CN114120775A - 基于vr的电子实验仿真系统 - Google Patents
基于vr的电子实验仿真系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114120775A CN114120775A CN202010885480.XA CN202010885480A CN114120775A CN 114120775 A CN114120775 A CN 114120775A CN 202010885480 A CN202010885480 A CN 202010885480A CN 114120775 A CN114120775 A CN 114120775A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- virtual
- experiment
- simulation system
- electronic
- simulation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004088 simulation Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 238000013461 design Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 235000008429 bread Nutrition 0.000 claims abstract description 4
- 239000003086 colorant Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 4
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000033764 rhythmic process Effects 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
- G09B23/00—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
- G09B23/06—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for physics
- G09B23/18—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for physics for electricity or magnetism
- G09B23/183—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for physics for electricity or magnetism for circuits
- G09B23/186—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for physics for electricity or magnetism for circuits for digital electronics; for computers, e.g. microprocessors
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
- G09B9/00—Simulators for teaching or training purposes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Educational Administration (AREA)
- Educational Technology (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Algebra (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
本发明提供了一种基于VR的电子实验仿真系统,在计算机上采用虚拟现实技术,利用计算机图形学建立虚拟实验仿真平台,构造出一个逼真的虚拟现实环境。一种基于VR的电子实验仿真系统,其特征在于:包括伪仿真电子实验箱、虚拟元器件库和虚拟仪器设备库;伪仿真电子实验箱包括用于进行电路设计的虚拟面包板、利用按钮元件设计且可变颜色的仿真模块构成的电源开关、用于提供电信号的信号发生设备、用于显示各种状态的信息模块的信息监测设备和输出显示设备;虚拟元器件库包括电子实验用到的各类集成电路芯片;虚拟设备库包含了虚拟实验所需的各种测试仪器,采用面向对象的设计方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种实验仿真系统,具体涉及一种基于VR的电子实验仿真系统,属于虚拟现实应用技术领域。
背景技术
实验是教学活动中的一项重要环节,实验可以培养学生分析问题和解决问题的能力,对于深化学生对知识的理解和掌握具有真要作用。在传统的教学中 ,出于教学观念落后,实验课程安排受到学时限制,而且实验课程多为验证性实验,缺乏知识的创新与运用。
另外,目前高校不断扩招,学生的规模日益庞大,许多学校对于实验的经费投入不足,尤其是一些偏远地区和经济不发达地区,实验设备短缺,实验条件受到很大限制,许多创新性的实验无法开展。因此,日益增加的学生规模与实验环境硬件资源相对短缺的矛盾越来越突出。
发明内容
本发明目的是提供了一种基于VR的电子实验仿真系统,在计算机上采用虚拟现实技术,利用计算机图形学建立虚拟实验仿真平台,构造出一个逼真的虚拟现实环境。
本发明为实现上述目的,通过以下技术方案实现:
一种基于VR的电子实验仿真系统,其特征在于:包括伪仿真电子实验箱、虚拟元器件库和虚拟仪器设备库;伪仿真电子实验箱包括用于进行电路设计的虚拟面包板、利用按钮元件设计且可变颜色的仿真模块构成的电源开关、用于提供电信号的信号发生设备、用于显示各种状态的信息模块的信息监测设备和输出显示设备;虚拟元器件库包括电子实验用到的各类集成电路芯片;虚拟设备库包含了虚拟实验所需的各种测试仪器,采用面向对象的设计方法。
所述基于VR的电子实验仿真系统优选方案,虚拟元器件库包括CPU芯片、存储器芯片、TTL 芯片和基本器件。
所述基于VR的电子实验仿真系统优选方案,虚拟设备库包括示波器和万用表。
所述基于VR的电子实验仿真系统优选方案,输出显示设备包括LED指示灯和七段译码器。
