一种可视化教学系统的制作方法

本发明涉及教学领域，具体涉及一种可视化教学系统。

背景技术：

随着中国社会的发展，汽车数量的增加，汽车维修人员的缺乏，现今急需一批专业强、素质高的维修人员。汽车维修成为教育部实施的技能紧缺人才培养工程重点之一，由于汽车维修专业是实践性较强的专业，理论教学与实践教学需要紧密结合。

现有技术中的教学系统只能演示一种实训内容，学生在实训过程中分成多个组，每组对应不同的教学系统，结束之后组与组相互交换。但是在实际过程中，因为实训内容的差别花费的时间有所差别，在规定的时间内学生无法实习所有的实训内容，达不到预期效果。

此外，学生在实训过程中只能通过显示屏显示结果，无法对整个过程是如何进行的。

技术实现要素：

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种多功能可视化的教学系统，提高教学效果。

本发明提供了一种可视化教学系统，用于向学生演示汽车的冷却液水温、进气量以及节气门的变化，包括：上位机模块，具有显示部以及设定部，控制模块，与上位机模块电性连接；进气模拟模块，与控制模块连接，具有风机以及进气检测单元，水温模拟模块，与控制模块连接，具有可加热水杯以及水温检测单元，节气门模拟模块，与控制模块连接，具有电子踏板、电子节气门以及节气门检测单元，其中，控制模块用于通过设定部让学生设定风机的风量，进气检测单元检测风量从而向控制模块输送进气信号；控制模块用于通过设定部让学生设定可加热水杯的加热温度，水温检测单元检测可加热水杯内的水温从而向控制模块输送水温信号；学生转动电子踏板生成相应的角度信号，控制模块接收并处理角度信号生成相应的控制信号，电子节气门根据控制信号将节气门转动至相应位置，节气门检测单元检测节气门的位置从而向控制模块输送节气门位置信号；控制模块用于对进气信号、水温信号以及节气门位置信号进行处理，并控制上位机模块对汽车的冷却液水温、进气量以及节气门开度进行可视化显示。

在本发明提供的可视化教学系统中，还可以具有这样的特征，其中，进气检测单元包括：空气流量传感器，安装在风机的出风口并与控制模块电性连接，用于检测风机的出风量生成进气信号，并将进气信号传送至控制模块；以及第一电压表，与空气流量传感器电性连接，用于显示空气流量传感器输出的电压。

在本发明提供的可视化教学系统中，还可以具有这样的特征。其中，水温检测单元包括：水温传感器，位于可加热水杯内并与控制模块电性连接，用于检测可加热水杯内的水温生成水温信号，并将水温信号传送至控制模块；以及第二电压表，与水温传感器电性连接，用于显示水温传感器输出的电压。

在本发明提供的可视化教学系统中，还可以具有这样的特征，其中，节气门检测单元包括：节气门传感器，安装在电子节气门上并与控制模块电性连接，用于检测电子节气门的开度生成节气门位置信号，并将节气门位置信号传送至控制模块；第三电压表，与电子踏板电性连接，用于显示电子踏板输出的电压；第四电压表，与电子节气门电性连接，用于显示控制模块输送电子节气门的电压；以及第五电压表，与节气门传感器电性连接，用于显示节气门传感器输出的电压。

在本发明提供的可视化教学系统中，还可以具有这样的特征，还包括：示波器，安装在上位机与控制模块之间，用于显示控制模块发出的can报文通讯电频信号。

在本发明提供的可视化教学系统中，还可以具有这样的特征，还包括：车用仪表盘，分别与上位机以及控制模块电性连接，用于接收can报文通讯电频信号，从而显示汽车的冷却液水温、进气量以及节气门开度。

发明的作用与效果

根据本发明所涉及的可视化教学系统，因为具有控制模块、进气模拟模块、水温模拟模块、节气门模拟模块以及上位机模块，在进行教学演示时，控制模块通过设定部供学生选择所要演示的类型，相应的演示模块开始运行，并在上位机模块上显示对应的信息。所以，本发明的可视化教学系统能够对演示的类型进行可视化显示。

附图说明

图1是本发明的实施例中可视化教学系统的整体示意图；

图2是本发明的实施例中进气模拟模块工作流程图；

图3是本发明的实施例中水温模拟模块工作流程图；以及

图4是本发明的实施例中节气门模拟模块工作流程图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下结合实施例及附图对本发明作具体阐述。

