一种实验教学辅助管理方法

专利名称：一种实验教学辅助管理方法
技术领域：
本发明涉及一种教学辅助管理方法，尤其是涉及一种实验教学辅助管理方法。
技术背景实验教学是高校理论教学的重要辅助手段，认真操作和高质量的完成实验对于学生 掌握理论知识培养动手能力至关重要，在工科院校设置的许多实验课程教学中通常是安 排1到2位学生操作一台实验箱， 一个实验教室内设置几十台实验箱，学生根据不同实 验内容更换实验箱的不同实验模块来进行实验，实验中要求学生用示波器来观察实验设 备中各点输出的实验波形并作记录，通过实验报告上交给老师评判，由于师资力量有限， 一个实验教室只能配备1一2名实验指导老师，而实验时间有限，学生做实验的速度也 不一样，因此老师无法在课堂上详细了解每位学生实验的真实情况，对学生的实验评价 也仅仅停留在实验报告的批改上，不能在实验过程中对每位学生实验中出现的问题给予 及时纠正，也无法客观真实的评价每位学生的实验情况。针对上述不足，中国专利申请 号为200610019437. 5发明专利申请公开说明书中披露了由武汉理工大学发明的一种学 生实验辅助学习机，它由微处理器MCU、液晶显示器、输入设备、移动存储卡接口及外 接的存储卡设备、在MCU数据总线上所设的USB接口、网络通信芯片及网络接口、 IIS 接口芯片、标准串口接口构成，其工作原理是微处理器MCU通过数据通讯接口(串口 或USB接口)与实验仪器数据输出接口相连，微处理器MCU通过网络接口与实验网络相 连接，实验网络上还连接有教师终端服务器，它能够在上课做实验阶段各个教学环节得 到全程实验指导、可将实验数据上传到服务器上供老师批改、可智能识别实验结果的对 错、误差和精度。但是上述的这一发明也还存在一些缺陷，首先它的整机结构太复杂， 成本较高，而且目前国内厂家生产的各种实验箱中并没有固定的实验数据输出接口，这 是因为在实验过程中，不同的实验内容需要观察不同输出点的实验波形，这些实验波形 的输出点在各个实验模块上的位置是不同的，因此也不可能有一个适合各个单元实验内容的公共数据输出接口，所以该发明的使用范围很小，无法适合任意厂家生产的实验设 备；二是微处理器MCU、教师终端服务器都需要通过网络接口与实验网络相连接，属于 有线方式连接，教室内有几十台实验设备就要设置有铺设几十条网线，它除了技术复杂 成本高外还存在因实验室内连接线过多造成整体实验环境较杂乱的缺陷。发明内容本发明所要解决的技术问题是提供一种实验教学辅助管理方法，该方法能够实时采 集管理各种实验教学箱中任意实验波形输出点的波形，检测学生的实验操作情况和客观 评价学生的实验结果并能及时发现错误指导学生进行正确的操作，而且成本低，结构简 单，不影响实验室整体环境。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为 一种实验教学辅助管理方法，它包 括以下步骤 一、由设置在实验装置旁的实验信号处理模块通过其输入端设置的信号采 集探头在相应的采样点采集实验信号；二、由实验信号处理模块对采集到的信号进行处 理，并通过设置在实验信号处理模块的频道序号发生装置来设置每台实验装置的频道序 号，然后将打包后的数据包传送到实验端无线收发电路；三、根据频道序号选择对应的 发射频道发送射频数据包；四、由管理端无线收发电路接收实验端无线收发电路发送的 射频数据包并传送到实验信号管理模块；五、由实验信号管理模块将管理端无线收发电 路传送来的射频数据包通过USB接口电路输入微型计算机；六、微型计算机接收USB接 口电路输入的射频数据包并在显示器上还原成图像信号，然后与存储在微型计算机内的 实验答案数据库中的正确答案进行比较来判断实验数据是否正确，并根据射频数据包的 频道序号判断接收的射频数据包所对应的实验装置。步骤二中对采集到的信号进行处理包括由实验信号预处理电路整形和驱动提升、由 高速A/D转换电路对整形后的信号进行模数转换及由实验端数据信号处理电路对模数转 换后的实验数据信号进行处理。所述的实验端数据信号处理电路可以由单片机及外围电路组成，所述的频道序号发 生装置为与所述的单片机连接的拨码开关，由实验信号预处理电路整形和驱动提升后的信号进行处理的过程包括以下步骤①对单片机和高速A/D转换电路初始化；②读取拨 码开关，根据拨码开关的设置确定实验端无线收发电路当前的发射频道；③根据发射频 道初始化实验端无线收发电路；④启动高速A/D转换电路；⑤读取模数转换后的实验数
