来访问远程实验室。在这种情况下，它是从IE8浏览器开始运行的，导致在这种情况下推断出该专利指的是虚拟实验室而不是真实实验室的远程访问应用。

在专利号为US20130285477A1，发明名称为芯片实验室设备的无线供电机制的发明专利中，公开了能够远程供电和控制芯片的方法的发展，这是为了微流体的目的。该专利不同于本发明，因为其从未使用与所述过程交互的界面。此外，它不适用于控制由不同类型的物理组件集成的完整电气和/或电子电路。