一种远程实验系统及其实现方法技术方案

本发明专利技术提供了一种远程实验系统及其实现方法，所述远程实验系统包括实验仪器设备、嵌入式接入终端、Ｗｅｂ服务器、远程客户端，所述Ｗｅｂ服务器通过互联网分别与远程客户端和嵌入式接入终端互联，所述嵌入式接入终端与实验仪器设备连接。本发明专利技术利用了嵌入式和ｗｅｂ集群技术，使用了嵌入式标准件、Ｂ／Ｓ结构控制经数字化改造的仪器，实现了用户与远端实验设备的数据交互。

Remote experiment system and implementation method thereof

The invention provides a remote experiment system and its realization method, the remote experiment system including the experimental equipment, the embedded Web server, remote access terminal, the client, the Web server through the Internet and remote client and embedded Internet access terminal, the access terminal and the embedded experimental equipment connection. The invention utilizes the embedded and Web cluster technology, uses the embedded standard component, the B / S structure to control the digital transformed instrument, and realizes the data interaction between the user and the remote experimental equipment.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于远程实验领域，特别是涉及。
技术介绍
当今远程实验系统多数使用代理服务器或嵌入式服务器方案实现实验设备 的远程控制。代理服务器方案使用PC机作为网络代理服务器实现多台设备的 远程监控，该方案适应性较差，数据传输速率不高，远程监控的实时性弱，软 硬件不可剪裁从而造成资源浪费。嵌入式服务器方案要求每台设备配有一个嵌入式Web服务器，以进行数据采集、数据存储、数据转发、设备网络连接及与 远程监控主机的数据交互，令实验资源的分配和管理分散，只能实现一对一的 连接，从而限制了系统的开放性和拓展性。以上方案均存在高投入、高消耗、 不协调、低效率的问题。而目前应用于远程实验系统的C/S网络结构的需要用户安装相关软件，不 仅提高了教学与实验成本，还给用户带来了不必要的麻烦。此外，传统远程实 验系统的Web应用采用同步交互过程，用户大量时间用于等待服务器处理用户 请求，界面并不连贯。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的缺点，提供一种成本低、协调性好、性 能高、效率高且界面友好连贯的集约型远程实验系统。本专利技术的另一目的在于提供该远程实验系统的实现方法。为了实现专利技术目的一，采用的技术方案如下一种远程实验系统，包括实验仪器设备、嵌入式接入终端、Web服务器、远程客户端，所述Web服务器通过互联网分别与远程客户端和嵌入式接入终端互联，所述嵌入式接入终端与实验仪器设备连接。上述技术方案中，所述Web服务器与远程客户端间的互联采用B/S网络结 构，且采用异步JavaScript和XML模式实现数据传输。所述嵌入式接入终端将多台实验仪器设备接入系统，所述实验仪器设备为 数字化设备，其设置有单片机模块，利用单片机模块的无线通信接口或有线通 信接口传送控制信息以及反馈状态信息。所述无线通信接口为蓝牙或无线路由或共享无线接入接口，所述有线通信 接口为电力电源线或以太网或高速数据串行总线。所述嵌入式接入终端设置有实现实验仪器设备与Web服务器的网络通信的 A固嵌入式模块。为了实现专利技术目的二，采用的技术方案如下一种远程实验系统的实现方法，通过嵌入式接入终端实现实验仪器设备以独立的进程与Web服务器互通控制/数据信息，所述Web服务器将所有的实验仪 器设备映射为统一的本地资源，Web服务器还利用动态网页技术实现对实验仪 器设备、远程客户端数据信息与控制信息的统筹处理，从而实现实验仪器设备 与用户的多对多连接；用户在远程客户端通过浏览器下载浏览页面，在浏览页 面进行远程实验操作。本专利技术的远程实验系统的实现还包括初始化设置步骤，所述初始 设置为 管理员在Web服务器设置网络参数，完成Web服务器所内置的用户注册/登录/验证模块、实验室管理模块、实验仪器设备管理模块、实验仪器设备操作模块 和观察实验现场模块的配置。本专利技术的远程实验系统的实现还包括实验仪器设备的配置步骤，所述实验 仪器设备的配置为仪器开发者在实验仪器设备完成通信协议配置，并将实验仪 器设备接入嵌入式接入终端。本专利技术的远程实验系统的实现还包括通过在Web服务器设置账号权限管理 模块来实现权限管理。本专利技术的远程实验系统的实现还包括设置有开发者接入模块，仪器开发者 直接采用嵌入式接入终端与实验仪器设备互动，或者通过开发者接入模块实现与实验仪器设备的数字化采集和控制，并在Web服务器进行登记，将一台或者 多台实验仪器设备接入系统，实现仪器的集群化。利用了嵌入式和web集群技术，使用了嵌入式标准件、B/S结构控制经数字 化改造的实验仪器设备，实现了用户与远端实验设备的数据交互。与现有技术 相比，本专利技术以Web服务器作为系统管理和数据处理的中心，实验仪器设备遵 循系统制定的通信标准。系统制定的通信标准可采用RETP协议，RETP协议是 嵌入式客户端与服务器端的通信协议，工作在ISO/OSI体系的应用层，命令、 数据信息嵌入在报文中。请求报文包括请求类型、URL、请求参数、版本以及 通信密码等信息。响应报文包括版本、状态码和状态短语等信息。通过嵌入式接入终端访问Web服务器实现实验仪器设备与用户多对多的连 接，实现了实验仪器集群化，解决了一对一的连接限制，降低了能耗和成本。 Web服务器将实验仪器设备映射为本地资源并处理系统数据，明显减少了用户 端工作量。以Ajax无刷新动态网页方式向网络用户呈现一个集约型远程实验系统，减少必要网络通信流量与等待时间，用户只需通过浏览器即可的到界面连 贯的远程实验环境。同时可以调用现场设置的摄像机传送过来的图像系统具备 观察实验现场的调用功能。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。具体实施方式 下面结合附图及实施例对本专利技术做进一步的说明。 实施例l:本专利技术的结构示意图如附图1所示，包括根据能以系统制定的协议进行通 信的经数字化改造的实验仪器设备、用于将数字化实验仪器设备接入互联网的 嵌入式接入终端、实现对系统数据与控制信息作统筹处理的Web服务器、用于 发送页面请求及控制信号与反馈实验信息的远程客户端。Web服务器通过互联网分别与远程客户端和嵌入式接入终端实现互联。Web 服务器与远程客户端间使用B/S网络结构互联，并利用Ajax无刷新技术完成数 据传输。嵌入式接入终端将多台实验仪器设备接入系统。实验仪器设备为经数字化改造的普通实验仪器，仪器内单片机模块利用接 口传送的控制信息控制仪器及并将状态信息通过接口反馈。该接口可采用无线 通信接口或有线通信接口 ，无线通信接口为蓝牙或无线路由或共享无线接入接 口 ，有线通信接口为电力电源线或以太网或高速数据串行总线。嵌入式接入终端以A固嵌入式模块为核心，提取信息特征内容，与系统制 定的通信标准比较，识别信息源的群内身份，判别信息发送方向。嵌入式接入终端负责将实验仪器端接入互联网，实现实验仪器端与服务器的网络通信。Web服务器采用基于Ajax无刷新技术的ASP.NET动态网页技术设计的服务 器端软件，实时统筹处理数据与控制信息。远程客户端为可联网计算机，使用浏览器下载系统界面。系统中嵌入式接入终端实现的本地/远程的实验仪器设备以独立的进程与 Web服务器互通控制/数据信息，Web服务器将所有的实验仪器设备映射为统一 的本地资源。利用动态网页技术设计服务器端软件，实现对实验仪器设备、远 程客户端数据信息与控制信息的统筹处理，从而实现实验仪器设备与实验者的 多对多连接；利用Ajax技术设计开源的远程客户端软件，实现远程仪器面板的 客户端呈现；通过实验进一步提炼系统的通信标准，研制通用的标准件。系统初始化需要管理员在web服务器端修改网络参数，完成用户注册/登录 /验证模块、实验室管理模块、实验仪器管理模块、实验仪器操作模块和观察实 验现场模块等相关配置。仪器开发者在实验仪器设备完成按系统制定的通信协议配置仪器的工作， 并将实验仪器设备接入嵌入式接入终端。嵌入式接入终端负责将实验仪器设备 接入互联网，实现实验仪器设备与Web服务器的通信。用户在远程客户端通过浏览器下载系统页面，在页面进行远程实验操作。通过上述方案可实现远程控制多台多种实验仪器设备，实现远程客户端与 实验仪器设备的多对多连接，用户能实时得到实验相关信息。管理者能在Web 服务器获得权限随时获知系统内部各种情况，进行系统维护、用户管理、实验 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种远程实验系统，其特征在于包括实验仪器设备、嵌入式接入终端、Ｗｅｂ服务器、远程客户端，所述Ｗｅｂ服务器通过互联网分别与远程客户端和嵌入式接入终端互联，所述嵌入式接入终端与实验仪器设备连接。

