[发明专利]一种网络化立体实验装置库及其使用方法

权利要求书

1.一种网络化立体实验装置库，其特征在于：包括服务器、多层网络通信设备以及多台实验设备箱，多层网络通信包括多台交换机和多台路由器，多台所述交换机均和所述服务器相连，多台所述交换机通过级联的方式部署，每一所述交换机和多台所述路由器相连，多台所述路由器通过级联的方式部署，每台所述实验设备箱中包括多个实验器材，多个所述实验器材均与一台所述路由器相连，每台所述实验设备箱分配独立的IP地址，多台所述实验设备箱经过TCP/IP和UDP协议相互通信，实验人员通过电脑能够远程连接所述服务器，进而实现单一所述实验设备箱的控制和多台所述实验设备箱的协同控制。

2.根据权利要求1所述的网络化立体实验装置库，其特征在于：所述实验设备箱上设有电源，所述实验设备箱内设有视频监控器和音频监控器，每台所述实验设备箱中，多个所述实验器材上分别设有控制开关，每台所述实验设备箱配备控制板，所述控制板通过控制电路与所述电源、多个所述控制开关、所述视频监控器和所述音频监控器相连，实现所述电源、多个所述控制开关、所述视频监控器和所述音频监控器的开闭，所述控制板能够接收来自于学生电脑的远程命令，实现所述电源、多个所述控制开关、所述视频监控器和所述音频监控器的远程控制。

3.根据权利要求2所述的网络化立体实验装置库，其特征在于：所述服务器还设有图像识别模块，通过视频监控器获取实验器材照片，进而获取实验照片，通过图像识别模块识别实验照片并通过图片识别算法获取实验照片信息。

4.根据权利要求1所述的网络化立体实验装置库，其特征在于：多台所述实验设备箱为立体结构且通过分层方式组织。

5.根据权利要求1所述的网络化立体实验装置库，其特征在于：根据用户数量和用户类型，通过增加实验设备箱的种类和数量对网络化立体实验装置库进行动态拓展。

6.根据权利要求1所述的网络化立体实验装置库，其特征在于：多层网络通信设在密集架上，每一个所述密集架采用分层的方式进行部署，所述密集架能够根据数量进行拓展，相邻所述密集架之间采用铰链连接。

7.一种网络化立体实验装置库的使用方法，采用权利要求1-6任一项所述的网络化立体实验装置库的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、实验室管理人员根据实验设备箱的尺寸调节实验设备箱的位置，并给实验设备箱上电，连接以太网，测试网络连接，确保运行网络实验平台能与实验设备箱正常通信；

步骤2、实验人员通过电脑登录网络实验平台，申请空闲实验设备箱的控制权以进行实验，网络实验平台接收到控制权申请请求后，会分配一台或多台实验设备箱的控制权给实验人员，并向对应的实验设备箱发送电源连接指令，实验设备箱接收到命令从而允许实验人员访问该实验设备箱，进行相关实验；

步骤3、实验人员可以在网络实验平台建立对应的监控组态，在线监测实验对象的实时运行状态，观察实验器材在控制器作用下变化的全过程，增强用户的沉浸感和体验感；

步骤4、当实验结束后，实验人员可以释放实验设备箱的控制权，网络实验平台会向对应的实验设备箱发送断开电源指令，使实验设备箱由忙碌状态转变为空闲状态，此时，其他实验人员能够在网络实验平台上申请使用该实验设备箱进行实验，实现全实验流程无人管控。

8.根据权利要求7所述的网络化立体实验装置库的使用方法，其特征在于：实验人员在网络实验平台上设计控制算法，进行仿真，编译生成对应的控制器代码，并将之下载至对应的控制器中运行，控制器会按照统一的协议将计算的控制量传输到实验器材，实验器材中的主控板在接收到数据后首先进行校验，若校验正确，则调节对应控制量，若校验不正确，则不调节对应控制量，并返回对应的错误应答响应给控制器，控制器也要对接收到的响应包进行校验，然后根据得到的转速反馈计算控制量，并发送给执行器终端，循环往复。

9.根据权利要求7所述的网络化立体实验装置库的使用方法，其特征在于：所述实验设备箱根据用户数量调整使用规模。

10.根据权利要求7所述的网络化立体实验装置库的使用方法，其特征在于：在步骤2中，当实验人员对一台或多台实验设备箱进行操作时，该实验设备箱转为忙碌状态，实验人员可独占该实验设备箱，其他人员无法操作同一个设实验设备箱。