CN104464411A - 用于实训的无线数据采集*** - Google Patents

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CN104464411A CN201410737136.0A CN201410737136A CN104464411A CN 104464411 A CN104464411 A CN 104464411A CN 201410737136 A CN201410737136 A CN 201410737136A CN 104464411 A CN104464411 A CN 104464411A
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陆应华
李思
江静岚
于维佳
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Liuzhou Railway Vocational Technical College
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Liuzhou Railway Vocational Technical College
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    • G—PHYSICS
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Abstract

一种用于实训的无线数据采集***，包括多台无线分机、一台无线主机与一台上位机；所述的多台无线分机供学生使用，该多台无线分机的输出端分别通过无信通信与无线主机的输入端连接；无线主机与上位机双向连接。所述的无线分机包括分机中央控制模块、分机数据测量模块、分机无线通信模块、分机人机接口模块；所述的分机数据测量模块、分机无线通信模块、分机人机接口模块分别与分机中央控制模块的输入输出端连接。本发明极大地改善了教学效果和提高了实训效率，成本低廉，易于推广应用，适合在高等院校电子电路等相关专业的实训、实验教学当中使用。

Description

用于实训的无线数据采集***
技术领域
本发明涉及一种无线教学仪器，特别是一种用于实训的无线数据采集***。
背景技术
目前高等院校中的电子电路等专业的实训当中，往往涉及电压、电流等参数的测量。在实训过程中，教师必须根据学生的测量结果去判断学生搭建的实验电路正确与否。这就导致在课堂上一个指导教师需要检查整个班级每一个学生的测量数据，工作量非常大，严重影响了教学效果与实训效率。
公告号CN202996066U的专利公开了一种无线教学实验装置，该专利通过WIFI传输方式，实现了无线示波器和无线信号源。但是该专利只能实现智能手机或平板电脑等自带WIFI的手持设备与无线装置之间的“一对一”连接。
申请公布号为CN103048507A的专利公布了一种无线的数字示波器。该专利同样是基于WIFI进行“一对一”传输的无线仪表，其终端同样是手持式的智能设备（手机、平板电脑）。
上述方案所需成本偏高，而且基于手持式设备的结构也无法大量应用于现有的电子电路等相关专业实训室，更无法实现实训当中的记录与考核。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种适用于高等院校电子电路等相关专业的实训、实验教学当中的用于实训的无线数据采集***，以改善教学效果和提高实训效率。
解决上述技术问题的技术方案是：一种用于实训的无线数据采集***，包括多台无线分机、一台无线主机与一台上位机；所述的多台无线分机供学生使用，该多台无线分机的输出端分别通过无信通信与无线主机的输入端连接；无线主机与供教师使用的上位机双向连接。
本发明的进一步技术方案是：所述的无线分机包括分机中央控制模块、分机数据测量模块、分机无线通信模块、分机人机接口模块；所述的分机数据测量模块、分机无线通信模块、分机人机接口模块分别与分机中央控制模块的输入输出端连接。
本发明的再进一步技术方案是：所述的分机中央控制模块包括用以完成无线分机的控制、通信、测量功能的单片机。
本发明的再进一步技术方案是：所述的分机数据测量模块包括表笔、分压电路、运算放大器、AD模数转换器；所述的分机无线通信模块包括用以完成短距离的高速数据发送功能的nRF24L01无线数据通信芯片。
本发明的再进一步技术方案是：所述的分机人机接口模块包括用以完成测量数据显示功能的LCD显示屏Ⅰ、用于完成确认发送数据功能的按键Ⅰ。
本发明的进一步技术方案是：所述的无线主机包括主机中央控制模块、主机无线通信模块、主机人机接口模块，所述的主机无线通信模块、主机人机接口模块分别与主机中央控制模块的输入输出端连接。
本发明的再进一步技术方案是：所述的主机中央控制模块包括用以完成无线主机的控制、通信功能的单片机、用以完成与上位机进行数据通信功能的串口通信电路，串口通信电路与上位机之间通过串口数据线相连接。
