CN111142052A - 一种实验连线连通性自动检测装置和检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于仪器仪表的分析及测量控制技术领域，公开了一种实验连线连通性自动检测装置和检测方法，其中所述检测方法包括：依次设定检测处理单元中的一IO口为低电平，并读取剩余IO口的电平状态值；判定读取的电平状态值与当前设定的低电平是否相同，若是，判定电平值相同的IO口为导通；根据IO口与插线孔的对应，确定多个插线孔之间的连线关系；综合依次检测的多个连线关系，获取当前实验终端的检测连线关系数据；对比检测连线关系数据和实验连线关系的正确数据，获取自动检测结果；若两数据相同，则检测结果为正确；若两数据不同，则检测结果为错误；综上，根据自动检测结果可以准确评定实验者操作过程成绩。
Description
技术领域
本发明属于仪器仪表的分析及测量控制技术领域，具体涉及一种实验连线连通性自动检测装置和检测方法。
背景技术
在电路、模拟电子技术、数字电子技术等课程实验教学中，不同器件或电路节点之间连线通过单芯导线插头、插座进行连接，实验中无法自动检测连线是否正确，且排查错误困难。同时面对众多实验者，指导人员难以确定实验者完成实验的时间和实验过程中错误的次数，做不到通过实验过程对实验者实践能力进行评判。
发明内容
鉴于此，本发明提供了一种实验连线连通性自动检测装置和检测方法，以达到自动获取实验连线结果的目的，进而便于进行实验教学中的成绩评定。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
1、一种实验连线连通性自动检测装置，包括通信连接的上位机和实验终端；
所述实验终端包括检测处理单元和实验电路部分；其中所述检测处理单元包括检测处理器及其配套的检测电路；所述实验电路部分包括一电路板、多个插线孔、以及与插线孔相配合的插头线，且电路板上集成有实验电路，每个所述插线孔均由内外两部分连接端子组成；所述内部连接端子通过导线焊接于电路板上，且多个焊点均通过导线与检测处理器的多个IO口对应连接，使其焊点构成线路连通检测点；所述外部连接端子直接固定于电路板上，且多个固定点均与实验电路连接，使其固定点构成实验电路连接点；
所述上位机从检测处理单元中获取检测连线关系数据，且上位机包括储存单元和对比判断单元；其中所述储存单元中储存有实验连线关系的正确数据，所述对比判断单元进行获取数据与储存数据的对比判断。
2、一种实验连线连通性自动检测方法，应用于上述自动检测装置中，具体包括如下检测步骤：
依次设定检测处理单元中的一IO口为低电平，并读取剩余IO口的电平状态值；
判定读取的电平状态值与当前设定的低电平是否相同，若是，判定电平值相同的IO口为导通；
根据IO口与插线孔的对应，确定多个插线孔之间的连线关系；
综合依次检测的多个连线关系，获取当前实验终端的检测连线关系数据；
对比检测连线关系数据和实验连线关系的正确数据，获取自动检测结果；若两数据相同，则检测结果为正确；若两数据不同，则检测结果为错误。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
使用带有检测线的插头，配合相应的检测电路和检测方法，来记录实验者实验中连线的过程，并对连线结果进行分析，判断连线的对错。根据记录的连线的过程可以评定实验者操作过程成绩。另外，对于检测中出现的错误，可以在上位机的显示屏上自动显示，亦可反馈至实验终端，并在其显示屏上显示，从而实现实验中无人值守的目标。
针对上述自动检测装置：
优选的，还包括检测请求键，且检测请求键焊接于电路板上，并通过导线与检测处理器连接。
优选的，所述上位机上安装有显示屏，用于自动显示上位机的对比判断结果。
优选的，所述实验终端上安装有显示屏，用于手动显示上位机的对比判断结果；且实验终端还包括故障求助键，所述故障求助键焊接于电路板上，并通过导线与检测处理器连接。
优选的，还包括供电电源和电源键，且供电电源与实验电路之间连接有继电器，所述电源键和继电器均焊接于电路板上，并均通过导线与检测处理器连接。
针对上述自动检测方法：
优选的，在执行检测前，还包括基于检测请求键手动请求检测的操作：手动按下检测请求键，发出请求检测信号；检测处理单元接收请求检测信号，执行检测操作。