据信号；⑥判断一帧缓冲数据满否，是则继续下一步骤，否则返回步骤⑤；⑦传送缓冲 数据到实验端无线收发电路。所述的实验端数据信号处理电路也可以包括可编程逻辑器件、高速静态RAM和单片 机及外围电路，所述的频道序号发生装置为与所述的单片机连接的拨码开关，由实验信 号预处理电路整形和驱动提升后的信号进行处理的过程包括数据缓冲过程和数据读取 过程，数据缓冲过程包括以下步骤(1)对单片机和高速A/D转换电路初始化；(2)读取拨码开关，根据拨码开关的设置确定实验端无线收发电路当前的发射频道；(3)根据 发射频道初始化实验端无线收发电路；(4)启动高速A/D转换电路；(5)可编程逻辑器 件地址计数器计数；(6)判断可编程逻辑器件计数器是否计满，是则转到步骤(9)否 则继续步骤(7); (7)高速A/D转换电路数据输出允许；(8)高速静态RAM写入数据， 然后返回步骤(5); (9) A/D转换结束，高速A/D转换电路停止输出数据，可编程逻辑 器件地址计数器停止计数；数据读取过程包括以下步骤(10)可编程逻辑器件按单片 机信号产生数据地址；(11)单片机开始准备读取数据；(12)可编程逻辑器件控制高速 静态RAM将对应地址的数据放到数据线；(13)单片机读取数据；(14)判断高速静态RAM 中的一帧数据是否全部读走，是则继续下一步骤，否则返回到步骤步骤(11); (15)传 送缓冲数据到实验端无线收发电路。可以通过可编程逻辑器件的分频将采集速率设置为以下四档当信号频率大于100KHz时，采集速率为20MHz，当信号频率为lOKHz 100KHz时，采集速率为2MHz，当 信号频率为lKHz ~10KHz时，采集速率为200KHz，当信号频率小于lKHz时，采集速率 为20KHz，高速A/D转换电路在模数转换的过程中，根据实验装置采样点的信号频率， 选取四档采集速率中的一种作为实际采样速率。步骤五中由实验信号管理模块将管理端无线收发电路传送来的射频数据包通过USB 接口电路输入微型计算机，具体过程包括对USB接口电路初始化、根据微型计算机设置 的接收频道初始化管理端无线收发电路、读取管理端无线收发电路7发送的射频数据包 和将接收到的射频数据包通过USB接口电路发送到微型计算机。步骤六中微型计算机接收USB接口电路输入的射频数据包并在显示器上还原成图 像信号的过程包括以下步骤l.对USB接口电路初始化，使用数据缓冲上传方式，监视 USB拔插状态，设置查询数据间隔，并将当前接收射频数据包的编号置零；2.确定管理 端无线收发电路当前的接收频道；3.根据接收频道确定实验装置的频道序号；4.判断数 据査询时间到否，是则继续步骤5，否则继续步骤4; 5.读取一批缓冲数据；6.判断缓 冲数据是否读取完毕，是则继续下一步骤，否则返回步骤4; 7.接收缓冲数据处理。 步骤7接收缓冲数据处理的过程包括以下步骤71.读取一个射频数据包的数据；72.判断射频数据包的编号是否正确，是则转到步骤74，否则转到步骤73; 73.将当前 接收的射频数据包编号置0后再返回步骤71; 74.将当前接收的射频数据包编号加1， 取出波形数据；75.判断是否组合成一帧完整的显示波形数据，是则继续步骤76，否则 返回步骤71; 76.显示波形数据，并将当前接收的射频数据包的编号置0，然后开始新 的显示波形数据的处理；77.判断缓冲数据是否处理完毕，是则结束，否则返回步骤71。