实验教学用机柜的制作方法

本实用新型涉及实验教学设备技术领域，具体为一种实验教学用机柜。

背景技术：

随着计算机技术的不断发展进步，网络教学、在线实验教学等方式逐渐流行起来，为了满足上述要求，需要设置对应的网络服务器和配套的硬件设备，现有的设备集成度低，而且只能在现场进行实验操作，然后观察实验结果，适用环境受到限制。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种实验教学用机柜，其集成度高，能够实现远程操作并及时得到实验结果，适用范围广。

其技术方案是这样的：一种实验教学用机柜，其特征在于，其包括柜体，所述柜体内从下至上排布有至少两个实验设备服务器，所述机柜内还设置有IDE服务器、WEB资源管理服务器和网络交换机，所述实验设备服务器之间的通信、所述实验设备服务器与外部的通信均由所述网络交换机实现，所述实验设备服务器包括机箱，所述机箱内设置有服务器电源和主板，所述主板正面设置有控制管理模块、网络模块、电源模块和多个节点模块，所述节点模块包括至少一块核心电路板，上层的所述机箱的主板背面安装有网络摄像头，所述机箱底部盖板上开有与所述网络摄像头配合的开孔，所述机箱上部盖板上设置有与对应上层所述实验设备服务器的网络摄像头的开口，所述开口上安装有透明盖板，所述网络摄像头用于拍摄下层的所述实验设备服务器的节点模块，上下两层所述实验设备服务器的间距配合所述网络摄像头的焦距设置。

其进一步特征在于，所述节点模块包括两块所述核心电路板；

所述节点模块包括一块IO电路板和一块所述核心电路板；

所述机箱前侧盖板外部设置有开关和指示灯，所述机箱前侧盖板内部设置有散热风扇，所述机箱后侧盖板设置有外设接口；

所述IO电路板正面设置有传感器模块、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；

所述核心电路板上设置有CPU模块、DDR存储器、千兆网卡、LED状态指示灯和SODIMM插座；

所述散热风扇为12cm滚珠散热风扇且并排布置有三个；

所述外设接口包括千兆网络接口、232串行接口、Micro USB接口和USB接口。

采用本实用新型的机柜后，机柜内设置了至少两个实验设备服务器，每个实验设备服务器又对应设置多个节点模块，多个节点模块可以同时进行实验操作，整体集成度高，通过网络交换机可以实现实验设备服务器之间的通信和实验设备服务器与外部的通信，达到远程使用控制的目的，而且通过网络摄像头可以及时拍摄实验结果并上传给远程用户，方便及时观察实验的结果，适用范围广。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为机箱正面结构示意图；

图3为机箱背面结构示意图；

图4为核心电路板示意图；

图5为IO电路板示意图。

具体实施方式

见图1至图5所示，一种实验教学用机柜，其包括柜体1，柜体1内从下至上排布有五个实验设备服务器2，机柜1内还设置有IDE服务器3、WEB资源管理服务器4和网络交换机，这边的IDE服务器具体为Vivado云开发服务器，实验设备服务器3之间的通信、实验设备服务器2与 IDE服务器3、WEB资源管理服务器4、外部的通信均由网络交换机实现，实验设备服务器3包括机箱5，机箱5内设置有服务器电源6和主板7，主板7正面设置有控制管理模块8、网络模块9、电源模块10和七个节点模块11，五个节点模块11并列布置于一侧，另外两个节点模块11与控制管理模块8、网络模块9、电源模块10布置于另一侧，布局合理美观，节点模块11可以包括两块核心电路板12，提高主板计算能力，也可以包括一块核心电路板12和一块IO电路板13，此时主要用于教学实验，上层的机箱5的主板7背面安装有网络摄像头14，最下层的机箱5上也可以安装上网络摄像头14，但是为了成本等考虑，一般不安装，机箱5底部盖板上开有与网络摄像头14配合的开孔15，机箱5上部盖板上设置有与对应上层实验设备服务器3的网络摄像头14的开口，开口上安装有透明盖板，网络摄像头14用于拍摄下层的实验设备服务器3的节点模块11，上下两层实验设备服务器3的间距配合网络摄像头14的焦距设置，当采用的网络摄像头14的焦距为3.6mm时，上下两层实验设备服务器3的距离设置为88.9mm，保证网络摄像头14拍摄出来的照片清晰。

机箱3前侧盖板外部设置有开关和指示灯，机箱前侧盖板内部设置有散热风扇16，散热风扇16为12cm滚珠散热风扇且并排布置有三个，达到更好地散热效果；机箱3后侧盖板设置有外设接口，外设接口包括RJ45网络插接口（千兆网络接口）、UART串行接口（232串行接口）、Micro USB接口和USB接口。

IO电路板13正面设置有传感器模块、显示模块、外设模块19和存储器模块20，传感器模块包括超声波传感器17、温度湿度传感器21、图像传感器22和振动传感器23，适合用于物联网及嵌入式系统方面的实验教学，显示模块包括七段码显示18、LED点阵显示24和TFT显示屏25，外设模块包括步进电机控制板和步进电机，可以根据需要自己添加实验操作；

核心电路板12上设置有CPU模块26、DDR3 1GB存储器27、千兆网卡28、LED状态指示灯29和SODIMM插座30，这边的CPU模块26为FPGA SOC。

通过软件操作管理节点，可以对每一个节点模块独立进行电源控制。可以读回所有的节点模块的网络状态、电源状态，即能够读回每个节点是否上电了，网络的链路层是否通畅，能够读到网络的link和data信号。

使用本实用新型的机柜后：用户可以远程使用真实的FPGA硬件环境，在线进行实验教学，为电子信息／计算机／物联网等电子信息类专业涉及到硬件实验的慕课课程的在线实验教学提供支撑，培养学生的系统能力，为电子信息类专业的大学生竞赛、创新创业提供良好的硬件平台支撑，使学生不只是可以进行互联网类创业，更可以进行智能硬件、机器人、物联网等科技含量更高的产品创业，凸显高校的技术优势；减轻实验室人员设备管理、故障诊断、软件更新方面的工作量，使实验室人员有更多精力集中在创新内容建设及与学生交流上。