优选的，至少出现2次自动检测结果为错误后，还包括基于故障求助键手动请求在实验终端上指明故障位置的操作：手动按下故障求助键，检测处理单元发送故障求助信号；上位机接收故障求助信号，将自动检测结果反馈至实验终端；基于显示屏，在实验终端上显示自动检测结果。
在执行检测后，还包括基于电源键手动接通实验电路的供电电源的操作：手动按下电源键，检测处理单元发送通电请求信号；上位机接收通电请求信号，并根据自动检测结果判定是否通电；若自动检测结果为正确，则通电；若自动检测结果为错误，则不通电；并将判定结果信号反馈至检测处理单元；检测处理单元根据判定结果驱动继电器。
附图说明
图1为本发明提供的一种实验连线连通性自动检测装置的结构示意图；
图2为本发明提供的一种实验连线连通性自动检测方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，为本发明中提供的一种实验连线连通性自动检测装置的结构示意图，具体包括通信连接的上位机和实验终端；该通信连接优选为Zigbee、蓝牙、WiFi、USB连接方式中的一种或者多种，以保证上位机与实验终端之间通信的稳定性和有效性。
实验终端包括检测处理单元和实验电路部分；其中：检测处理单元包括检测处理器及其配套的检测电路；具体，检测电路的作用是：上拉电阻，将其拉至高电平，由此保证检测处理器的多个IO口在初始状态下均为高电平；
实验电路部分包括一电路板、多个插线孔、以及与插线孔相配合的插头线(图中未示出)，其中插头线可选用一对一插头线或一对多插头线，仅保证插头线能与插线孔形成配合插接即可；电路板上集成有实验电路，每个插线孔均由内外两部分连接端子组成，具体，以内柱外孔结构的插线孔为例，其内柱结构作为内部连接端子，外孔结构作为外部连接端子，例如DC电源插座，包括2.0*0.7、2.35*0.7、2.35*1.1、2.5*0.7、3.5*1.1、3.5*1.35、4.0*1.7、5.5*2.1、5.5*2.5、4.75*1.7、3.2*0.9、3.0*1.1、2.0*0.6等规格，且上述规格的尺寸单位均为毫米(mm)；内部连接端子通过导线焊接于电路板上，且多个焊点均通过导线与检测处理器的多个IO口对应连接，使其焊点构成线路连通检测点；外部连接端子直接固定于电路板上，且多个固定点均与实验电路连接，使其固定点构成实验电路连接点，而固定点的固定方式可选用焊接或螺纹旋接；
上位机从检测处理单元中获取检测连线关系数据，且上位机包括储存单元和对比判断单元；其中储存单元中储存有实验连线关系的正确数据，对比判断单元进行获取数据与储存数据的对比判断。
请参阅图2所示，为本发明中提供的一种实验连线连通性自动检测方法的流程图，具体包括如下检测步骤：
S1.设定多个IO口中的任意一个为低电平，并读取剩余IO口的电平状态值；
S2.判定读取的电平状态值与当前设定的低电平是否相同，若是，判定电平值相同的IO口为导通；
S3.根据IO口与插线孔的一一对应，确定多个插线孔之间的连线关系；
S4.重复S1-S3，直至获取所有IO口和插线孔的连线关系，综合多个连线关系，获取当前实验终端的检测连线关系数据；
S5.将综合得到的检测连线关系数据传输至上位机；
S6.在上位机中，基于对比判断单元对比检测连线关系数据和实验连线关系的正确数据，获取自动检测结果；若两数据相同，则检测结果为正确；若两数据不同，则检测结果为错误。
综上：
优选的，还包括检测请求键，且检测请求键焊接于电路板上，并通过导线与检测处理器连接。
具体，该检测请求键的操作原理为：在执行检测前，还包括基于检测请求键手动请求检测的操作：
手动按下检测请求键，发出请求检测信号；
检测处理单元接收请求检测信号，执行检测操作。
基于此，实现整体装置的手动检测。
优选的，还包括显示屏(图中未示出)，且显示屏可安装于上位机上，也可安装于实验终端上，也可在上位机和实验终端上均安装；其中上位机所对应的显示屏为自动显示上位机的对比判断结果；实验终端所对应的显示屏为手动显示上位机的对比判断结果，且实验终端还包括故障求助键，故障求助键焊接于电路板上，并通过导线与检测处理器连接；
具体，该故障求助键的操作原理为：至少出现2次自动检测结果为错误后，还包括基于故障求助键手动请求在实验终端上指明故障位置的操作：
手动按下故障求助键，检测处理单元发送故障求助信号；
上位机接收故障求助信号，将自动检测结果反馈至实验终端；
基于显示屏，在实验终端上显示自动检测结果。
