一种虚拟仿真教学实训平台构建方法
【专利摘要】本发明公开一种虚拟仿真教学实训平台构建方法，包括虚拟仿真教学系统、虚拟仿真云平台、虚拟仿真实验室设备配备和虚拟仿真教学软件系统。所述虚拟仿真教学系统，包括虚拟仿真开发平台、虚拟仿真显示系统、虚拟仿真交互系统和虚拟仿真集成控制系统。所述虚拟仿真云平台，包括基础硬件平台、虚拟化平台、云计算平台和业务应用。所述虚拟仿真实验室设备配备，包括实现人机交互的特殊输入和演示设备。所述虚拟仿真教学软件系统根据虚拟仿真教学实训内容确定。所述虚拟仿真教学系统搭建在所述虚拟仿真云平台的业务应用层。所述虚拟仿真教学软件安装在虚拟仿真教学系统中。
【专利说明】一种虚拟仿真教学实训平台构建方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及虚拟仿真教学，具体涉及虚拟仿真教学平台的构建。
【背景技术】
[0002]针对机械设计与制造、模具设计与制造、机电一体化技术、数控技术、汽车检测与维修技术、汽车制造与装配技术、建筑工程技术等专业的相关课程，教学实训是其必不可少的一个环节。传统的教学实训作为职业教育中一种普遍的教学模式，往往受到课程和专业【技术领域】的限制，课程和专业的不同往往需要使用不同的设备。而随着信息技术的快速发展，课程和专业的更新也越来越快，要保证保证实训条件与时俱进，就必须及时更新技术设备，必将导致资源的浪费、教学成本越来越高等问题，而教学效果却不甚理想。更重要的是，在传统的教学实训过程中，由于对实训环境的不熟悉以及一些不当操作，实训操作的安全性难以保证。
【发明内容】
[0003]本发明解决传统教学实训教学成本高，安全性差，难于改进造成资源浪费等问题。
[0004]为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，即一种虚拟仿真教学实训平台构建方法，包括虚拟仿真教学系统、虚拟仿真云平台、虚拟仿真实验室设备配备和虚拟仿真教学软件系统。
[0005]所述虚拟仿真教学系统，包括虚拟仿真开发平台、虚拟仿真显示系统、虚拟仿真交互系统和虚拟仿真集成控制系统。
[0006]所述虚拟仿真云平台，包括基础硬件平台、虚拟化平台、云计算平台和业务应用，虚拟仿真云平台对虚拟仿真教学系统进行统一使用、管理、调配。
[0007]所述虚拟仿真实验室设备配备，包括实现人机交互的特殊输入和演示设备，如触摸控制屏、3D投影系统、虚拟服务器、虚拟仿真应用软件。
[0008]所述虚拟仿真教学软件系统根据虚拟仿真教学实训内容确定，所述虚拟仿真教学软件安装在虚拟仿真云平台的业务应用层。
[0009]进一步，所述虚拟仿真教学系统采用局域网访问模式。
[0010]进一步，所述虚拟仿真教学系统可通过登陆已有的教务管理教学平台登录。
[0011]进一步，所述虚拟仿真实验室设备配备包括VR系列虚拟仿真工作站、立体投影、立体眼镜、三维空间跟踪定位器、多通道环幕系统和建模软件。
[0012]进一步，所述云计算平台的云存储平台包括生产云存储服务接入节点，备份云存储服务接入节点，实时备份容灾云存储服务系统。
[0013]进一步，所述虚拟仿真教学软件选自:1)汽车检测与维修虚拟仿真教学软件系统，2)机械加工与机械设备维修虚拟仿真教学软件，3)模具工艺与加工虚拟仿真教学软件，4)建筑工程施工虚拟仿真教学软件，5)现代物流虚拟仿真教学软件。
