CN204650602U - 嵌入式计算机网络教学平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型是关于一种嵌入式计算机网络教学平台，可通过网路进行远距嵌入式设计实习、验证，其具有人机介面，供用户操作该嵌入式计算机网络教学平台；主控单元，用以依该人机接口的指示控制该嵌入式计算机网络教学平台的实验程序及数据传输；至少待测电路，其可由电源供应工作电压及具有至少测量点；可程序直流电源供应器，是连接到该主控单元，用以产生该待测电路所需的该工作电压；可程序开关器，是连接到该主控单元，可接受该主控单元的控制以切换该等测量点；以及数字式储存示波器，是连接到该主控单元，用以将经由该等测量点所测量到的电压对时间或电流对时间的数据传回该主控单元。

Description

嵌入式计算机网络教学平台

技术领域

本实用新型是关于一种嵌入式教学平台，特别是关于一种嵌入式计算机网络教学平台，其可经由终端计算机、通过网络，进行远距嵌入式设计实习、验证。

背景技术

目前的大型测量系统使用相当多的仪器设备。因不同仪器设备的驱动与沟通方式各异，若无一套适当的控制软件来整合所有较低阶（Low-level)且与设备相关(Device-dependent)的仪器驱动程序，以及提供用户友好且容易操作使用的测量环境，则测量过程会很不方便。

为改善人工测量方式的耗时、不经济、低质量、低效率等缺点，以及配合工业升级、生产自动化，企业需通用型自动化测量系统，其可针对不同应用提出不同的测量方法，以改善传统人工测试方式的缺点、符合不同应用的需求；对电机与电子领域的教学与研究等需求而言，该通用型自动化测量系统最好可远距操作，因此企业需网络化通用型自动化测量系统，其可经由网络教学平台提供一个无场地与时间限制的虚拟实验室，让使用者可随时随地上网学习电路设计技巧与知识。

实用新型内容

针对嵌入式测量的问题与需求，本实用新型提出一种嵌入式计算机网络教学平台，其可通过网络进行远距嵌入式设计实习、验证。

本实用新型的目的在于提供一种嵌入式计算机网络教学平台，其可经由教学服务器分别与认证数据库、嵌入式教材数据库、及用户学习记录数据库等的链接，以及经由计算机通过因特网与该教学服务器的连结，提供用户远距嵌入式设计实习、验证的服务。

本实用新型的另目的在于提供一种嵌入式计算机网络教学平台，其可将待测电路放置在平台上，通过网络，在远程利用计算机设定电路的工作电压与工作电流。

本实用新型的另目的在于提供一种嵌入式计算机网络教学平台，其可通过网络，在远程利用计算机得到不同测量点的电压、电流波形曲线。

本实用新型的另目的在于提供一种嵌入式计算机网络教学平台，其可通过网络提供用户选择不同电路架构的功能。

为了达到上述目的，本实用新型提出嵌入式计算机网络教学平台，其至少包括：人机接口，供用户操作该嵌入式计算机网络教学平台；至少待测嵌入式；主控单元，其上具有教材数据库与人机接口软件，可依该人机接口的指令控制整个系统的运作；可程控直流电源供应器，可依该人机接口的指令，由该主控单元规划其输出电压、输出电流、输出功率；可程序逻辑控制器，是连接到该主控单元，可由该主控单元驱动而执行多信道的切换控制；由机械式切换继电器与晶体管组成的可程序切换箱(switchingbox)电路，是依该可程序逻辑控制器的控制讯号，切换该可程序切换箱电路的导通路径以选择所要的测量点，从而可测得该待测电路的相关电压、电流信息；数字式储存示波器，用以测量该等相关电压、电流信息，并通过一种通讯协议接口沟通模式将该等相关电压、电流信息传回该主控单元，以便在该主控单元内进行各种特性参数的计算。

为了达到上述目的，本实用新型的嵌入式计算机网络教学平台，其操作程序至少包括下列步骤：a.将至少待测电路置在测量平台上；b.利用计算机通过网络链接伺服器，该伺服器具有数据撷取卡，其可经由一种通讯协议接口控制可程控直流电源供应器；c.通过可程序切换箱将所需的输入电压源接到该待测电路；d.控制可程序逻辑控制器切换该可程序切换箱内的复数个开关，以选择该待测电路的复数个测量点；e.将该等测量点的相关电压、电流信息储存到数字式储存示波器；f.将该数字式储存示波器所测量到的该相关电压、电流信息，通过一种通讯协议接口传回到该服务器，以便在该服务器内进行各种特性参数的计算与波形显示。

所以，经由本实用新型的嵌入式计算机网络教学平台的实施，其可依需求改变测量点，以进一步得到待测电路上各接点的特性参数，且可供用户选择不同电路架构，大大简化实验的操作流程，确可改善习知嵌入式设计实验的缺点。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例的嵌入式计算机网络教学平台的示意图。

图2为本实用新型较佳实施例的嵌入式计算机网络教学平台的教学内容示意图。

图3为本实用新型较佳实施例的嵌入式计算机网络教学平台的个人实验区示意图。

图4为本实用新型较佳实施例的嵌入式计算机网络教学平台的人机接口示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的嵌入式计算机网络教学平台，其包括：计算机10;—人机界面11；可程序逻辑控制器20；可程序直流电源供应器30；可程序切换电路40；至少待测电路50；以及数字式储存示波器60。