所述基于VR的电子实验仿真系统优选方案,信号发生设备包括电位开关、点触、脉冲信号和接地形成回路。
所述基于VR的电子实验仿真系统优选方案,虚拟元器件库采用面向对象的方法,将各类芯片的共有特征和方法归纳提取出来,抽象设计成一个芯片基类,然后将各种具体功能的芯片在通过继承的方式设计成专门的子类,子类继承基类的共有特征,同时在各自内部设计私有属性和方法。
本发明的优点在于:在计算机上采用虚拟现实技术,利用计算机图形学建立虚拟实验仿真平台,构造出一个逼真的虚拟现实环境。使用者可以取得和真实设备一样的使用感受和学习效果,还可以利用互联网侯建网络远程虚拟实验室,使不同地域的学者都能够参与到共同的实验中来,不受时间和地点的限制,方便根据各自的节奏组织实验。这种远程虚拟实验室实现了教学资源的共享,同时节省了资金的投入。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。
图1为本发明实施例的结构示意图。
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。
一种基于VR的电子实验仿真系统,包括伪仿真电子实验箱、虚拟元器件库和虚拟仪器设备库;伪仿真电子实验箱包括用于进行电路设计的虚拟面包板、利用按钮元件设计且可变颜色的仿真模块构成的电源开关、用于提供电信号的信号发生设备、用于显示各种状态的信息模块的信息监测设备和输出显示设备;虚拟元器件库包括电子实验用到的各类集成电路芯片;虚拟设备库包含了虚拟实验所需的各种测试仪器,采用面向对象的设计方法。
本实施例中,虚拟元器件库包括CPU芯片、存储器芯片、TTL 芯片和基本器件等等,每一类又可以分为若干小类,总的芯片数量可以达到成百上千之多。虚拟元器件库采用面向对象的方法,将各类芯片的共有特征和方法归纳提取出来,抽象设计成一个芯片基类,然后将各种具体功能的芯片在通过继承的方式设计成专门的子类,子类继承基类的共有特征,同时在各自内部设计私有属性和方法,这样可以方便的进行芯片设计与扩充了。
本实施例中,虚拟设备库包含了虚拟实验所需的各种测试仪器如示波器和万用表。这类设备的设计也采用面向对象的设计方法,检测设备拥有显示的界面,通过输入参数调节设备的工作状态,通过其他模块调用仪器的功能接口来实现仪器的检测操作。
本实施例中,输出显示设备包括LED指示灯和七段译码器。
本实施例中,信号发生设备包括电位开关、点触、脉冲信号和接地形成回路。
本发明采用的是面向对象的设计思路和基于模块的设计方法,使平台具有灵活的设计方法和高度的可操作性,模块之间通过提供的接口进行通信,其内部对于外界是不可见的,具有很好的独立性。采用继承的设计放大设计逻辑器件,使得虚拟器件的开发可以充分利用原有模型,具有很高的可扩展性与可重用性。虚拟元器件模拟还可以动态修改,具有可维护性。上述方法的运用让仿真实验平台界面更加直观,功能更加丰富,维护起来也更简单。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种基于VR的电子实验仿真系统,其特征在于:包括伪仿真电子实验箱、虚拟元器件库和虚拟仪器设备库;伪仿真电子实验箱包括用于进行电路设计的虚拟面包板、利用按钮元件设计且可变颜色的仿真模块构成的电源开关、用于提供电信号的信号发生设备、用于显示各种状态的信息模块的信息监测设备和输出显示设备;虚拟元器件库包括电子实验用到的各类集成电路芯片;虚拟设备库包含了虚拟实验所需的各种测试仪器,采用面向对象的设计方法。
2.根据权利要求1所述基于VR的电子实验仿真系统,其特征在于:虚拟元器件库包括CPU芯片、存储器芯片、TTL 芯片和基本器件。
3.根据权利要求1所述基于VR的电子实验仿真系统,其特征在于:虚拟设备库包括示波器和万用表。
4.根据权利要求1所述基于VR的电子实验仿真系统,其特征在于:输出显示设备包括LED指示灯和七段译码器。
5.根据权利要求1所述基于VR的电子实验仿真系统,其特征在于:信号发生设备包括电位开关、点触、脉冲信号和接地形成回路。
6.根据权利要求1至5任一项所述基于VR的电子实验仿真系统,其特征在于:虚拟元器件库采用面向对象的方法,将各类芯片的共有特征和方法归纳提取出来,抽象设计成一个芯片基类,然后将各种具体功能的芯片在通过继承的方式设计成专门的子类,子类继承基类的共有特征,同时在各自内部设计私有属性和方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010885480.XA CN114120775A (zh) | 2020-08-28 | 2020-08-28 | 基于vr的电子实验仿真系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010885480.XA CN114120775A (zh) | 2020-08-28 | 2020-08-28 | 基于vr的电子实验仿真系统 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114120775A true CN114120775A (zh) | 2022-03-01 |
Family
ID=80374999
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010885480.XA Pending CN114120775A (zh) | 2020-08-28 | 2020-08-28 | 基于vr的电子实验仿真系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114120775A (zh) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103150386A (zh) * | 2013-03-20 | 2013-06-12 | 中国电子科技集团公司第二十八研究所 | 一种c4isr系统元模型构建方法 |
CN104732025A (zh) * | 2015-03-24 | 2015-06-24 | 西南交通大学 | 一种高速列车轮对的建模方法 |
CN205680338U (zh) * | 2016-03-25 | 2016-11-09 | 湖州师范学院 | 一种电子竞赛实训箱 |
CN107357961A (zh) * | 2017-06-15 | 2017-11-17 | 苏州同元软控信息技术有限公司 | 基于Modelica模型的航天器推进系统动态分析方法 |