[0014]采用本技术方案构建的虚拟仿真教学实训平台，进行虚拟仿真教学，能充分使用主流技术设备，保证实训条件与时俱进，有利于降低教学成本；其次所述虚拟仿真教学系统可以重复利用，其改进和升级在很大程度上取决于教学软件的改进与升级，无需将硬件资源全部进行更换；再次，学生可提前熟悉实训操作环境，极大增强学生实训操作的安全性，并能够有效解决传统实训教学的诸多难题。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1虚拟仿真教学实训平台流程图；
[0016]图2虚拟仿真教学系统整体框架图；
[0017]图3虚拟仿真教学系统与教学平台的关联关系图；
[0018]图4虚拟仿真教学系统功能结构图；
[0019]图5虚拟仿真云平台整体框架图；
[0020]图6云存储平台架构图；
[0021]图7虚拟化平台架构图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。
[0023]实施例1:
[0024]本实施例公开一种虚拟仿真教学实训平台构建方法，包括虚拟仿真教学系统、虚拟仿真云平台、虚拟仿真实验室设备配备和虚拟仿真教学软件系统。
[0025]所述虚拟仿真教学系统，包括虚拟仿真开发平台、虚拟仿真显示系统、虚拟仿真交互系统和虚拟仿真集成控制系统。
[0026]所述虚拟仿真开发平台，包括硬件开发平台和软件开发平台。所述硬件开发平台为高性能的图形计算机或虚拟仿真工作站，所述软件开发平台为面向应用对象的虚拟仿真应用软件开发平台。
[0027]所述虚拟仿真显示系统，包括高性能图像生成及处理系统和具有沉浸感的虚拟仿真三维显示系统。
[0028]所述虚拟仿真交互系统借助于6自由度虚拟交互系统的特殊虚拟外设实现其功會K。
[0029]所述虚拟仿真集成控制系统对虚拟仿真系统进行集成管理；
[0030]所述虚拟仿真云平台，包括基础硬件平台、虚拟化平台、云计算平台和业务应用。
[0031]所述基础硬件平台利用云计算技术全新搭建，主要包括云服务器，云存储器，核心交换机等设备，是虚拟仿真云平台的硬件基础，以及虚拟仿真云平台实现数据存储、数据运算及安全运行的重要前提。虚拟仿真云平台对虚拟仿真教学系统进行统一使用、管理、调配。
[0032]所述虚拟化平台主要包括基于基础硬件平台的虚拟化管理软件系统，如Linux\Unix\windows\VMware,以及计算机资源管理与调度、虚拟存储管理等软件系统。
[0033]所述云计算平台主要包括平行计算、对象存储、媒体处理、大型分布式数据库等软件系统，负责虚拟仿真数据的计算、运行和存储。所述云计算平台的云存储平台包括生产云存储服务接入节点，备份云存储服务接入节点，实时备份容灾云存储服务系统。
[0034]所述业务应用主要包括功能多样的虚拟仿真应用软件，实现虚拟仿真教学实训的功能应用，主要包括机械类、模具类、自动化类、汽车类、建筑类、电商物流类等虚拟仿真教学实训软件。
[0035]用户(学生和老师)与虚拟仿真教学实训系统的交互通道主要是业务应用层，实现虚拟仿真教学实训功能，硬件平台、虚拟化平台、云计算平台是业务应用层实现的基础。管理人员通过权限可实现对四个层次的功能维护。
[0036]所述虚拟仿真实验室设备配备，包括实现人机交互的特殊输入和演示设备，如触摸控制屏、3D投影系统、虚拟服务器、虚拟仿真应用软件、VR系列虚拟仿真工作站、立体投影、立体眼镜、三维空间跟踪定位器、多通道环幕系统和建模软件等。
[0037]所述虚拟仿真教学软件系统根据虚拟仿真教学实训内容确定，所述虚拟仿真教学软件安装在虚拟仿真云平台的业务应用层。所述虚拟仿真教学软件选自:1)汽车检测与维修虚拟仿真教学软件系统，2)机械加工与机械设备维修虚拟仿真教学软件，3)模具工艺与加工虚拟仿真教学软件，4)建筑工程施工虚拟仿真教学软件，5)现代物流虚拟仿真教学软件。
