一种远程在线实训学习系统技术方案

一种远程在线实训学习系统，系统包括远程客户端、现场控制设备、现场实训设备及现场检测设备，远程客户端采用无线通信方式发送操作指令接管现场控制设备同时接收和显示视频和参数信息；现场控制设备包括上位机、下位机及摄像设备；现场实训设备包括主控装置和控制对象，摄像设备拍摄跟踪并将现场的视频信息上传到上位机；现场检测设备对控制对象进行检测；上位机将视频信息和检测信息发送到远程客户端以显示。学生利用该系统，借助身边的个人计算机或智能手机，以无线控制方式，控制现场控制端，对实训模块进行操作与控制，以完成相应课程的实训，从而节约了学习成本，提高了设备资源的利用率。

A remote online training learning system

A remote online training system, the system includes a remote client, control equipment, on-site training equipment and on-site testing equipment, the remote client uses wireless communication to send instructions over the field control equipment at the same time, receiving and displaying video and parameter information; control equipment including the upper computer and the lower computer and camera device comprises a main control device; the control object and field training equipment, camera equipment to shoot tracking and video information is uploaded to the PC site; site testing equipment to detect the control object; PC video information and detection information sent to the remote client to display. The students use the system, with the side of the personal computer or smart mobile phone, wireless control, field control terminal, operate and control the training module, to complete the corresponding training courses, thus saving the cost of learning, improve the utilization rate of equipment resources.

【技术实现步骤摘要】
一种远程在线实训学习系统
本专利技术涉及教学设备，特别是涉及一种远程在线实训学习系统。
技术介绍
目前，计算机远程网络教学系统，发展方兴未艾，但受时间和空间的限制，传统网络教育模式逐渐暴露出它的局限性与弊端，其中实践环节更是它的短板。比较典型的是，参加网络远程学习的工科学生，在实践环节的学习过程中，如不能亲身来实训室，除去做些仿真，则无所事事，这一现象在国内的远程在线教育中，十分普遍。目前一种流行的解决方法是建立虚拟实验室(VirtualLaboratory)，尽管虚拟实验室能对实践教学起到一定的作用，但也同样面临很多问题，主要体现在以下3个方面：①虚拟仿真模型建立难度很大，而模型的精确度，又直接影响实验结果的准确性和可靠性,其可操作范围被限制。②虚拟仿真模型被理想化，学生无法感受现实实验中的操作，引起的变化，缺乏对现实操作中出现情况的应对能力的锻炼。③实际设备在实验操作中，由于环境的干扰和影响，而导致每个人的实验结果不一样,而仿真模型对这一现象，则无法虚拟。以上虚拟实验室的不足，目前还没有很好的解决方法，急需改进。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种远程在线实训学习系统，旨在解决目前虚拟实验室和真实的实训较大的差距，效果差的问题。本专利技术提供了一种远程在线实训学习系统，所述系统包括远程客户端、现场控制设备、现场实训设备及现场检测设备，其中：所述远程客户端用于将实训学员输入的操作指令向外发送，同时接收和显示远程信息；所述现场控制设备安装有PLC编程软件与组态软件，包括与所述远程客户端通讯接收所述操作指令的上位机、与所述上位机通讯用于下发所述操作指令以现场控制的下位机、接收所述操作指令进行现场实训监控的摄像设备；所述现场实训设备包括与所述下位机通讯的主控装置和与所述主控制装置连接的控制对象，所述主控装置接收所述操作指令控制所述控制对象执行相应的动作；所述摄像设备根据所述操作指令对所述控制对象进行拍摄跟踪并将视频信息通过所述下位机上传到所述上位机；所述现场检测设备对所述控制对象进行检测并输出检测信息到通过所述下位机上传到所述上位机；所述上位机将所述视频信息和所述检测信息发送到所述远程客户端；所述远程客户端接管现场控制设备的上位机，调用上位机内安装的软件资源，同时接收和显示所述现场控制设备回传的现场及所述现场实训设备的所述视频信息和所述检测信息。优选地，所述摄像设备包括固定于工作台的升降装置、滑动设置在所述升降装置上的云台舵机、设置在所述云台舵机上的摄像头以及和固定在所述升降装置一端驱动所述云台舵机在所述升降装置上滑动的驱动电机。优选地，所述升降装置为丝杆起降平台。优选地，还包括用于控制所述主控装置切换控制所述控制对象的切换电路，所述切换电路连接在所述下位机和所述主控装置之间。优选地，所述主控装置包括PLC控制器和/或变频器；所述控制对象包括伺服电机、步进电机和异步电机中的一种或多种。优选地，所述远程客户端包括智能手机、智能平板和计算机终端中的一种或多种。优选地，所述上位机为计算机终端。优选地，所述下位机为微处理器模块。优选地，所述现场检测设备包括检测转速的光电传感器、检测电流的电流传感器、检测电压的电压传感器和检测温度的温度传感器中的一种或多种。优选地，还包括与所述上位机通讯连接的显示器，所述显示器显示所述视频信息和所述检测信息。上述远程在线实训学习系统，学生利用该系统，在任何有无线网络信号覆盖的地方，借助身边的个人计算机或智能手机，以无线控制方式，控制和接管安放在实训室内的系统现场控制端，利用现场控制端上位机内的资源，学习PLC等程序设计，对实训模块进行操作与控制，以完成相应课程的实训，从而极大地节约了学习成本，提高了设备资源的利用率，弥补了互联网在线学习发展潮流中的缺陷，在广大工科专业在线学习或线上、线下混合式教学领域具有非常广阔的应用前景与推广价值，对推动我国远程教育，向更高、更深层次发展，具有重要意义。附图说明图1为本专利技术较佳实施例中远程在线实训学习系统的系统模块示意图；图2为图1所示远程在线实训学习系统中现场控制设备和现场实训设备的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请参阅图1，本专利技术较佳实施例中远程在线实训学习系统包括远程客户端10、现场控制设备、现场实训设备14及现场检测设备15。远程客户端10用于将实训学员输入的操作指令向现场控制设备发送，同时接收和显示现场信息。实训学员利用身边的智能手机、智能平板和计算机终端中，在装载通用远程控制软件TeamViewer后，即可利用无线，和现场控制设备网络与安装在实训室的系统现场实训设备14，进行远程无线通信，以完成相应的实训项目。远程客户端10采用无线通信方式，向现场控制设备发送操作指令，接管现场控制设备的上位机11，调用安装在上位机11上的各种软件资源，应用程序(如PLC编程程序与各类组态软件)，同时接收和显示现场控制设备回传的现场及现场实训设备的现场视频和各类现场检测参数的信息。现场控制设备包括与远程客户端10通讯接收操作指令的上位机11、与上位机11通讯用于下发操作指令以现场控制的下位机12、接收操作指令进行现场实训监控的摄像设备13。现场实训设备14包括与下位机12通讯的主控装置和与主控制装置连接的控制对象，主控装置接收操作指令控制控制对象执行相应的动作；摄像设备13根据操作指令对控制对象进行拍摄跟踪并将视频信息通过下位机12上传到上位机11。本学习系统中，实训对象采用模块化设计，加装通信串口，一个实训项目对应于一个实训模块，实训项目和实训模块今后可以根据需要不断扩充。远程实训模块与系统的现场控制端电缆相连，采用RS-232进行异步串行通信。现场检测设备15对控制对象进行检测并输出检测信息到通过下位机12上传到上位机11；上位机11将现场的视频信息和检测信息发送到远程客户端10以显示。上位机11接收学生远程客户端10的命令，与实训室的现场实训设备14进行有线通信，学生利用客户端，远程操纵现场控制端的上位机11，进行各种编程软件以及组态软件(GX-Develop、组态王、Wincc等)的学习和应用，对远程实训模块进行相应的控制，按实训要求，完成相应实训内容。同时在实训过程中，它还可以，接收学生远程客户端10的命令，调整自带摄像设备13的角度，以便实时上传实训现场图像和监控数据给学生客户端，便于学生观察实训效果，修改实训相关的程序设计，和协助实训室现场管理员，进行实训设备的安全防护。摄像设备13包括固定于工作台20的升降装置131、滑动设置在升降装置131上的云台舵机132、设置在云台舵机132上的摄像头133以及和固定在升降装置131一端驱动云台舵机132在升降装置131上滑动的驱动电机134。优选地，升降装置131为丝杆起降平台。优选的，现场摄像头133可以有一个或多个，便于监控现场实训对象及现场环境。现场检测设备15包括检测转速的光电传感器、检测电流的电流传感器、检测电压的电压传感器和检测温度的温度传感器中的一种或多种。远程在线实训学习系统还包括用于控制主控装置切换控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种远程在线实训学习系统，其特征在于，所述系统包括远程客户端、现场控制设备、现场实训设备及现场检测设备，其中：所述远程客户端用于将实训学员输入的操作指令向外发送，同时接收和显示远程信息；所述现场控制设备安装有PLC编程软件与组态软件，包括与所述远程客户端通讯接收所述操作指令的上位机、与所述上位机通讯用于下发所述操作指令以现场控制的下位机及接收所述操作指令进行现场实训监控的摄像设备；所述现场实训设备包括与所述下位机通讯的主控装置和与所述主控制装置连接的控制对象，所述主控装置接收所述操作指令控制所述控制对象执行相应的动作；所述摄像设备根据所述操作指令对所述控制对象进行拍摄跟踪并将现场视频信息通过所述下位机上传到所述上位机；所述现场检测设备对所述控制对象进行检测并输出检测信息到通过所述下位机上传到所述上位机；所述上位机将所述视频信息和所述检测信息发送到所述远程客户端；所述远程客户端接管所述现场控制设备的上位机，调用上位机内安装的软件资源，同时接收和显示所述现场控制设备回传的现场及所述现场实训设备的所述视频信息和所述检测信息。

