[发明专利]构建可远程操作的网上实验系统的方法

说明书

技术领域    

本发明涉及计算机远程控制领域，特别是一种利用计算机网络技术、WEB服务技术、计算机控制技术来构造，支持用户远程操作实验设备进行实验的网上实验系统。

技术背景    

工科高等院校的实验教学是一个非常重要的教学环节，传统的实验教学手段是要求学生进入实验室来操作具体的实验设备，从而完成实验任务。这种实验教学手段受到空间和时间的约束，即学生必须在实验室开放的时间里来到实验室，才能进行具体实验。但随着基于因特网的远程教学方式在高等教学及成人培训教育中越来越多地使用，因此也需要一种能够突破空间和时间约束的网上实验系统。目前，为了突破传统实验系统的空间约束，市场上已出现了一种利用虚拟技术及计算机网络技术来构建的网上虚拟实验系统。这种网上虚拟实验系统根据所做实验项目的理论原理，采用虚拟技术生成相关实验的仿真结果。如：市场上有一种微机原理实验的虚拟实验系统，用户登录进入相关虚拟实验系统的网站，就能够仿真地进行并行接口芯片8255的初始化编程实验等。但这种虚拟实验环境中进行的实验，由于实验结果均是采用仿真程序生成的，因此并不能完全真实的再现实际实验现象。而且有些实验结果还无法利用仿真技术编程实现。

发明内容    

本发明的目的是针对一类可以通过RS-232通信接口或USB接口与PC机相连，并可被PC机操控的实验设备而进行设计的。其目的在于提供一种用户利用因特网，在远程的客户机上操作具体实验设备进行实验，并视频观测实验结果的网上实验系统。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种构建可远程操作的网上实验系统的方法，实验室WEB服务组件、实验设备远程操作组件和实验设备接口组件集成在PC机上，该PC机支持用户的远程登录；

第一步，远程用户的身份信息提交给实验室WEB服务组件,由实验室WEB服务组件对用户的身份信息进行合法性验证；若用户的身份信息合法，继续执行步骤二，若不合法，结束执行；

第二步，合法的远程用户通过超链接进入实验设备远程操作组件；

第三步，远程用户选择实验操作信息并提交给实验设备远程操作组件； 

第四步，实验设备远程操作组件将用户的实验操作信息写入“实验操作命令数据库表”中，再由实验设备接口组件读取；

第五步，实验设备接口组件定时查询“实验操作命令数据库表”，查询到有新的实验操作命令后读取该命令；

第六步，实验设备接口组件将读取的命令解析成实验设备能够识别的命令格式；

第七步，实验设备接口组件将解析后的实验操作命令下载给实验设备，实验设备根据该命令进行相应的实验；视频采集模块采集实验设备进行实验的现场视频图像，然后反馈给实验设备远程操作组件进行显示。

所述实验室WEB服务组件包括网上实验系统的主页面及用户权限信息表；主页面中包含用户登录、实验项目预约、实验项目进入、实验报告提交功能模块；用户权限信息表设置有用户名、用户密码、实验项目操作类、实验操作时间及时段信息；在主页面中输入、提交远程用户的身份信息，并根据用户权限信息表中记录的信息判断其合法性；合法的用户通过该页面中的“实验项目进入”项链接到实验设备远程操作组件中。

所述实验设备远程操作组件包括实验设备操作信息选择模块、实验设备操作信息提交模块、实验操作命令数据库表写入模块，实验现场视频图像显示模块；其中,实验设备操作信息选择模块、实验设备操作信息提交模块、实验现场视频图像显示模块组成一个实验设备操作WEB页面，该WEB页面被链接到实验室WEB服务组件中的系统主页面上，通过主页面上的“实验项目进入”菜单项完成链接；远程用户首先在实验设备操作WEB页面中输入所需选择的实验类别、实验项目、实验设备操作命令实验操作信息，然后进行提交；提交后的用户实验操作信息，由实验操作命令数据库表写入模块将其写入“实验操作命令数据库表”并被设置为新实验命令标志；实验设备操作WEB页面中的实验现场视频图像显示模块显示视频采集模块反馈回的实验现场视频图像。

所述实验设备远程操作组件与实验设备接口组件之间共享“实验操作命令数据库表”， “实验操作命令数据库表”中设置有用户名、实验类名、实验项目名、操作命令名、命令新/旧标志信息；用户的实验操作信息首先提交给实验设备远程操作组件，并由实验设备远程操作组件写入“实验操作命令数据库表”中，然后，实验设备接口组件每隔一段时间查询一次“实验操作命令数据库表”，读取该表中新的实验操作信息。