虚实结合远程实验教学信息处理系统及方法、智能终端技术方案

本发明专利技术属于5G网络的信息处理技术领域，公开了一种虚实结合远程实验教学信息处理系统及方法、智能终端，所述虚实结合远程实验教学信息处理系统包括：实操平台、虚拟实验模型与动画构建模块和远程实验终端，三者通过云服务器实现网络互连。所述实操平台，包括实验台及其他实验器件、机械臂、摄像头、控制箱；所述远程实验终端包括客户端，服务器端，登录模块，底层应用端、优化网络模块。本发明专利技术对远程物理机械臂的控制，采用机械臂现场安装监控视频探头，通过远程终端实现对机械臂的直接控制；本发明专利技术仅针对机械类实验教学，虚实结合远程实验教学系统围绕机械类实验设计，保证实用性。

Information processing system, method and intelligent terminal of virtual reality combined with distance experiment teaching

【技术实现步骤摘要】
虚实结合远程实验教学信息处理系统及方法、智能终端
本专利技术属于5G网络的信息处理
，尤其涉及一种虚实结合远程实验教学信息处理系统及方法、智能终端。
技术介绍
目前，最接近的现有技术：随着生活水平的提高和科学技术水平的进步，线上教学慢慢走进人们的视野，并迅速普及开来。互联网+教育，是利用多媒体计算机技术和网络技术，实现教师与学习者以及学习者群体之间形成交流互动的一种新兴学习方式，是在传统教育体制和教学方法的框架之外，探索出的一种全新的教学模式。通过大量的检索与和调查发现现有的大多数远程教学系统针对问题有以下几类：(1)针对远程教学和学生互动性差，如CN208569905U的远程教学系统实现了学生和老师之间的互动，提高使用远程教育系统进行教育的质量和效率，CN105788387A的远程教学系统及方法针对学习过程中遇到的问题不能及时有效地向教师提出，教师也不能给与清楚明晰的解答；(2)针对教学效果不佳，如CN107995534A的一种远程教学系统针对现有的教学视频仅有教师讲课视频或者只有课件视频，学生通过远程端进行教学视频观看时往往不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种虚实结合远程实验教学信息处理系统，其特征在于，所述虚实结合远程实验教学信息处理系统包括：/n虚拟实验与动画构建模块，用于实现虚拟实验和虚实验证，在云服务器数据库中通过三维建模软件构建三维虚拟实验装置及其动画，用户也可以根据已有的三维模型及其动画开展虚拟实验；/n实操平台，与虚拟实验与动画构建模块连接，用于实现用户通过机械臂远程操控，以完成相应的实验项目；物理真实实验时可以虚实验证，通过实物PLC控制虚拟三维动画；/n云服务器，用于实现三维建模和实验管理，是虚拟实验与动画构建模块、实操平台和远程实验终端的信息交换平台；实操平台、虚拟实验模型与动画构建模块和远程实验终端通过云服务器实现网络...

【技术特征摘要】
1.一种虚实结合远程实验教学信息处理系统，其特征在于，所述虚实结合远程实验教学信息处理系统包括：
虚拟实验与动画构建模块，用于实现虚拟实验和虚实验证，在云服务器数据库中通过三维建模软件构建三维虚拟实验装置及其动画，用户也可以根据已有的三维模型及其动画开展虚拟实验；
实操平台，与虚拟实验与动画构建模块连接，用于实现用户通过机械臂远程操控，以完成相应的实验项目；物理真实实验时可以虚实验证，通过实物PLC控制虚拟三维动画；
云服务器，用于实现三维建模和实验管理，是虚拟实验与动画构建模块、实操平台和远程实验终端的信息交换平台；实操平台、虚拟实验模型与动画构建模块和远程实验终端通过云服务器实现网络互连；
无线路由器，用于提供实操平台与云服务器的网络连接功能，使用户通过远程实验终端访问实操平台；
远程实验终端，是智能设备，用于通过访问云服务器完成实验项目。


2.如权利要求1所述的虚实结合远程实验教学信息处理系统，其特征在于，所述实操平台，包括实验台及其他实验器件、机械臂、摄像头、控制箱；
机械臂，包括左臂，右臂，基座，传感器和防碰撞模块；左臂和右臂分别固定在两个不同的轮式移动底座上，也可同时固定在一个轮式移动底座上，或者通过螺栓直接固定在实验台上；摄像头设置在轮式移动底座上、机械臂上或实验台上；摄像头与检测量具和仪器构成监控与数据采集模块，实时采集周围环境图像数据和实验结果数据；传感器设置于机械臂上；防碰撞模块设置于机械臂的机械手爪上；
控制箱，包括PLC控制模块、机械臂控制器和wifi模块三个部分，Wifi模块的一端通过无线路由器与云服务器相连，另一端分别连接于摄像头、PLC控制模块和机械臂控制器，实现实操平台的网络连接、实现实验系统控制数据和采集数据的相互传输。


3.如权利要求1所述的虚实结合远程实验教学信息处理系统，其特征在于，所述远程实验终端包括客户端，服务器端，登录模块，底层应用端；
客户端为浏览器客户端，为用户提供前后端交互界面；
服务器端包括数据库，web应用程序，web服务器和虚拟实验模型与动画库，用于处理客户端的用户请求；
服务器端在5G快速网络响应条件下，进一步构建网络优化算法，使机械臂能及时响应指令，并实时采集实验数据。
登录模块用于接收用户的登录信息，包括接入单元和验证单元；接入单元用于接收用户登录客户端的用户名和密码，验证单元用于验证所登录的用户名与登录密码是否匹配正确；
底层应用端包括实验器件，机械臂，机械臂控制器，PLC，wifi模块和摄像头，检测量具和仪器，实现端对端的数据传输；
浏览器客户端与服务器端的输入端双向连接，服务器端与wifi模块双向连接，wifi模块与摄像头双向连接；摄像头对机械臂动作视频图像和实验效果图像进行采集。


4.如权利要求1所述的虚实结合远程实验教学信息处理系统，其特征在于，所述PLC控制模块包括PLC模块，接口处理模块、wifi模块；
PLC模块，用于发出真实控制信号；
接口处理模块，用于PLC控制系统的物理信号与三维虚拟执行机构的数字信号转换连接；
wifi模块，一端通过无线路由器与云服务器相连，另一端分别连接于监控与数据采集模块、PLC和机械臂控制器，实现实操平台的网络连接、实现实验系统控制数据和采集数据的相互传输；
PLC模块，与接口处理模块双向连接；
接口处理模块与wifi模块双向连接。


5.一种运行权利要求1所述虚实结合远程实验教学信息处理系统的虚实结合远程实验教学信息处理方法，其特征在于，所述虚实结合远程实验教学信息处理方法包括：
(1)用户登录系统客户端；<...

【专利技术属性】
技术研发人员：何文辉，
申请(专利权)人：中国计量大学现代科技学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33