【技术特征摘要】
1.一种远程在线实训学习系统，其特征在于，所述系统包括远程客户端、现场控制设备、现场实训设备及现场检测设备，其中：所述远程客户端用于将实训学员输入的操作指令向外发送，同时接收和显示远程信息；所述现场控制设备安装有PLC编程软件与组态软件，包括与所述远程客户端通讯接收所述操作指令的上位机、与所述上位机通讯用于下发所述操作指令以现场控制的下位机及接收所述操作指令进行现场实训监控的摄像设备；所述现场实训设备包括与所述下位机通讯的主控装置和与所述主控制装置连接的控制对象，所述主控装置接收所述操作指令控制所述控制对象执行相应的动作；所述摄像设备根据所述操作指令对所述控制对象进行拍摄跟踪并将现场视频信息通过所述下位机上传到所述上位机；所述现场检测设备对所述控制对象进行检测并输出检测信息到通过所述下位机上传到所述上位机；所述上位机将所述视频信息和所述检测信息发送到所述远程客户端；所述远程客户端接管所述现场控制设备的上位机，调用上位机内安装的软件资源，同时接收和显示所述现场控制设备回传的现场及所述现场实训设备的所述视频信息和所述检测信息。2.如权利要求1所述的远程在线实训学习系统，其特征在于，所述摄像设备包括固定于工作台的升降装置、滑动设置在所述升降装置上的云台舵机、设置在所述云台舵机...

【专利技术属性】
技术研发人员：何跃军，李树洲，
申请(专利权)人：深圳职业技术学院，
类型：发明
国别省市：广东,44