步骤76显示波形数据的过程包括以下步骤1)根据当前的采集速率设置一屏显示 波形的刻度；2)初始化显示步长为1; 3)判断当前是否为1: 1显示，是则继续步骤4)， 否则先读取显示步长再继续步骤4); 4)根据显示步长读取显示的200个数据；5)判断 是否读到一屏200个数据，是则继续步骤6)，否则返回步骤4); 6)清除上一屏显示； 7)根据显示步长调整显示刻度；8)将一屏显示波形的200个字节数据归一化为-1到1; 9)将显示数据从第1个到第200个用线段依次连接起来。与现有技术相比，本发明的优点在于在实验信号处理模块的输入端连接信号采集探 头，实验信号处理模块输出端设置实验端无线收发电路，在实验信号管理模块输入端设 置与实验端无线收发模块进行通信的管理端无线收发电路，针对各种不同的实验装置及 不同的实验要求，只要改变信号采集探头的采样位置，就可以快速方便地实时采集管理 各种实验教学箱中任意实验波形输出点的波形，然后通过实验端无线收发电路和管理端 无线收发电路之间的通信，将数据传送到实验指导教师使用的与实验信号管理模块连接 的微型计算机上，根据预先设置的实验结果数据库及相应的程序，就可以快速准确地判 断实验的结果的对错，而通过频道序号发生装置来设置频道序号可以使与实验信号管理 模块连接的微型计算机能够准确地识别发送数据信号的实验装置；实验端数据信号处理 电路由可编程逻辑器件、高速静态RM1和单片机及外围电路组成，较之单纯由单片机及 外围电路组成的实验端数据信号处理电路，其处理的数据容量更大，适合于一些图像信 号的实验；而通过可编程逻辑器件的分频将采集速率设置为四档不同的速率，则可以根 据信号频率的不同，选择合适的采集速率，使采集的信号能够完整地显示出来。


图l是本发明的原理框图；图2是本发明实施例一的实验信号预处理电路和高速A/D转换电路的电路图；图3是本发明实施例一的实验端数据信号处理电路的电路图；图4是本发明实验端无线收发电路的电路图；图5是本发明的电平转换电路的电路图；图6是本发明的实验信号管理模块的电路图；图7是本发明实施例二的实验端数据信号处理电路的电路图；图8是本发明实施例一的信号处理流程图；图9是本发明实施例二的信号处理过程中数据缓冲过程的流程图；图10是本发明实施例二的信号处理过程中数据读取过程的流程图；图11是射频数据包在微型计算机显示器上还原成图像信号的过程的流程图；图12是微型计算机接收USB传输的射频数据包进行处理的过程的流程图；图13是图12的处理过程中接收缓冲数据处理的过程的流程图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。实施例一 一种实验教学辅助管理方法，以移动通信实验为例，如图1、图3、图4、图8、图9和图10所示，它由下述的装置来实现在一个实验室内的30台实验装置旁均设置一个实验信号处理模块l,实验信号处理模块l包括实验信号预处理电路ll、高速A/D转换电路12和实验端数据信号处理电路13，实验信号预处理电路11输入端连接 有信号采集探头4，实验端数据信号处理电路13的输出端连接有实验端无线收发电路5， 信号采集探头4包括接地端41和信号采集端42，分别为带塑料套把柄的金属鳄鱼夹， 实验信号预处理电路11由两个型号为338运算放大器及外围电路组成，对信号采集探 头4采集到的实验信号进行整形和驱动提升，高速A/D转换电路由型号为ADS930E的流 线型高速A/D转换器芯片及外围电路组成，对整形后的信号进行模数转换，实验端数据 信号处理电路13由型号为AT89C52的单片机及外围电路组成，对模数转换后的实验数 据信号进行处理，在单片机的P12 P17脚上连接有拨码开关6作为频道序号发生装置， 实验端无线收发电路5由型号为NRF2401的收发芯片及外围电路组成，单片机与收发芯 片之间设置有型号为74LVC245的芯片，在两者之间进行电平转换，而在指导教师的办 公桌上设置有一个实验信号管理模块2和与实验信号管理模块2连接的一台微型计算机