其中，该计算机10为例如但不限在一个人计算机(PC)，其具有人机接口软件，为整个控制系统的主控单元，可用以与该人机接口11互动以控制整个系统的运作。依该人机接口软件，该计算机10可接收该人机接口11的指令而控制该可程序逻辑控制器20、可程序直流电源供应器30、可程序切换电路40、以及数字式储存示波器60以进行电路设定、通电操作、接收测量数据、执行计算与分析、验证测量数值是否有效、作数据储存管理、以及将测试结果显示在屏幕或输出到其他周边装置。此外，该计算机10进一步具有GPIB接口及RS-232接口(两者标示在图1中)。

该人机接口1可经由因特网连接到该计算机10，供用户操作该嵌入式计算机网络教学平台。该人机界面11具有提供用户预约该嵌入式计算机网络教学平台使用时间的功能；提供用户选择该待测电路50的复数个测量点的功能；提供用户选择该待测电路50的电路架构的功能；及提供使用者选择观察该等测量点的电压对时间或电流对时间的波形的功能。

该可程序逻辑控制器20是连接到该计算机10，其可由该计算机10控制以送出切换信号驱动该可程序切换电路40，从而切换该等测量点；其也可由该计算机10控制以送出组态信号驱动该可程序切换电路40，使该待测电路50组成电路架构。

该可程序直流电源供应器30是连接到该计算机10，用以产生该待测电路50所需的工作电压。

该可程序切换电路40是连接到该可程序逻辑控制器20，用以依该切换信号切换该待测电路50的该等测量点，及依该组态信号使该待测电路50组成该电路架构。

该待测电路50依工作电压工作，其具有该等测量点及可组态复数个电路架构的开关模块，可依该组态信号组成该电路架构。

该数字式储存示波器60是用以测量该等测量点的相关电压、电流信息，并通过一种通讯协议接口沟通模式如GPIB接口或RS-232接口将该等相关电压、电流信息传回该计算机10，以便在该计算机10内进行各种特性参数的计算。

如图2所示，本实用新型的嵌入式计算机网络教学平台的教学内容，其包括：Buck转换器12、Boost转换器13、Buck-Boost转换器14、Flyback转换器15、PFC 16、lsSpice模拟教学17、及个人实验区18。

其中该Buck转换器12、Boost转换器13、Buck-Boost转换器14、Flyback转换器15、PFC16、IsSpice模拟教学17等不同的学习主题，是供用户选择学习选项。

在点选该个人实验区18时，会进入如图3所示的界面，使用者可点选择所要实验项目19进入该人机接口11。

进入该人机接口11后，其界面如图4所示，用户可利用PowerSupply按钮110经由该计算机10的GP旧、DAQ通讯模式控制该可程序直流电源供应器30，以令电源开启或关闭；也可利用电压与电流调整钮111控制该可程序直流电源供应器30以提供该待测电路50该工作电压与电流。

其中，SwitchingBox按钮112可令该可程序逻辑控制器20通过RS-232连接线与该计算机10沟通，控制由机械式切换继电裔41、与晶体管42组成的该切换电路40，让该待测电路50的测量不受限在该数字式储存示波器60的通道数而可提供多通道的切换，如此便不需用手动而可更改测量的探棒位置。该数字式储存示波器60所得到的测量结果将通过GP旧沟通模式传回该计算机10，显示在该示波器CH1界面113，与CH2界面114。用户可利用储存按钮115将实验结果储存下来，以与教学内容比对、验证。

Claims (10)

1.一种嵌入式计算机网络教学平台，可通过网络进行远距嵌入式设计实习、验证，其具有：

人机接口，供用户操作该嵌入式计算机网络教学平台，其可依使用者的输入设定产生人机接口指令；

主控单元，用以依该人机接口指令执行该嵌入式计算机网络教学平台的工作电压设定、电路组态设定、测量点设定、及数据传输；

至少待测电路，其需工作电压及具有至少测量点；

可程序直流电源供应器，是连接到该主控单元，用以产生该待测电路所需的该工作电压；

可程序开关器，是连接到该主控单元，可接受该主控单元的控制以切换所述的测量点；以及

数字式储存示波器，是连接到该主控单元，用以将经由所述的测量点所测量到的电压对时间或电流对时间的资料传回该主控单元。

2.根据权利要求1所述的嵌入式计算机网络教学平台，其中该主控单元为一个人计算机。

3.根据权利要求1所述的嵌入式计算机网络教学平台，其中该工作电压为可程序直流工作电压。

4.根据权利要求1所述的嵌入式计算机网络教学平台，其中该可程序开关器具有：

可程序逻辑控制器，是连接到该主控单元，可接受该主控单元的控制而送出切换信号；及

切换电路，是连接到该可程序逻辑控制器，用以依该切换信号切换该等测量点。

5.根据权利要求4所述的嵌入式计算机网络教学平台，其中该数字式储存示波器是通过GP旧接口连接到该主控单元。

6.根据权利要求5所述的嵌入式计算机网络教学平台，其中该人机接口可提供用户预约该嵌入式计算机网络教学平台使用时间的功能。

7.根据权利要求5所述的嵌入式计算机网络教学平台，其中该人机接口可提供用户选择该等测量点的功能。

8.根据权利要求1所述的嵌入式计算机网络教学平台，其中该待测电路进一步具有可组态复数个电路架构的开关模块，其可依组态信号组成电路架构。

9.根据权利要求8所述的嵌入式计算机网络教学平台，其中该可程序开关器可接受该主控单元的控制而送出该组态信号。

10.根据权利要求9所述的嵌入式计算机网络教学平台，其中该人机接口可提供用户选择所述的电路架构的功能。