本发明的再进一步技术方案是：所述的主机无线通信模块包括用以完成短距离的高速数据接收功能的nRF24L01无线数据通信芯片。
本发明的再进一步技术方案是：所述的主机人机接口模块包括用以完成当前无线主机状态显示的LCD显示屏Ⅱ、用以完成更改无线主机配置参数功能的按键Ⅱ。
本发明的更进一步技术方案是：所述的上位机中安装有具备串行通信功能、并能将无线主机上传的数据自动进行显示、保存、汇总与分类操作的实训软件。
由于采用上述结构，本发明之用于实训的无线数据采集***用于与现有技术相比，具有以下有益效果：
1. 可改善教学效果和提高实训效率：
由于本发明包括多台无线分机、一台无线主机与一台上位机；其中多台无线分机供学生使用，该无线分机具备电路参数测量功能，在实训当中学生利用无线分机对电路参数进行测量，并通过按键确认是否将测量数据发送至无线主机；无线主机与作为教师电脑的上位机连接，二者通过串口进行数据传输，上位机对无线主机接收到的各组、各次测量数据进行汇总与保存；从而能够完成“多对一”的无线数据传输功能，并能将数据在上位机进行保存、汇总与分类。
因此，学生在使用无线分机进行电路参数的测量之后，通过按键提交测量结果，在无线主机接收到数据后，在上位机直接进行显示，并同时自动进行测量结果的保存、汇总与分类，不需要指导教师逐一地去检查每组学生的测量结果，极大地改善了教学效果和提高了实训效率。
2. 成本低廉，易于推广应用：
由于本发明只包括多台无线分机、一台无线主机与一台上位机；其结构比较简单，成本低廉，不通过WIFI构造数据传输方案，不依赖手持设备；也不需要对现有实训室进行大的改造，甚至无需改动现有的实训设备，只需一台拥有串口的电脑即可应用本设备，易于推广应用。
3. 适合在高等院校电子电路等相关专业的实训、实验教学当中使用：
本发明包括多台无线分机、一台无线主机与一台上位机，各组成部分均采用模块化的结构，使得维护、维修简单方便，适合在学生流动性较大的高等院校电子电路等相关专业的实训、实验教学当中使用。
下面，结合附图和实施例对本发明之用于实训的无线数据采集***的技术特征作进一步的说明。
附图说明
图1：实施例一所述本发明之用于实训的无线数据采集***的结构框图，
图2：无线分机的结构框图，
图3：无线主机的结构框图。
具体实施方式
实施例一：
一种用于实训的无线数据采集***，包括多台无线分机、一台无线主机与一台上位机（参见图1）；所述的多台无线分机（最多可达256台）供学生使用，该多台无线分机的输出端分别通过无信通信与无线主机的输入端连接；无线主机与供教师使用的上位机双向连接,完成“多对一”的无线数据传输；
所述的无线分机包括分机中央控制模块、分机数据测量模块、分机无线通信模块、分机人机接口模块（参见图2）；所述的分机数据测量模块、分机无线通信模块、分机人机接口模块分别与分机中央控制模块的输入输出端连接。
所述的分机中央控制模块包括用以完成无线分机的控制、通信、测量功能的单片机。
所述的分机数据测量模块包括表笔、分压电路、运算放大器、AD模数转换器；所述的分机无线通信模块包括用以完成短距离的高速数据发送功能的nRF24L01无线数据通信芯片,
所述的分机人机接口模块包括用以完成测量数据显示功能的LCD显示屏Ⅰ、用于完成确认发送数据功能的按键Ⅰ。其中，LCD显示屏Ⅰ是用于将无线分机通对常用电路参数（电压、电流、频率等参数）的测量数值显示出来，以便学生测量时自查；按键Ⅰ用于学生在确认提交测量结果，同时将测量数据发送至无线主机。
所述的无线主机包括主机中央控制模块、主机无线通信模块、主机人机接口模块（参见图3），所述的主机无线通信模块、主机人机接口模块分别与主机中央控制模块的输入输出端连接。
所述的主机中央控制模块包括用以完成无线主机的控制、通信功能的单片机、用以完成与上位机进行数据通信功能的串口通信电路，串口通信电路与上位机之间通过串口数据线相连接；以便与上位机进行通信，将接收到的测量数据传输到上位机；
所述的主机无线通信模块包括用以完成短距离的高速数据接收功能的nRF24L01无线数据通信芯片。
所述的主机人机接口模块包括用以完成当前无线主机状态显示的LCD显示屏Ⅱ、用以完成更改无线主机配置参数功能的按键Ⅱ。
所述的上位机中安装有具备串行通信功能、并能将无线主机上传的数据自动进行显示、保存、汇总与分类操作的实训软件；上位机从串口接收测量数据，并进行显示、保存、汇总与分类，教师可以从上位机方便地批阅学生的所有测量数据。
本发明之用于实训的无线数据采集***的工作原理：
学生使用多台无线分机进行对电路参数的测量，通过无线分机人机接口模块的LCD显示屏可将该测量数值显示出来，以便学生测量时自查；再通过按键可使学生在确认提交测量结果的同时，将测量数据发送至无线主机。无线主机接收到数据后，在上位机直接进行显示，并同时自动进行测量结果的保存、汇总与分类，教师可以从上位机方便地批阅学生的所有测量数据。