3，实验信号管理模块2包括管理端数据信号处理电路21和USB接口电路22，管理端数 据信号处理电路21的输入端设置有与实验端无线收发电路5进行通信的管理端无线收 发电路7，管理端数据信号处理电路21由型号为AT89C52的单片机及外围电路组成，USB 接口电路22由型号为CH372的芯片及外围电路组成，管理端无线收发电路7由型号为 NRF2401的收发芯片及外围电路组成，单片机与收发芯片之间设置有型号为74LVC245 的芯片，在两者之间进行电平转换，微型计算机3设置有USB接口与USB接口电路22 连接。整个过程包括以下步骤 一、由设置在实验装置旁的实验信号处理模块1通过其 输入端设置的信号采集探头4在相应的采样点采集实验信号；二、由实验信号预处理电 路11对采集到的信号整形和驱动提升，然后按以下步骤进行处理①对单片机和高速 A/D转换电路12初始化；②读取拨码开关6，根据拨码开关6的设置确定实验端无线收发电路5当前的发射频道；③根据发射频道初始化实验端无线收发电路5;④启动高速 A/D转换电路12;⑤读取模数转换后的实验数据信号；⑥判断一帧缓冲数据满否，是则 继续下一步骤，否则返回步骤⑤；⑦传送打包后的缓冲数据包到实验端无线收发电路5; 三、实验端无线收发电路5在当前的发射频道发送射频数据包；四、由管理端无线收发 电路7接收实验端无线收发电路5发送的射频数据包并传送到实验信号管理模块2;五、由实验信号管理模块将管理端无线收发电路传送来的射频数据包通过USB接口电路输入微型计算机，具体过程包括以下步骤l.对USB接口电路初始化；2.根据微型计算机设置的接收频道初始化管理端无线收发电路；3.读取管理端无线收发电路7发送的射频数 据包；4.将接收到的射频数据包通过USB接口电路发送到微型计算机；六、微型计算机 接收USB接口电路输入的射频数据包并在显示器上还原成图像信号。包括包括以下步骤 l.对USB接口电路初始化，使用数据缓冲上传方式，监视USB拔插状态，设置査询数据 间隔，并将当前接收射频数据包的编号置零；2.确定管理端无线收发电路当前的接收频 道；3.根据接收频道确定实验装置的频道序号；4.判断数据查询时间到否，是则继续步 骤5，否则继续步骤4; 5.读取一批缓冲数据；6.判断缓冲数据是否读取完毕，是则继续下一步骤，否则返回步骤4; 7.接收缓冲数据处理，具体过程包括以下步骤71.读取一个射频数据包的数据；72.判断射频数据包的编号是否正确，是则转到步骤74，否则 转到步骤73; 73.将当前接收的射频数据包编号置0后再返回71; 74.将当前接收的射 频数据包编号加l，取出波形数据；75.判断是否组合成一帧完整的显示波形数据，是则 继续步骤76，否则返回步骤71; 76.显示波形数据，并将当前接收的射频数据包的编号 置0，然后开始新的显示波形数据的处理；77.判断缓冲数据是否处理完毕，否则返回步
骤71，是则结束；步骤76显示波形数据的具体过程包括以下步骤1)根据当前的采集速率设置一屏 显示波形的刻度；2)初始化显示步长为1; 3)判断当前是否为1: 1显示，是则继续步 骤4)，否则先读取显示步长再继续步骤4); 4)根据显示步长读取显示的200个数据；5)判断是否读到一屏200个数据，是则继续步骤6)，否则返回步骤4); 6)清除上一 屏显示；7)根据显示步长调整显示刻度；8)将一屏显示波形的200个字节数据归一化 为-1到1; 9)将显示数据从第1个到第200个用线段依次连接起来。然后实验指导教 师将图像信号与存储在微型计算机内的实验答案数据库中的正确答案进行比较来判断 实验数据是否正确。实施例二其它与实施例一相同，不同之处在于实验端数据信号处理电路12还包 括型号为EPM240可编程逻辑器件和型号为K6R1008V1D-J10高速静态RAM，信号采集探 头4的接地端41和信号采集端42采用带塑料套的可伸縮的金属弯钩，实验端无线收发 电路5和管理端无线收发电路7均是无线收发模块PTR4000。