【技术实现步骤摘要】
基于元宇宙的质子交换膜燃料电池教学实验平台
[0001]本专利技术涉及属于元宇宙
,具体涉及一种基于元宇宙的质子交换膜燃料电池教学实验平台。
技术介绍
[0002]目前我国新能源领域尤其是质子交换膜燃料电池领域的专业人才培养严重短缺。而由于设备成本和时间成本的限制,相关实验与实际需求脱节,广大质子交换膜燃料电池研究人员进行燃料电池相关实验动手操作的机会却越来越少,相关的实验仅仅是简单的电动势测定等验证实验,相关电池组装、仪器操作等简单的演示实验,这种现象严重制约了创新意识及高素质人才的培养:另一方面,研究生阶段的学术要求和相关企业对人才的要求越来越高。
[0003]现有实验教学平台,关于燃料电池相关的实验成本较高,真实实验环境具有高危险性,虚拟实验展示手段单一且模型参数更新不及时,因此,已无法满足人才培养的需求,在燃料电池实验领域,深度结合专业知识,开展指导型实验和探究型实验对燃料电池相关人才培养尤为重要。
技术实现思路
[0004]本专利技术提出了一种基于元宇宙的质子交换膜燃料电池教学实验平台,以解决传统的教学方法和实验模式实验成本较高,真实实验环境危险性高,虚拟实验展示手段单一且模型参数更新不及时的技术问题。
[0005]为解决上述技术问题,本专利技术提供了一种基于元宇宙的质子交换膜燃料电池教学实验平台,其特殊之处在于,包括硬件终端模块、燃料电池数据采集模块、燃料电池实验场景模拟模块和云计算模块;所述燃料电池数据采集模块,用于采集真实实验室场景数据和实体燃料电池数据,并上传至 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于元宇宙的质子交换膜燃料电池教学实验平台,其特征在于:包括硬件终端模块、燃料电池数据采集模块、燃料电池实验场景模拟模块和云计算模块;所述燃料电池数据采集模块,用于采集真实实验室场景数据和实体燃料电池数据,并上传至所述云计算模块;所述燃料电池实验场景模拟模块,用于基于所述真实实验室场景数据在元宇宙中进行实验室渲染;基于所述实体燃料电池数据在元宇宙中构建数字燃料电池;基于所述云计算模块与燃料电池数据采集模块进行通信,以对所述数字燃料电池的参数进行更新;所述硬件终端模块,用于显示元宇宙画面,下达实验操作指令对数字燃料电池进行操作并进行实时仿真分析得到实验数据;所述云计算模块,用于各个模块之间的连接、数据处理和数据传输。2.根据权利要求1所述的一种基于元宇宙的质子交换膜燃料电池教学实验平台,其特征在于:所述实体燃料电池数据包括氢气高压端压力、氢气进气端压力、氢气进端湿度、氢气进端流量、反应堆温度、氢气进气端压力、空气流量、水流量、电流和电压的数据。3.根据权利要求1所述的一种基于元宇宙的质子交换膜燃料电池教学实验平台,其特征在于:利用所述基于元宇宙的质子交换膜燃料电池教学实验平台构建数字燃料电池的方法为:基于实体燃料电池数据,采用基于大数据模型的数字孪生建模方法,并通过黑盒建模的方式,在元宇宙中构建输入和响应的关联关系模型。4.根据权利要求3所述的一种基于元宇宙的质子交换膜燃料电池教学实验平台,其特征在于:所述云计算模块进行数据传输采用SSL证书进行鉴别和加密,所述SSL证书包括握手协议和记录协议;所述握手协议,用于第一次交互并通过数字证书进行身份验证,身份确认无误后,再确定加密方法进行加密;所述记录协议,用于所述握手协议身份确认无误后,对文本内容进行加密和传输。5.根据权利要求4所述的一种基于元宇宙的质子交换膜燃料电池教学实验平台,其特征在于:所述云计算模块采用记录协议进行加密和传输包括以下步骤:步骤S101:云计算模块与待传输数据的客户端双方均生成一对RSA秘钥,各自保管好私钥,将公钥给对方;步骤S102:云计算模块使用随机函数生成AES加密要用的key;步骤S103:云计算模块使用步骤S102生成的key对要传输的数据用AES进行加密;步骤S104:云计算模块使用客户端给的公钥对生成的随机Key进行加密;步骤S105:云计算模块将使用AES加密的数据以及使用客户端给的公钥加密的随机key一起发送给客户端;步骤S106:客户端拿到云计算模块发送的数据后,先使用客户端的私钥对加密的随机key进行解密,然后使用解密成功的随机key对使用AES加密的数据进行AES解密,获得最终的数据。6.根据权利要求1所述的一种基于元宇宙的质子交换膜燃料电池教学实验平台,其特征在于:所述燃料电池实验场景模拟模块还包括安全教育模块、用户管理模块、设备介绍模块、指导型实验模块和探究型实验模块;所述安全教育模块,用于进行燃料电池实验室安全教育,完成安全教育学习内容后并
通过安全教育测试后进行实验;所述用户管理模块,用于记录用户数据,并提供历史实验数据及实验存档;所述指导型实验模块,用于通过预置实验内容,设置实验步骤指导、语音提示和实验总结,使平台使用者按照既定方法和...
【专利技术属性】
技术研发人员:谢长君,尹柄桢,朱文超,高昊,杨扬,杜帮华,黄亮,石英,
申请(专利权)人:武汉理工大学,
类型:发明
国别省市:
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