Claims (10)

1.一种用于实训的无线数据采集***，其特征在于：包括多台无线分机、一台无线主机与一台上位机；所述的多台无线分机供学生使用，该多台无线分机的输出端分别通过无信通信与无线主机的输入端连接；无线主机与供教师使用的上位机双向连接。
2.根据权利要求1所述的用于实训的无线数据采集***，其特征在于：所述的无线分机包括分机中央控制模块、分机数据测量模块、分机无线通信模块、分机人机接口模块；所述的分机数据测量模块、分机无线通信模块、分机人机接口模块分别与分机中央控制模块的输入输出端连接。
3.根据权利要求2所述的用于实训的无线数据采集***，其特征在于：所述的分机中央控制模块包括用以完成无线分机的控制、通信、测量功能的单片机。
4.根据权利要求2所述的用于实训的无线数据采集***，其特征在于：所述的分机数据测量模块包括表笔、分压电路、运算放大器、AD模数转换器；所述的分机无线通信模块包括用以完成短距离的高速数据发送功能的nRF24L01无线数据通信芯片。
5.根据权利要求2所述的用于实训的无线数据采集***，其特征在于：所述的分机人机接口模块包括用以完成测量数据显示功能的LCD显示屏Ⅰ、用于完成确认发送数据功能的按键Ⅰ。
6.根据权利要求1所述的用于实训的无线数据采集***，其特征在于：所述的无线主机包括主机中央控制模块、主机无线通信模块、主机人机接口模块，所述的主机无线通信模块、主机人机接口模块分别与主机中央控制模块的输入输出端连接。
7.根据权利要求6所述的用于实训的无线数据采集***，其特征在于：所述的主机中央控制模块包括用以完成无线主机的控制、通信功能的单片机、用以完成与上位机进行数据通信功能的串口通信电路，串口通信电路与上位机之间通过串口数据线相连接。
8.根据权利要求6所述的用于实训的无线数据采集***，其特征在于：所述的主机无线通信模块包括用以完成短距离的高速数据接收功能的nRF24L01无线数据通信芯片。
9.根据权利要求6所述的用于实训的无线数据采集***，其特征在于：所述的主机人机接口模块包括用以完成当前无线主机状态显示的LCD显示屏Ⅱ、用以完成更改无线主机配置参数功能的按键Ⅱ。
10.根据权利要求1至9任一权利要求所述的用于实训的无线数据采集***，其特征在于：所述的上位机中安装有具备串行通信功能、并能将无线主机上传的数据自动进行显示、保存、汇总与分类操作的实训软件。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109215403A (zh) * 2018-10-23 2019-01-15 东莞理工学院 一种教学演示用表
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