而由实验信号预处理电路 整形和驱动提升后的信号进行处理的过程包括数据缓冲过程和数据读取过程，数据缓冲 过程包括以下步骤(1)对单片机和高速A/D转换电路初始化；(2)读取拨码开关，根 据拨码开关的设置确定实验端无线收发电路当前的发射频道；(3)根据发射频道初始化 实验端无线收发电路；(4)启动高速A/D转换电路；(5)可编程逻辑器件地址计数器计 数；(6)判断可编程逻辑器件计数器是否计满，是则转到步骤(9)否则继续步骤(7);(7)高速A/D转换电路数据输出允许；(8)高速静态RAM写入数据，然后返回步骤(5);(9) A/D转换结束，高速A/D转换电路停止输出数据，可编程逻辑器件地址计数器停 止计数；数据读取过程包括以下步骤(10)可编程逻辑器件按单片机信号产生数据地 址；(11)单片机开始准备读取数据；(12)可编程逻辑器件控制高速静态RAM将对应地 址的数据放到数据线；(13)单片机读取数据；(14)判断高速静态RAM中的一帧数据是 否全部读走，是则继续下一步骤，否则返回到步骤步骤(11); (15)传送缓冲数据到实 验端无线收发电路。本实施例的实验端数据信号处理电路13设置有能产生时钟控制电 路、地址发生、切换电路和数据信号切换电路的可编程逻辑器件和用于使A/D转换工作 在直接内存访问方式所需的高速静态RAM，可编程逻辑器件通过分频将采集速率设置为 以下四档当信号频率大于lOOKHz时，采集速率为20MHz，当信号频率为lOKHz ~100KHz 时，采集速率为2MHz，当信号频率为lKHz 10KHz时，采集速率为200KHz，当信号频
率小于lKHz时，采集速率为20KHz，高速A/D转换电路在模数转换的过程中，根据实验 装置采样点的信号频率，选取四档采集速率中的一种作为实际采样速率，在减轻CPU的 工作量同时又确保A/D的采集速率，这样就将A/D转换设计成DMA方式(不用CPU介入)， 即A/D转换的控制时序、数据的读取、数据存贮(存入静态RAM)均由CPLD (可编程逻 辑器件)来完成。采样和数据发送是分时进行的，第一阶段为采样时段，在采样时段(大 约50ms)内，高速A/D转换器连续进行转换，转换后的数据直接存入高速静态RAM中。 在此期间需要由CPLD来产生地址，待高速静态RAM存满后由CPLD通知微处理器。第二 阶段为数据传输时段，微处理器将高速静态RAM中数据全部逐次读出，经无线发射模块 进行数据传输(发完大约50ms)。以后重复上述过程。上述实施例中，实验信号处理模块l的数量可以与教室中实验设备的套数相同，即 每套实验装置边上都放一个，它的外形可设计成长*宽*高为15*10*5厘米的盒子，实验 信号处理模块1和实验端无线收发电路5均安装在盒内，盒外设置有通过导线与盒内实 验信号处理模块1输入端连接的信号采集探头4，信号采集探头4可设计成与示波器探 头相同结构，针对具有特定的输出波形的实验，本发明的方法采用信号采集技术，分别 通过信号采集探头4从不同的实验装置的各个图形输出点上采集学生操作过程中产生的 各个实验波形进行模数转换后以无线传输的方式发送到实验指导老师处的与实验信号 管理模块2连接的微型计算机3中，老师无需走到每个学生的实验装置旁就可以观察到 学生操作实验所产生的波形，这样一位老师就可以同时实时地监控几十位同学的试验情 况，信号采用的是无线传输形式，避免了几十台实验仪器与实验信号管理模块2之间的 几十根信号线，从而使实验室的整体环境整齐，本发明的方法使用方便，灵活。微型计 算机3通过软件编程完成对接收数据的后期处理，后期处理包括将实验数据在计算机显 示屏上还原成实验波形并存档，微型计算机3内设置有正确的实验数据库，实验端传输 来的数据与正确的实验数据进行比较判断对错给出提示，这样指导教师就可以根据微型 计算机3的评判结果对每个学生实验情况作出客观评价，而且可以实时发现哪位学生的 实验出错而给予实时指导。上述实施例中的拨码开关也可以通过设置EROM电路或用软 件编程来代替，不过后两种方式操作不方便，缺少灵活性，单片机也可用AT89LS52替 代，这时就不需要7礼VC245电平转换电路，同样具有相似功能的其他型号单片机替代 电路也属于本发明的保护范围。系统中高速AD转换电路13选用TI公司的流水线型高速A/D转换器ADS930，其速 率最高为30M/S，无线收发电路采用短距离2.4GHz高速1Mbps无线收发模块PTR4000
