CN111127975A - 一种基于互联网的电控发动机教学实训平台及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于互联网的电控发动机教学实训平台及方法，包括电控发动机台架，所述电控发动机带各种传感器、电控单元及执行机构，电控发动机ECU连接各种传感器、电控单元及执行机构，其特征在于，它还包括：单片机，读取电控发动机ECU的各种传感器参数及电控单元及执行机构的工作信号；同时外接通讯模块，利用通讯模块与移动终端互联互通，单片机上作为http服务器，将采集的各种信息进行共享；带APP软件模块的移动终端，移动终端作为http客户端，利用http方法通过内网访问服务器，读取通讯模块传输的各种数据，同时具有数据保存及输入功能；教学资源网站，APP软件模块连接外网的教学资源网站，根据发动机电控平台的具体状态和信息选择教学资源网站上视频、微课、动画网络资源的地址，读取或播放相应的视频、动画及微课等。本发明充分利用了资源，教学便利，降低学习门槛，提高学习质量。

Description

一种基于互联网的电控发动机教学实训平台及方法

技术领域

本发明涉及教学技术领域，尤其涉及汽车教学技术领域，具体是涉及一种电控发动机教学台架平台及教学方法。

背景技术

2018年我国汽车销量达到2800多万辆，连续十年位居世界汽车市场第一位。面对巨大的汽车销量，汽车后市场的规模也逐渐扩大。尽管今年来我国汽车汽车制造厂竞争力在提高，但是总体来讲，我国汽车制造业比较弱势，所以全世界几乎所有的汽车公司生产的汽车在我们国家都可以发现，无论价格动辄过百万的超级跑车，还是价格只有几万块的低端汽车，都能找到其所消费的人群。因此人们经常可以在马路上见到欧系车、美系车、日韩系列的汽车，有国产的有进口的。

由于生产厂家不同，尽管发动机的原理大同小异，但是里面结构及传感器的类型千差万别，面对汽车后市场中各种教育，出现不同的问题。现在很多大专及中专学校里开设了汽车检查与维修这个专业，而发动机电控是各个学校必开设的一门课，如何让学生更好地掌握各种维修技术，每个学校采取的方法也各有不同。现在在汽车电控发动机教学过程中，存在以下几个方面的问题。

1、电控发动机种类繁多

由于市场上汽车生产厂家繁多，同一个厂家不同车型甚至同一各车型，不同的款式发动机的结构都不相同。大多学校汽车专业实训室里都有各种款式的电控发动机实训台架，供学生实训，种类繁多的发动机，采用的结构电子器件(如传感器)种类、原理及结构接线端子都不相同。比如同样是检测发动机节气门传感器就有三根线、四根线甚至五根线的。不同的发动机摆放在实训室里，使学生学习起来容易造成混乱，特别是学过一段时间后，复习的时候往往无从下手。

2、传统发动机电控实训台适应性不强。

传统的电控发动机实训台是由台架组成的，发动机位于一个架子上，下面有四个轮子方便移动，这是好的地方，然后从电控发动机各个用电设备上引出一根线接线到台架旁边竖板上，板面上设置各种LED灯，同时写上各种传感器的名称及万用表检测接口，板子背面装有各种开关，来设置发动机故障。这样设置相对比较简单明了，学生少时老师讲解也比较容易。但是也有明显的缺点，比如和实际运行很大的不同，实际时没有竖板的，人数多时，学生围观起来，观看数据不方法，认识不清楚，体验效果不好，如果通过解码器读取故障码时更是观察不清楚。另外后期设备维护成本也高。

3、说明书不详细，缺少细节

很多学校电控实训台架说明书不完善，或者丢弃来说明书，因此学生操作起来盲目性很大，导致很多学生看不懂或者看到说明书，面对设备练习，感觉门槛较大，自学起来困难。比如面对各种传感器的接线端子不知道如何测量，不知道标准值时多少，即便测量出来如电压、电阻也往往搞不清楚正常情况下数值多少。所以导致很多学校的实训室电控实训台利用率低，课后自学困难。

4、软、硬件整合性差

随着我国经济发展，职业教育也快速的发展，而职业教育最重要的一个环节是培养学生动手能力。因此课堂上教师普遍采用教、学、做一体化的方式授课，教学做相互配合，教学方法各异。学校也投入很大，充分从用信息化教学。以申请人学院为例，学校每年投入很多资金，建立精品课程，制作慕课、微课等，上课采用PPT及各种动画讲述，这样确实能提高学生的学习质量。但是信息化教学的内容软的东西与硬的东西联系性较少，学生缺乏沟通的平台。因为导致学生自学或其他方式学习时，在实训室面对硬件不知道如何检测，也不知道检测的参数是否正确，所以面对维修也时一知半解，而通过上网查询学校的精品课程及其他多媒体视频时，往往有对应不上具体硬件，从而导致学习质量不能进一步提高。

