[发明专利]一种远程硬件实验系统

说明书

技术领域

本发明涉及软硬件实验平台领域，具体为一种远程硬件实验系统。

背景技术

传统 FPGA 产品开发时要经历开发评估电路板、验证算法、制作产品原型、产品定型等操作，需要投入大量资金并需要专业人员现场对硬件设备、软件程序进行调试，特别是在教师和学生实验教学、科研项目研发中，使用传统的实验平台效率低，成本高。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种远程硬件实验系统，其能够大大降低实验教学、项目研发等成本，提高软硬件开发效率。

其技术方案是这样的：一种远程硬件实验系统，其特征在于，其包括客户端、服务器模块和硬件实验设备，所述服务器模块包括WEB资源管理服务器、IDE服务器和实验设备服务器；

所述客户端，用于提供实验页面，接收用户的实验信息并发送给所述WEB资源管理服务器，对实验进行管理，所述实验页面包括实验申请页面、实验操作页面，用户在实验申请页面提出申请，在实验操作页面完成实验操作并显示实验结果，

所述WEB资源管理服务器，接收客户端发出的实验信息，向所述实验设备服务器和所述IDE服务器发送实验请求，接收硬件实验设备的实验结果和所述IDE服务器的回传结果，并送回至客户端；

所述实验设备服务器，接收所述WEB资源管理服务器的实验请求，根据上述实验请求给用户分配所述硬件实验设备；

所述IDE服务器，接收所述WEB资源管理服务器的实验请求，根据上述实验请求提供对应的集成开发环境和软件开发工具，使用的软件程序结果回传给所述WEB资源管理服务器；

所述硬件实验设备，接收所述实验设备服务器的实验请求并根据提供的集成开发环境和软件开发工具完成实验操作，得到的实验结果发送给所述WEB资源管理服务器。

其进一步特征在于，所述硬件实验设备包括实验机箱，所述实验机箱内设置有硬件实验节点，每个所述硬件实验节点至少包括一块核心电路板、DDR存储器和网卡，所述核心电路板上设置有FPGA SOC芯片；

所述硬件实验节点还设置有IO电路板，所述IO电路板上设置有传感器模块、显示模块、外设模块和存储器模块，所述传感器模块包括超声波传感器、温度湿度传感器、图像传感器和振动传感器，所述显示模块包括七段码显示、LED点阵显示和TFT显示屏，所述外设模块包括步进电机控制板和步进电机；

所述实验设备服务器包括接收模块、处理模块，所述接收模块用于接收所述WEB资源管理服务器的实验请求，所述处理模块根据实验请求分配对应的硬件实验设备给用户使用；

所述IDE服务器均包括接收模块、处理模块和传输模块，所述接收模块用于接收所述WEB资源管理服务器的实验请求，所述处理模块根据实验请求计算出需要使用集成开发环境和软件开发工具，所述传输模块将使用的软件程序结果回传给所述WEB资源管理服务器；

所述实验页面还包括硬件管理页面、课程实验管理页面和系统管理页面，所述硬件管理页面对所有的硬件实验设备进行管理，并对其进行启动、关闭、诊断、修复和调度；所述课程实验管理页面对用户已申请、正在进行或者已经完成的实验进行管理；所述系统管理页面对用户的身份、权限、活动进行管理，对实验开设情况和效果、硬件设备运行情况、维护情况在内的与系统相关的状态进行监控；

所述WEB资源管理服务器包括接收模块、处理模块、传输模块、数据服务模块、视频监控模块和文件系统服务模块；所述接收模块是用于接收客户端发出的实验信息，包括IO实时监控的输入信息、终端命令行的输入信息、单步时钟复位的输入信息、多步运行输入信息、IO信号设置信息、强制释放节点请求信息、释放节点请求信息等客户端发出的信息；所述处理模块是用于处理客户端发出的数据处理、所述实验设备服务器返回的数据处理和所述IDE服务器返回的数据处理；所述传输模块是用于发送客户端的实验结果信息，包括IO实时监控的输出信息、IO实时记录的结果信息、终端命令行的反馈信息、单步时钟复位的状态信息、多步运行状态信息、IO信号设置的状态信息、强制释放节点状态信息、释放节点状态信息等结果反馈信息；所述数据服务模块是用来查询、添加、删除、修改和更新所述处理模块的数据信息；所述视频监控服务模块是用来远程监控和观察教学板状态变化的实时监控视频；所述文件系统服务模块是用来存放所述接收模块、所述处理模块、所述传输模块产生的文件；

所述WEB资源管理服务器，接收客户端发出的实验信息，向所述实验设备服务器和所述IDE服务器发送实验请求，接收硬件实验设备的实验结果和所述IDE服务器的回传结果，并送回至客户端。