(nRF2401A)，它具有全球开放的2. 4GHz频段，125个频道，可以用一台接收器同时接 收125个发射器的信号，具有高数据吞吐量，速率为lMbps，内置硬件CRC纠检错，发 射功率、工作频率等所有工作参数全部通过软件设置完成，1.9 3.6V低功耗，满足低 功耗设计需要；它是通过软件设定地址，仅收到本机地址时才输出数据，特别方便点对 多点无线通信。nRF2401收发器同时具备特有的DuoCeiver双信道接收模式，可以同时 用于接收、发送或者是两路单独发送的数据。
权利要求
1、一种实验教学辅助管理方法，其特征在于它包括以下步骤一、由设置在实验装置旁的实验信号处理模块通过其输入端设置的信号采集探头在相应的采样点采集实验信号；二、由实验信号处理模块对采集到的信号进行处理，并通过设置在实验信号处理模块的频道序号发生装置来设置每台实验装置的频道序号，然后将打包后的数据包传送到实验端无线收发电路；三、根据频道序号选择对应的发射频道发送射频数据包；四、由管理端无线收发电路接收实验端无线收发电路发送的射频数据包并传送到实验信号管理模块；五、由实验信号管理模块将管理端无线收发电路传送来的射频数据包通过USB接口电路输入微型计算机；六、微型计算机接收USB接口电路输入的射频数据包并在显示器上还原成图像信号，然后与存储在微型计算机内的实验答案数据库中的正确答案进行比较来判断实验数据是否正确，并根据射频数据包的频道序号判断接收的射频数据包所对应的实验装置。
2、 根据权利要求1所述的一种实验教学辅助管理方法，其特征在于步骤二中对采 集到的信号进行处理包括由实验信号预处理电路整形和驱动提升、由高速A/D转换电路 对整形后的信号进行模数转换及由实验端数据信号处理电路对模数转换后的实验数据 信号进行处理。
3、 根据权利要求2所述的一种实验教学辅助管理方法，其特征在于所述的实验端 数据信号处理电路由单片机及外围电路组成，所述的频道序号发生装置为与所述的单片 机连接的拨码开关，由实验信号预处理电路整形和驱动提升后的信号进行处理的过程包括以下步骤①对单片机和高速A/D转换电路初始化；②读取拨码开关，根据拨码开关的设置确定实验端无线收发电路当前的发射频道；③根据发射频道初始化实验端无线收 发电路；④启动高速A/D转换电路；⑤读取模数转换后的实验数据信号；⑥判断一帧缓 冲数据满否，是则继续下一步骤，否则返回歩骤⑤；⑦传送缓冲数据到实验端无线收发 电路。
4、 根据权利要求2所述的一种实验教学辅助管理方法，其特征在于所述的实验端 数据信号处理电路包括可编程逻辑器件、高速静态RAM和单片机及外围电路，所述的频 道序号发生装置为与所述的单片机连接的拨码开关，由实验信号预处理电路整形和驱动 提升后的信号进行处理的过程包括数据缓冲过程和数据读取过程，数据缓冲过程包括以下步骤(1)对单片机和高速A/D转换电路初始化；(2)读取拨码开关，根据拨码开关 的设置确定实验端无线收发电路当前的发射频道；(3)根据发射频道初始化实验端无线 收发电路；(4)启动高速A/D转换电路；(5)可编程逻辑器件地址计数器计数；(6)判 断可编程逻辑器件计数器是否计满，是则转到步骤(9)否则继续步骤(7); (7)高速 A/D转换电路数据输出允许；(8)高速静态R層写入数据，然后返回步骤(5); (9) A/D转换结束，高速A/D转换电路停止输出数据，可编程逻辑器件地址计数器停止计数；数 据读取过程包括以下步骤(10)可编程逻辑器件按单片机信号产生数据地址；(11)单 片机开始准备读取数据；(12)可编程逻辑器件控制高速静态RAM将对应地址的数据放 到数据线；(13)单片机读取数据；(14)判断高速静态RAM中的一帧数据是否全部读走， 是则继续下一步骤，否则返回到步骤步骤(11); (15)传送缓冲数据到实验端无线收发电路。