<实施例>

本实施例提供的可视化教学系统100包括上位机模块1、控制模块2、进气模拟模块3、水温模拟模块4、节气门模拟模块5、车用仪表盘6以及示波器7。

上位机模块1包括显示部以及设定部。显示部用于对测试类型的信息进行可视化显示，设定部用于让学生进行操作。

控制模块2为汽车微控器，能够将传感器输入的电信号转化、运算、处理，并编译成can报文广播到车载网络。此外，控制模块2也能接受车载网络上的can报文。

进气模拟模块3包括风机以及由空气流量传感器和第一电压表组成的进气检测单元。

风机与控制模块2电性连接，用于模拟汽车的进气状态。

空气流量传感器安装在风机的出风口并与控制模块2电性连接，从而检测风机的出风量。

第一电压表电性连接在空气流量传感器与控制模块2之间的电路上，用于向学生显示空气流量传感器向控制模块2输出的电压值。

水温模拟模块4包括可加热水杯以及由水温传感器以及第二电压表组成的水温检测单元。

可加热水杯与控制控制模块2电性连接，用于对冷却水进行加热，以模拟汽车冷却液的水温。

水温传感器安装在可加热水杯内并与控制模块2电性连接，用于检测可加热水杯内的水温生成相应的水温信号。需要说明的是，水温信号为电压信号，水温越高输出的电压值越高。

第二电压表电性连接在水温传感器与控制模块2之间的电路上，用于向学生显示水温传感器向控制模块2输出的电压值。

节气门模拟模块5包括电子踏板、电子节气门以及由节气门传感器、第三电压表、第四电压表、第五电压表组成的节气门检测单元。

电子踏板与控制模块2电性连接，用于模拟汽车油门踏板。电子踏板的踏板旋转不同的角度时对外输出的电压相应的电压，其原理与滑动变阻器原理相同。

电子节气门包括节气门总成以及伺服电机，伺服电机安装在节气门总成上并与控制模块2电性连接，用于驱动节气门总成内的节气门转动。

节气门传感器安装在电子节气门上并与控制模块电性连接，用于检测电子节气门的开度生成节气门位置信号，并将节气门位置信号传送至控制模块。

第三电压表安装在电子踏板电性与控制模块2之间的电路上，用于向学生显示电子踏板向控制模块2输送的电压值。

第四电压表安装在电子节气门电性与控制模块2之间的电路上，用于向学生显示控制模块2向电子节气门输送的电压值。

第五电压表安装在节气门传感器与控制模块2之间的电路上，用于向学生显示节气门传感器向控制模块2输送的电压值.

车用仪表盘6连接在上位机模块1与控制模块2之间的电路上，用于接收上位机模块1以及控制模块2发出的can报文，从而显示冷却液的水温、电子踏板的角度、节气门的开度。

示波器7安装在上位机模块1与控制模块2之间的电路上，用于显示控制模块2向上位机模块1输送的can报文的波形。

<应用例1>

图2是本发明的实施例中进气模拟模块工作流程图。

如图2所示，学生通过本实施例提供的可视化教学系统100进行进气量实训时：

步骤1，学生通过设定部进入风量演示界面，然后设定10m/s的风速信号，控制模块2接收并执行风速信号，风机处于10m/s的出风状态。

步骤2，空气流量传感器对风机输出的风速进行测试生成相应的进气信号，并将进气信号传送至控制模块2。

步骤3，控制模块2接收进气信号，并对进气信号进行信号转化、运算、处理，并编译成can报文发送至上位机模块1的显示部以及车用仪表盘6。

步骤4，学生可通过显示部以及车用仪表盘6观察到风机的风速。此外，学生还可以通过示波器7显示进气can报文的波形。

<应用例2>

图3是本发明的实施例中水温模拟模块工作流程图。

如图3所示，学生通过本实施例提供的可视化教学系统100进行水温实训时：

步骤1，学生通过设定部进入水温演示界面，然后设定80℃的加热信号，控制模块2接收并执行80℃的加热信号，可加热水杯将杯内的水加热至80℃。

步骤2，水温传感器对杯内的水进行测温生成相应的水温信号，并将水温信号传送至控制模块2。

步骤3，控制模块2接收水温信号，并对水温信号进行信号转化、运算、处理，并编译成can报文发送至上位机模块1的显示部以及车用仪表盘6。

步骤4，学生可通过显示部以及车用仪表盘6观察到可加热水杯内水温。此外，学生还可以通过示波器7显示水温can报文的波形。

<应用例3>

图4是本发明的实施例中节气门模拟模块5工作流程图。

如图4所示，学生通过本实施例提供的可视化教学系统100进行节气门实训时：

步骤1，学生通过设定部进入节气门演示界面，然后将电子踏板的踏板旋转一定角度，此时电子踏板将旋转的角度生成角度信号并发送至控制模块2。

步骤2，控制模块2接收并处理角度信号生成相应的控制信号。

步骤3，电子节气门接收并执行控制信号，从而将节气门旋转至相应位置。

步骤4，节气门传感器检测节气门的位置并生成相应的节气门位置信号。

步骤5，控制模块2接收节气门位置信号，并对节气门位置信号进行信号转化、运算、处理，并编译成can报文发送至上位机模块1的显示部以及车用仪表盘6。

步骤6，学生可通过显示部以及车用仪表盘6观察到节气门的位置，通过示波器7显示节气门can报文的波形，通过第三电压表观测角度信号的电压值、通过第四电压表观测控制模块2向电子节气门输送的电压值，通过第五电压表观测节气门传感器向控制模块2输送的电压值。

在本实施中，上位机模块1具有can信号转换器，控制模块2输送的can信号通过can信号转换器进行转换，学生操作上位机模块1的相应软件，使得can信号的内容在显示部上显示。

此外，学生还可以通过软件对can报文内的信息进行修改，然后将修改后的内容发送至车用仪表盘6以及示波器7进行显示。

实施例的作用与效果

根据本发明所涉及的可视化教学系统，因为具有控制模块、进气模拟模块、水温模拟模块、节气门模拟模块以及上位机模块，在进行教学演示时，控制模块通过设定部供学生选择所要演示的类型，相应的演示模块开始运行，并在上位机模块上显示对应的信息。所以，本发明的可视化教学系统能够对演示的类型进行可视化显示。

上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。