5、教师角色重，自学能力差，缺少创新精神

电控发动机维修是一门职业技术课，动手能力要求高，平时上课时，很多都是首先需要教师演示，如通过解码器读取故障码，然后测量等，观看效果不佳，

学生自我思考较少，从汽车维修竞赛中可以观察到，比赛的试题老师讲解过，练习过的可以解决，有一步没练习到，就解决不了。这和平时设备使用有很大关系。由于软、硬分离，所以平时学习，基本靠教师充当软硬件的中介，老师告诉学生某传感器有几根线，每根线有什么参数，学生自己测量，过后如果有遗忘而没有老师中间指导的话，自学起来有很大困难。

6、传统的台架不利已自我测试

虽然传统的电控发动机台架可以设置故障，但是不能“指导”学生如何解决故障。而现在汽车专业基本都要求拿到汽车修理工证书，汽车修理工证书对实操要求很严格，往往为了提高学生实操通过率，需要有专门的老师作为指导，花费很多时间和精力，而效果并不很好。

因此对现有电控发动机台架平台进行改造并改进其教学方法是有必要的。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种可有效提高教学质量、基于互联网培训的电控发动机台架的教学方法，可以实现学生自我学习、自我练习、自我诊断、自我测试。

本发明的另一目的还在于提供一种上述电控发动机台架的实训教学平台。

为达到以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于互联网的电控发动机台架实训教学平台，包括电控发动机台架，所述电控发动机带各种传感器、电控单元及执行机构，电控发动机ECU连接各种传感器、电控单元及执行机构，其特征在于，它还包括：

单片机，读取电控发动机ECU的各种传感器参数及电控单元及执行机构的工作信号；同时外接通讯模块，利用通讯模块与移动终端互联互通，单片机上作为http服务器，将采集的各种信息进行共享；

带APP软件模块的移动终端，移动终端作为http客户端，利用http方法通过内网访问服务器，读取通讯模块传输的各种数据，同时具有数据保存及输入功能；

教学资源网站，APP软件模块连接外网的教学资源网站，根据发动机电控平台的具体状态和信息选择教学资源网站上视频、微课、动画网络资源的地址，读取或播放相应的视频、动画及微课；

所述传感器包括空气流量传感器、节气门位置传感器、温度传感器、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、氧传感器、爆震传感器。

一种基于互联网的电控发动机台架的实训教学方法，其特征在于，它是在现有电控发动机教学台架的基础上，设置单片机作为http服务器，通过读取电控发动机电脑ECU中的各种传感器参数及电子元器件的工作信号；

至少一个移动终端安装APP软件模块，移动终端作为http客户端，http服务器利用通讯模块与至少一个移动终端互联互通，将采集的各种信息进行共享，利用http方法通过内网访问服务器，读取通讯模块传输的各种数据，同时具有数据保存及输入功能；

所述传感器包括空气流量传感器、节气门位置传感器、温度传感器、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、氧传感器、爆震传感器。

作为上述方案的进一步说明，所述APP软件模块移动终端还通过网络外网连接教学资源网站，根据发动机电控平台的具体状态和信息选择教学资源网站上视频、微课、动画网络资源的地址，读取或播放相应的视频、动画及微课。

进一步地，通讯模块为WIFI模块。

本发明的有益效果是：本发明基于互联网的电控发动机实训台架教学平台及教学方法，采用一款APP软件，通过移动终端，把传统电控发动机台架硬件与学校开发的精品课程、视频动画等一一对应，精准的连接起来，利用移动终端充当教师的身份，利用智能化的装置，把软硬连接起来，实现学生自我学习、自我练习、自我诊断、自我测试。

相对于同类的实训平台大多是独立在台架上操作，不能通过移动终端手机读取数据，也不能与教学资源库相连接，功能比较单一，本发明充分利用了学校各项资源，利用学生手机的便利性，降低学习门槛，提高学习质量。

附图说明

图1为本发明教学平台及教学方法的方框示意图。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。

此外，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本发明描述中，“至少”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除另有明确规定和限定，如有术语“组装”、“相连”、“连接”术语应作广义去理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；也可以是机械连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部相连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述的术语在本发明中的具体含义。