CN207690363U (zh) * | 2017-06-21 | 2018-08-03 | 厦门大学嘉庚学院 | 一种携带式8位数字电路综合实验板 |
CN108510853A (zh) * | 2018-03-29 | 2018-09-07 | 东华大学 | 一种基于虚拟仪器技术的高频电路虚实融合实验平台 |
CN208351776U (zh) * | 2017-11-23 | 2019-01-08 | 桂林蓝港科技有限公司 | 一种基于vr虚拟现实技术的芯片电路教学系统 |
KR101981701B1 (ko) * | 2018-06-20 | 2019-05-23 | 주식회사 에스피지코리아 | 가상현실을 이용한 교육실습 장치 및 방법 |
-
2020
- 2020-08-28 CN CN202010885480.XA patent/CN114120775A/zh active Pending
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103150386A (zh) * | 2013-03-20 | 2013-06-12 | 中国电子科技集团公司第二十八研究所 | 一种c4isr系统元模型构建方法 |
CN104732025A (zh) * | 2015-03-24 | 2015-06-24 | 西南交通大学 | 一种高速列车轮对的建模方法 |
CN205680338U (zh) * | 2016-03-25 | 2016-11-09 | 湖州师范学院 | 一种电子竞赛实训箱 |
CN107357961A (zh) * | 2017-06-15 | 2017-11-17 | 苏州同元软控信息技术有限公司 | 基于Modelica模型的航天器推进系统动态分析方法 |
CN207690363U (zh) * | 2017-06-21 | 2018-08-03 | 厦门大学嘉庚学院 | 一种携带式8位数字电路综合实验板 |
CN208351776U (zh) * | 2017-11-23 | 2019-01-08 | 桂林蓝港科技有限公司 | 一种基于vr虚拟现实技术的芯片电路教学系统 |
CN108510853A (zh) * | 2018-03-29 | 2018-09-07 | 东华大学 | 一种基于虚拟仪器技术的高频电路虚实融合实验平台 |
KR101981701B1 (ko) * | 2018-06-20 | 2019-05-23 | 주식회사 에스피지코리아 | 가상현실을 이용한 교육실습 장치 및 방법 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107633720B (zh) | 一种用于电子电路实验教学的云端智能平台 | |
Mohammed et al. | Remote controlled laboratory experiments for engineering education in the post-COVID-19 era: Concept and example | |
Pereira | Measuring the RC time constant with Arduino | |
CN104680902A (zh) | 交互式模电实验系统 | |
CN207690363U (zh) | 一种携带式8位数字电路综合实验板 | |
CN106128178A (zh) | 基于虚拟仪器的实验系统 | |
Pei | Virtual instrument based on electronic and electrician’s experiment teaching laboratory design | |
Mahata et al. | Cost-effectiveweb-based electronics laboratory using NI MultiSim, LabVIEW and ELVIS II | |
CN114120775A (zh) | 基于vr的电子实验仿真系统 | |
CN104933923A (zh) | 一种基于虚拟仪器的医用电子仪器仿真实验教学平台 | |
Basher et al. | Virtual laboratory for electrical circuit course | |
CN207780112U (zh) | 一种用于模拟现场故障的仿真智能电能表 | |
CN105096710A (zh) | 多路传感器应用系统 | |
Liang et al. | Application research of virtual reality technology in electronic technique teaching | |
Stanisavljevic et al. | A module for automatic assessment and verification of students' work in digital logic design | |
Ptak | Virtual Learning Of Electronics | |
Destro et al. | A low-cost system for experiments with digital circuits | |
Fan et al. | Innovative Engineering Education in Circuits & Systems | |
CN204732035U (zh) | 交互式模电实验系统 | |
Davydov et al. | Complex for Remote Execution of Laboratory Work on Radioelectronics | |
Li et al. | Make experimental device to be a toy-the experimental teaching in Digital Logic Circuit course | |
CN204926635U (zh) | 一种多路传感器应用系统 | |
Moumtadi et al. | Spectrum analyzer using FFT via LabVIEW | |
Yuchao et al. | Research on mixed digital logic experiment mode | |
CN210129338U (zh) | 一种教学用触发器电路实验装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220301 |