[0038]虚拟仿真实验室设备配备在使用虚拟仿真教学软件的过程中，提供输入输出。所述云计算平台实现虚拟仿真教学系统中虚拟仿真应用软件和数据的存储和计算。
[0039]学生、老师和管理人员都可以访问虚拟仿真显示系统和虚拟仿真交互系统，使用安装虚拟仿真教学实训平台中的虚拟仿真教学软件，实现虚拟仿真实训。通过所述虚拟仿真实验室设备配备的输入设备输入信号给虚拟仿真交互系统；虚拟仿真交互系统接收信号，反馈给虚拟仿真显示系统；虚拟仿真显示系统接收信号，反馈信号给业务应用层；业务应用层、虚拟仿真开发平台和云计算平台之间可以互相交换数据，数据处理好之后，反馈给虚拟仿真显示系统；虚拟仿真显示系统显示输入信号后的处理结果，并返回给虚拟仿真交互系统；基础硬件平台为虚拟化平台提供硬件环境支持，虚拟化平台为虚拟仿真教学实训平台提供虚拟仿真软件环境支持。
[0040]老师还可以直接访问虚拟仿真开发平台，进行虚拟仿真软件开发。管理人员还可以直接访问虚拟仿真控制集成系统，对仿真教学实训平台进行控制和管理。
[0041]实施例2:
[0042]本实施例公开一种虚拟仿真教学实训平台构建方法，主要方法同实施例1，进一步，所述虚拟仿真教学系统采用局域网访问模式。
[0043]实施例3:
[0044]本实施例公开一种虚拟仿真教学实训平台构建方法，主要方法同实施例1，进一步，所述虚拟仿真教学系统可通过登陆已有的教务管理教学平台登录。
【权利要求】
1.一种虚拟仿真教学实训平台构建方法，其特征在于:包括虚拟仿真教学系统、虚拟仿真云平台、虚拟仿真实验室设备配备和虚拟仿真教学软件系统； 所述虚拟仿真教学系统，包括虚拟仿真开发平台、虚拟仿真显示系统、虚拟仿真交互系统和虚拟仿真集成控制系统； 所述虚拟仿真云平台，包括基础硬件平台、虚拟化平台、云计算平台和业务应用；虚拟仿真云平台对虚拟仿真教学系统进行统一使用、管理、调配； 所述虚拟仿真实验室设备配备，包括实现人机交互的特殊输入和演示设备； 所述虚拟仿真教学软件系统根据虚拟仿真教学实训内容确定；所述虚拟仿真教学软件安装在虚拟仿真云平台的业务应用层。
2.根据权利要求1所述的一种虚拟仿真教学实训平台构建方法，其特征在于:所述虚拟仿真教学系统采用局域网访问模式。
3.根据权利要求1所述的一种虚拟仿真教学实训平台构建方法，其特征在于:所述虚拟仿真教学系统可通过登陆已有的教务管理教学平台登录。
4.根据权利要求1所述的一种虚拟仿真教学实训平台构建方法，其特征在于:所述虚拟仿真实验室设备配备包括抑系列虚拟仿真工作站、立体投影、立体眼镜、三维空间跟踪定位器、多通道环幕系统和建模软件。
5.根据权利要求1所述的一种虚拟仿真教学实训平台构建方法，其特征在于:所述云计算平台的云存储平台包括生产云存储服务接入节点，备份云存储服务接入节点，实时备份容灾云存储服务系统。
6.根据权利要求1所述的一种虚拟仿真教学实训平台构建方法，其特征在于:所述虚拟仿真教学软件选自:1)汽车检测与维修虚拟仿真教学软件系统，2)机械加工与机械设备维修虚拟仿真教学软件，3)模具工艺与加工虚拟仿真教学软件，4)建筑工程施工虚拟仿真教学软件，5)现代物流虚拟仿真教学软件。
【文档编号】G09B9/00GK104504632SQ201410827013
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月26日 优先权日:2014年12月26日
【发明者】刘国全, 白勇, 廖勇 申请人:重庆机电职业技术学院