在发明中，除非另有规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅是表示第一特征水平高度高于第二特征的高度。第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。

下面结合说明书的附图，对本发明的具体实施方式作进一步的描述，使本发明的技术方案及其有益效果更加清楚、明确。下面通过参考附图描述实施例是示例性的，旨在解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，本发明的基于互联网的电控发动机台架实训教学平台具体设计如下：

它是在现有电控发动机台架基础上，设置一单片机，通过一个外接单片机读取电控发动机电脑ECU中的各种传感器参数及电子元器件的工作信号，相对于电控发动机其ECU已经连接各种传感器参数及电子元器件，单片机通过与ECU连接读取其工作信号。且单片机外接WIFI模块，可以利用WIFI模块与移动终端互联互通。WIFI模块还可以采用其它通讯模块，单片机作为http服务器，将采集的各种信息进行共享；移动终端作为http客户端，利用http方法访问服务器，读取信息；各种传感器参数及电子元器件包括空气流量传感器、节气门位置传感器、油门位置传感器、温度传感器、曲轴位置传感器、凸轮轴传感器等、汽车其它各种执行机构。

通过至少一个移动终端安装APP软件模块，如手机终端安装APP软件作为http客户端，读取WIFI模块传输的各种数据，同时具有数据保存及输入功能，APP软件模块连接外网的教学资源网站，可以根据发动机电控平台的具体状态和信息选择教学资源网站上视频、微课、动画等网络资源的地址，读取或播放相应的视频、动画及微课等。

本发明教学方法也是通过手机终端通过内网通讯模块连接读取单片机传输的各种数据，通过对各种数据进行认识、分析；必要时通过APP软件模块外网连接教学资源网站，实现利用移动终端进行教学。

其具体的流程内容如下：

1、通过一个外接单片机读取电控发动机ECU中的各种传感器参数及电子元器件的工作信号。

2、单片机外接WIFI模块，可以利用WIFI模块与移动终端互联互通。单片机上作为http服务器，将采集的各种信息进行共享；移动终端作为http客户端，利用http方法访问服务器，读取信息。

3、开发一款APP软件作为http客户端，读取WIFI模块传输的各种数据，同时具有数据保存及输入功能。

4、APP软件模块连接外网的教学资源网站，可以根据发动机电控平台的具体状态和信息选择教学资源网站上视频、微课、动画等网络资源的地址，读取或播放相应的视频、动画及微课等。教学资源网站作为DDNS及视频库服务器，它安装了DDNS(动态域名解释)客户端及视频网站服务器。在DDNS服务商如http://www.pubyun.com上注册动态域名，DDNS客户端通过http方法启用动态域名，并定时更新动态域名对应的教学资源服务器动态公网IP。因此APP软件模块利用动态域名访问外网的教学资源网站时，pubyun.com的DDNS服务会自动将动态域名解析为教学资源网站服务器动态公网IP，从而使APP软件模块能顺利连接到网站所在的主机。

该系统平台具有以下几种功能：

1)、具有解码器功能，改变单一读取数据的模式，可以同时多人读取数据。在教学过程中，教师运行发动机电控实训平台，所有学生可以同时读取汽车空调的运行参数，方便教学。

2)、起到中介作用，替代教师教学部分功能。改变了传统发动机电控实训台硬件与软件分离的模式。当APP读取某个电子元件数据或者故障代码时，APP页面里设置了维修按钮，点击维修按钮，可以准确查询到连接到的某个具体的视频(如学校精品课程及其它视频资源库)，视频可以改变传统的只讲述结构原理及维修方法，降低了学习难度，又可以起到充当视频及电子化精准维修手册，可以录制出该元件在汽车空调中的具体某一位置，结构原理及元件引脚书面，出现问题如何维修处理等工作，从而使学习与动手操作无缝结合起来，既方便当前学习又方便日后复习从而降低学习门槛，可以大大提高学生的学习质量，同时增加了学校视频资源库的利用率。

3)、学生可以实现自我测试功能。关闭或设置某部件故障，学生可以自我思考学习诊断维修，然后可以根据视频提供的维修方法，判断自己的维修思路是否正确，进而给自己打分，同时教师也可以利用此系统进行测试学生，先设置故障，要学生利用系统进行维修，当故障处理完毕后，APP软件会显示功能正常，通过系统的计时功能，判断学生故障排除所使用的时间，从而给学生判分。学生可以通过APP练习理论知识，掌握各种电子元件工作原理，然后可以通过通断某个接线端子，实现参数的测量及故障诊断排除，最后利用APP进行故障解答，观看视频精准操作，判断自己操作思路是否正确，从而自我实现教学做一体化学习。