上述，至少出现2次自动检测结果为错误才能启动故障求助键的设置，是为了在实验教学过程中让实验者能进行一定的自主思考，以避免出现过于依赖自动检测装置而不会自主思考解决的问题。
优选的，还包括供电电源和电源键，且供电电源与实验电路之间连接有继电器KT，电源键和继电器均焊接于电路板上，并均通过导线与检测处理器连接；
具体，该电源键的操作原理为：在执行检测后，还包括基于电源键手动接通实验电路的供电电源的操作：
手动按下电源键，检测处理单元发送通电请求信号；
上位机接收通电请求信号，并根据自动检测结果判定是否通电；若自动检测结果为正确，则通电；若自动检测结果为错误，则不通电；并将判定结果信号反馈至检测处理单元；
检测处理单元根据判定结果驱动继电器。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种实验连线连通性自动检测装置，其特征在于：包括通信连接的上位机和实验终端；
所述实验终端包括检测处理单元和实验电路部分；其中所述检测处理单元包括检测处理器及其配套的检测电路；所述实验电路部分包括一电路板、多个插线孔、以及与插线孔相配合的插头线，且电路板上集成有实验电路，每个所述插线孔均由内外两部分连接端子组成；所述内部连接端子通过导线焊接于电路板上，且多个焊点均通过导线与检测处理器的多个IO口对应连接，使其焊点构成线路连通检测点；所述外部连接端子直接固定于电路板上，且多个固定点均与实验电路连接，使其固定点构成实验电路连接点；
所述上位机从检测处理单元中获取检测连线关系数据，且上位机包括储存单元和对比判断单元；其中所述储存单元中储存有实验连线关系的正确数据，所述对比判断单元进行获取数据与储存数据的对比判断。
2.根据权利要求1所述的一种实验连线连通性自动检测装置，其特征在于，所述插线孔的结构为内柱外孔，且其中内柱为内部连接端子，外孔为外部连接端子。
3.根据权利要求1所述的一种实验连线连通性自动检测装置，其特征在于，还包括检测请求键，且检测请求键焊接于电路板上，并通过导线与检测处理器连接。
4.根据权利要求2所述的一种实验连线连通性自动检测装置，其特征在于，所述上位机上安装有显示屏，用于自动显示上位机的对比判断结果。
5.根据权利要求3或4所述的一种实验连线连通性自动检测装置，其特征在于，所述实验终端上安装有显示屏，用于手动显示上位机的对比判断结果；且实验终端还包括故障求助键，所述故障求助键焊接于电路板上，并通过导线与检测处理器连接。
6.根据权利要求1所述的一种实验连线连通性自动检测装置，其特征在于，还包括供电电源和电源键，且供电电源与实验电路之间连接有继电器，所述电源键和继电器均焊接于电路板上，并均通过导线与检测处理器连接。
7.一种实验连线连通性自动检测方法，应用于权利要求1-6所述的自动检测装置中，其特征在于，包括如下检测步骤：
依次设定检测处理单元中的一IO口为低电平，并读取剩余IO口的电平状态值；
判定读取的电平状态值与当前设定的低电平是否相同，若是，判定电平值相同的IO口为导通；
根据IO口与插线孔的对应，确定多个插线孔之间的连线关系；
综合依次检测的多个连线关系，获取当前实验终端的检测连线关系数据；
对比检测连线关系数据和实验连线关系的正确数据，获取自动检测结果；若两数据相同，则检测结果为正确；若两数据不同，则检测结果为错误。
8.根据权利要求7所述的一种实验连线连通性自动检测方法，其特征在于，在执行检测前，还包括基于检测请求键手动请求检测的操作：
手动按下检测请求键，发出请求检测信号；
检测处理单元接收请求检测信号，执行检测操作。
9.根据权利要求8所述的一种实验连线连通性自动检测方法，其特征在于，至少出现2次自动检测结果为错误后，还包括基于故障求助键手动请求在实验终端上指明故障位置的操作：
手动按下故障求助键，检测处理单元发送故障求助信号；
上位机接收故障求助信号，将自动检测结果反馈至实验终端；
基于显示屏，在实验终端上显示自动检测结果。
10.根据权利要求7所述的一种实验连线连通性自动检测方法，其特征在于，在执行检测后，还包括基于电源键手动接通实验电路的供电电源的操作：
手动按下电源键，检测处理单元发送通电请求信号；
上位机接收通电请求信号，并根据自动检测结果判定是否通电；若自动检测结果为正确，则通电；若自动检测结果为错误，则不通电；并将判定结果信号反馈至检测处理单元；
检测处理单元根据判定结果驱动继电器。
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