【技术特征摘要】
1、一种远程实验系统，其特征在于包括实验仪器设备、嵌入式接入终端、Web服务器、远程客户端，所述Web服务器通过互联网分别与远程客户端和嵌入式接入终端互联，所述嵌入式接入终端与实验仪器设备连接。2、 根据权利要求1所述的远程实验系统，其特征在于所述Web服务器与远 程客户端间的互联采用B/S网络结构，且采用异步JavaScript和XML模式实现数据传输。3、 根据权利要求1或2所述的远程实验系统，其特征在于所述嵌入式接入 终端将多台实验仪器设备接入系统，所述实验仪器设备为数字化设备，其设置 有单片机模块，利用单片机模块的无线通信接口或有线通信接口传送控制信息 以及反馈状态信息。4、 根据权利要求3所述的远程实验系统，其特征在于所述无线通信接口为 蓝牙或无线路由或共享无线接入接口 ，所述有线通信接口为电力电源线或以太 网或高速数据串行总线。5、 根据权利要求4所述的远程实验系统，其特征在于所述嵌入式接入终端 设置有实现实验仪器设备与Web服务器的网络通信的A固嵌入式模块。6、 一种权利要求1所述远程实验系统的实现方法，其特征在于通过嵌入式 接入终端实现实验仪器设备以独立的进程与Web服务器互通控制/数据信息，所 述Web服务器将所有的实验仪器设备映射为统一的本地资源，Web服务器还利 用动态网页技术实现对实验仪...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐小煜，吴先球，伍尚彬，陈淑玲，洪铭福，吴丽菲，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]