【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及计算机虚拟实验，尤其涉及一种基于html5的电路虚拟实验系统。
技术介绍
1、在虚拟实验领域国内外都有了各自的研究成果。在国外德国的鲁尔大学以网络虚拟为基础建立了控制工程的学习系统，这个系统可以通过三维的视觉效果模拟实验场景和实验设备，实现虚拟实验的交互操作。西班牙大学的虚拟工作平台用于电子仪器方面，意大利的帕瓦多大学则将技术用在远程教育的发展上面，新加坡国立大学在远程控制实验方面收获颇丰，开展了属于自己的压力容器实验和远程示波器实验。
2、在我国，虚拟实验也得到了良好的发展，由于虚拟实验室的虚拟技术的特点使得其在理工科教学的实际应用中取得了很大的成绩，比如在生物学、化学、建筑学、医学、电工学等方面，目前我国很多高校都建立了符合自身教学要求的虚拟实验室。
技术实现思路
1、为了解决以上技术问题，本专利技术提供了一种基于html5的电路虚拟实验系统，使得用户随时随地都可以搭建模型进行电路虚拟实验。
2、本专利技术的技术方案是：
3、一种基于html5的电路虚拟实验系统，包括电路模型创建服务、用户模型操作服务和数据应用处理服务三个模块；
4、其中，
5、电路模型创建服务，为用户提供模型创建服务，在该模块中用户可以根据不同情景创建符合自己需求的电路模型；
6、用户模型操作服务，提供模型生成功能，在模型创建之后用户可以运行模型查看各个模型的参数数据；
7、数据应用处理服务，主要对用户数据进行存
8、进一步的，
9、电路模型创建服务包括扫描与图像识别模块、平面和3d绘制模型模块和模型存储模块；
10、其中，
11、扫描与图像识别模块用于实体类电路或者图片类电路模型的创建；
12、平面和3d绘制模型模块用于电路模型绘制；
13、模型存储模块主要用来维护电路模型，对于识别不准确的电路模型和有修改需求的模型用户可以在该模块进行修改、删除操作。
14、再进一步的，
15、用户通过平面和3d绘制模型模块，可以根据需要手动绘制平面电路模型，同时平面和3d绘制模型模块内置了3d电路实验器材，用户可以进行3d电路模型的绘制创建。
16、模型存储模块还有电路模型的导入导出功能，可将平面或3d模型导出为文件在用户间流传。
17、进一步的，
18、用户模型操作服务包括生成实验模型模块，用户操作模块和电路知识与讨论模块；
19、其中，
20、生成实验模型模块，在电路模型创建之后可以在该模块生成实验模型，用户可以查看电路中各个电子器件的参数，用户可以根据模拟数据进行参数分析，同时对模拟数据和实际数据进行比较，分析存在差距的原因；
21、用户操作模块，用户在已有模型基础上可以对电路进行修改，在修改的同时系统会实时为用户反馈数据，用户可以根据自己的目标对已有模型进行优化；
22、电路知识与讨论模块，为不同类型的用户提供不同的服务。电路知识与讨论模块起到一个论坛的作用，在这里用户可以对电路问题进行讨论或者发布问题去请教别人，用户也可以发布自己的模型或者下载别人的模型。
23、进一步的，
24、数据应用处理服务包括后台管理中心、数据存储中心和数据处理中心；
25、其中，
26、后台管理中心用来存储管理登录用户的信息如用户账密、组织；
27、数据存储中心主要用来保存用户的模型数据以及上传的文件数据和论坛数据；
28、数据处理中心作用如下：根据用户扫描的图像或者上传的图片文件识别分析电路的元器件以及各元器件的连接方式，根据用户生成的实验电路模型计算分析各部分参数，同时反馈给用户。
29、再进一步的，
30、系统工作过程包含模型识别、模型绘制、模型导入导出三个步骤；
31、(1)模型识别
32、模型识别流程首先由影像采集模块采集电路的影像信息，所收集的信息发送给模型生成模块，模型生成后由数据处理模块处理相应的数据信息；影像采集模块首先要获取电路的深度图像，然后发现电路并识别电路的元器件，利用深度学习模型对元器件目标实体矢量表示，深度图像通过对扫描文件或者图片的切割使电路与环境分离开，使用“像素级”分析推测出各个电子器件并生成对应模型；然后再次分析各元件之间的连线同样将目标实体矢量表示，两组矢量数据加以分析相互关联，形成有序的电子器件到连线再到电子器件的流程，生成的模型根据该流程进行自动连线通过数据处理模块生成最终的电路图；
33、(2)模型绘制
34、模式绘制，对于平面电路图来说以html5的canvas为基础内置各种类型的电子器件模型，用户可以选择所需要的器件放置在画布上，同时为器件添加参数以及不同器件直接相互连线，器件的位置参数和属性参数通过xml文件记录下来保存操作时传递给后端数据存储中心进行存储；
35、对于3d电路图来说通过三维建模软件构建所需要的三维模型并导出相应格式的三维文件，然后通过html5的three.js引擎将三维文件导入到三维场景中建立各种电子器件三维模型供用户使用，同样使用three.js引擎生成接线端模型并定义其与三维接线的交互动作；
36、以上两种模式用户在进行电路图绘制时可以给予提示，连接正确的连线以绿色高亮显示，如果用户连线时发生错误以红色高亮显示提醒用户进行修改；
37、(3)模型导入导出
38、平面图以xml形式传给后端进行存储，将导出文件打包成压缩包形式，并通过散列技术生成签名文件，保证模型文件的完整性。
39、模型导入文件需要符合three.js引擎的导入格式，解压模型压缩包校验签名文件如果不成功不予通过导入失败，之后依据xml文件获取整个电路图的所有器件及其位置参数和属性参数，再用连线将器件进行连接同时校验电路的合法性。
40、本专利技术的有益效果是
41、(1)本电路虚拟实验系统主要为有电路实验需求的用户服务，一方面传统的电路画图主要以平面图为主，本系统除了平面图外还提供了3d电路图绘制功能，增加了直观性和趣味性，用户可以更明确电路的连接方式，在实际操作时可以更易上手，减少失误次数和搭建电路的时间，同时内置了讨论论坛和任务布置等模块，增加了人与人之间的交流，可以更加方便地寻求解决问题的方法。
42、(2)相比较传统画图方式本专利技术以html5为基础搭建网页和模型，一方面有体积小易操作的优势，另一方面该系统除了可以在pc端操作也可以在手机端操作，真正实现随时随地进行实验这一目的。相比较于实际操作，本虚拟实验系统更是极大地节约了器材成本，对于难以获得的或者是极为昂贵的器件可以通过建模的方式模拟实验。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于HTML5的电路虚拟实验系统，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种基于html5的电路虚拟实验系统，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，
5.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：薛超，孙瑞琪，
申请(专利权)人：浪潮软件集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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