5、 根据权利要求4所述的一种实验教学辅助管理方法，其特征在于通过可编程逻 辑器件的分频将采集速率设置为以下四档当信号频率大于100KHz时，采集速率为 20MHz，当信号频率为10KHz 100KHz时，采集速率为2MHz，当信号频率为lKHz 10KHz 时，采集速率为200KHz，当信号频率小于lKHz时，采集速率为20KHz，高速A/D转换 电路在模数转换的过程中，根据实验装置采样点的信号频率，选取四档采集速率中的一 种作为实际采样速率。
6、 根据权利要求1所述的一种实验教学辅助管理方法，其特征在于步骤五中由实 验信号管理模块将管理端无线收发电路传送来的射频数据包通过USB接口电路输入微型 计算机，具体过程包括对USB接口电路初始化、根据微型计算机设置的接收频道初始化 管理端无线收发电路、读取管理端无线收发电路7发送的射频数据包和将接收到的射频 数据包通过USB接口电路发送到微型计算机。
7、 根据权利要求1所述的一种实验教学辅助管理方法，其特征在于步骤六中微型 计算机接收USB接口电路输入的射频数据包并在显示器上还原成图像信号的过程包括以 下步骤l.对USB接口电路初始化，使用数据缓冲上传方式，监视USB拔插状态，设置 査询数据间隔，并将当前接收射频数据包的编号置零；2.确定管理端无线收发电路当前 的接收频道；3.根据接收频道确定实验装置的频道序号；4.判断数据查询时间到否，是 则继续步骤5，否则继续步骤4; 5.读取一批缓冲数据；6.判断缓冲数据是否读取完毕， 是则继续下一步骤，否则返回步骤4; 7.接收缓冲数据处理。8、 根据权利要求7所述的一种实验教学辅助管理方法，其特征在于步骤7接收缓 冲数据处理的过程包括以下步骤71.读取一个射频数据包的数据；72.判断射频数据包的编号是否正确，是则转到步骤74，否则转到步骤73; 73.将当前接收的射频数据包编 号置0后再返回步骤71; 74.将当前接收的射频数据包编号加1，取出波形数据；75.判 断是否组合成一帧完整的显示波形数据，是则继续步骤76，否则返回步骤71; 76.显示波形数据，并将当前接收的射频数据包的编号置O，然后开始新的显示波形数据的处理;77.判断缓冲数据是否处理完毕，是则结束，否则返回步骤71。9、 根据权利要求8所述的一种实验教学辅助管理方法，其特征在于步骤76显示波 形数据的过程包括以下步骤1)根据当前的采集速率设置一屏显示波形的刻度；2)初 始化显示步长为l; 3)判断当前是否为1: l显示，是则继续步骤4)，否则先读取显示 步长再继续步骤4); 4)根据显示步长读取显示的200个数据；5)判断是否读到一屏 200个数据，是则继续步骤6)，否则返回步骤4); 6)清除上一屏显示；7)根据显示步 长调整显示刻度；8)将一屏显示波形的200个字节数据归一化为-l到l; 9)将显示数 据从第1个到第200个用线段依次连接起来。全文摘要
本发明公开了一种实验教学辅助管理方法，特点是设置至少一个实验信号管理模块和与其连接的预设实验答案数据库的微型计算机，在每个实验装置旁对应设置一个输入端设置信号采集探头的实验信号处理模块对采集到的信号进行处理后，传送到实验端无线收发电路进行发送，在实验信号管理模块输入端设置管理端无线收发电路，将接收到的信号传送到实验信号管理模块进行处理后输入微型计算机与实验答案数据库的正确答案进行比较来判断实验数据是否正确，实验信号处理模块设置频道序号发生装置来设置每台实验装置的频道序号，微型计算机通过频道序号判断接收的数据信号所对应的实验装置，优点是能够实时采集管理各种实验装置中任意实验波形输出点的波形。
文档编号G09B7/00GK101118699SQ20071007007
公开日2008年2月6日 申请日期2007年7月18日 优先权日2007年7月18日
发明者徐铁峰, 文化锋, 燕 杨, 林剑辉, 谢建军, 飞 赵, 郑久艳 申请人:宁波大学