需要说明的是：APP软件的编制相对于本领域的普通技术人员不需要创造性劳动。

通过上述的结构和原理的描述，所属技术领域的技术人员应当理解，本发明不局限于上述的具体实施方式，在本发明基础上采用本领域公知技术的改进和替代均落在本发明的保护范围，本发明的保护范围应由各权利要求项及其等同物限定之。具体实施方式中未阐述的部分均为现有技术或公知常识。

Claims (9)

1.一种基于互联网的电控发动机台架实训教学平台，包括电控发动机台架，所述电控发动机带各种传感器、电控单元及执行机构，电控发动机ECU连接各种传感器、电控单元及执行机构，其特征在于，它还包括：

单片机，读取电控发动机ECU的各种传感器参数及电控单元及执行机构的工作信号；同时外接通讯模块，利用通讯模块与移动终端互联互通，单片机上作为http服务器，将采集的各种信息进行共享；

带APP软件模块的移动终端，移动终端作为http客户端，利用http方法通过内网访问服务器，读取通讯模块传输的各种数据，同时具有数据保存及输入功能；

教学资源网站，APP软件模块连接外网的教学资源网站，根据发动机电控平台的具体状态和信息选择教学资源网站上视频、微课、动画网络资源的地址，读取或播放相应的视频、动画及微课；

所述传感器包括空气流量传感器、节气门位置传感器、温度传感器、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、氧传感器、爆震传感器。

2.根据权利要求1所述的基于互联网的电控发动机台架实训教学平台，其特征在于通讯模块为WIFI模块。

3.一种基于互联网的电控发动机台架的实训教学方法，其特征在于，它是在现有电控发动机教学台架的基础上，设置单片机作为http服务器，通过读取电控发动机电脑ECU中的各种传感器参数及电子元器件的工作信号；

至少一个移动终端安装APP软件模块，移动终端作为http客户端，http服务器利用通讯模块与至少一个移动终端互联互通，将采集的各种信息进行共享，利用http方法通过内网访问服务器，读取通讯模块传输的各种数据，同时具有数据保存及输入功能；

所述传感器包括空气流量传感器、节气门位置传感器、温度传感器、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、氧传感器、爆震传感器。

4.根据权利要求3所述的基于互联网的电控发动机台架的实训教学方法，其特征在于，所述APP软件模块移动终端还通过网络外网连接教学资源网站，根据发动机电控平台的具体状态和信息选择教学资源网站上视频、微课、动画网络资源的地址，读取或播放相应的视频、动画及微课。

5.根据权利要求3或4所述的基于互联网的电控发动机台架的教学方法，其特征在于，所述通讯模块为WIFI模块。

6.根据权利要求4所述的基于互联网的电控发动机台架的实训教学方法，其特征在于，当APP软件模块读取某个电子元件数据或者故障代码时，APP页面里设置了维修按钮，点击维修按钮，APP软件模块通过外网连接教学资源网站，准确查询到连接到教学资源网站中的某个具体的视频。

7.根据权利要求3或4所述的基于互联网的电控发动机台架的实训教学方法，其特征在于，关闭或设置某部件故障，学生可以自我思考学习诊断维修，然后可以根据视频提供的维修方法，判断自己的维修思路是否正确，进而给自己打分。

8.根据权利要求3或4所述的基于互联网的电控发动机台架的实训教学方法，其特征在于，所述教学方法还包括利用此系统进行测试学生，先设置故障，要学生利用系统进行维修，当故障处理完毕后，APP软件会显示功能正常，通过系统的计时功能，判断学生故障排除所使用的时间，从而给学生判分。

9.根据权利要求4或6所述的基于互联网的电控发动机台架的实训教学方法，其特征在于，所述教学资源网站作为DDNS及视频库服务器，安装了DDNS客户端及视频网站服务器；在DDNS服务商上注册动态域名，DDNS客户端通过http方法启用动态域名，并定时更新动态域名对应的教学资源服务器动态公网IP。因此APP软件模块利用动态域名访问外网的教学资源网站时，DDNS服务会自动将动态域名解析为教学资源网站服务器动态公网IP，从而使APP软件模块能顺利连接到网站所在的主机。

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