CN207764323U - 移动实验室 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种移动实验室，包括仪器模块化的板卡，板卡上设有模块化的仪器设备、通讯模块、供电模块、控制开关、以及处理芯片，仪器设备的信号输入端与信号输出端均通过印制线路集成在板卡的功能引脚接口上，通讯模块包括数据通讯接口和无线通讯模块，数据通讯接口用于与计算机电连接，无线通讯模块用于与智能终端无线连接，计算机和智能终端用于与处理芯片进行通讯，以使处理芯片控制与其连接的仪器设备进行工作，功能引脚接口用于对仪器设备的信号进行输入或输出，计算机和无线通讯模块还用于在实验结束后将实验的数据结果发送至服务器。本实用新型解决了现有实验室不够便携的问题。

Description

移动实验室

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，特别是涉及一种移动实验室。

背景技术

电子半导体行业的实验室平台，通常需要许多种测量设备、测试仪器所组成，包括开关电源，数字万用表，欧姆计，示波器，耐压测试仪，逻辑分析仪，失真仪，网络分析仪，频谱仪，任意波形信号发生器，功率计等，帮助科研人员或技术人员进行数据采集、数据分析、模拟验证等工作。

然而，在通用电子行业的普通的实验室平台中，普遍存在可移动性差、适应环境能力低等不足的缺陷；例如，学校的实验室平台，学生只能通过学校设置的实验室平台进行实验，但无法满足学生利用课余时间进行电路调试的需求，学生无法在寝室或课外时间进行实验，使得其便携性较差。

实用新型内容

基于此，针对现有技术的缺点，提供一种移动实验室，解决现有实验室不够便携的问题。

本实用新型提供一种移动实验室，包括仪器模块化的板卡，所述板卡上设有模块化的仪器设备、用于数据通讯的通讯模块、用于给所述板卡进行供电的供电模块、用于控制所述板卡开关的控制开关、以及分别与所述仪器设备、所述通讯模块、所述供电模块电连接的处理芯片，所述仪器设备的信号输入端与信号输出端均通过印制线路引导集成在所述板卡的功能引脚接口上，所述通讯模块包括数据通讯接口和无线通讯模块，所述数据通讯接口用于与计算机电连接，所述无线通讯模块用于与智能终端无线连接，所述计算机和所述智能终端用于与所述处理芯片进行通讯，以使所述处理芯片控制与其连接的所述仪器设备进行工作，所述功能引脚接口用于对所述仪器设备的信号进行输入或输出，当需要使用所述移动实验室进行实验时，通过导线连接所述功能引脚接口以实现所述仪器设备的信号的传输，所述计算机和所述无线通讯模块还用于在实验结束后将实验的数据结果发送至服务器。

本实用新型提供的移动实验室，通过设置的板卡，在板卡上集成有模块化的仪器设备，用于仪器设备的信号输入及输出的功能引脚接口，用于数据进行通讯的数据通讯接口和无线通讯模块，使得用户需要何种仪器设备工作时，通过计算机或智能终端等安装的控制软件可以控制相应的仪器设备工作，并通过导线将各个用于输入和输出的功能引脚接口进行连接，使得其板卡可相当于实验室中的各个仪器设备进行实验，并在实验结束后通过与板卡的数据通讯接口连接的计算机或与板卡的无线通讯模块连接的智能终端可将实验数据结果上传到服务器中，以使老师可在服务器中查阅其布置的实验操作，满足了学生在宿舍等其他地方便携式的进行实验的需求，同时由于实验数据结果上传至服务器互联网中，使得老师可方便进行查阅以及对学生的实验错误的有关问题进行解答等，解决现有实验室不够便携的问题。

另外，根据本实用新型提供的移动实验室，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，所述仪器设备包括示波器、信号发生器、逻辑分析仪、电流表、电压表、波特分析仪。

进一步地，所述功能引脚接口设置于所述板卡正面的左下脚处，所述功能引脚接口包括多个引脚端口，其分别包括两路信号输入引脚端口、两路信号输出引脚端口、八路逻辑分析引脚端口以及接地引脚端口。

进一步地，在所述板卡上位于所述功能引脚接口的右侧设有八个指示LED灯，各个所述指示LED灯分别与与其对应的所述功能引脚接口上的所述逻辑分析引脚端口电连接，各个所述指示LED灯分别用于指示与其对应的所述逻辑分析引脚端口的电平高低。

进一步地，所述数据通讯接口包括USB接口和RS232接口，所述无线通讯模块包括WIFI模块、蓝牙模块、GSM模块。

进一步地，所述控制开关为拨盘开关，且设于所述数据通讯接口的上端，用于控制所述板卡的电源工作状态；所述供电模块的上端设有电源指示灯，当所述控制开关拨至所述板卡处于工作状态时，所述电源指示灯亮。

进一步地，所述板卡的左上角上设有电源引脚接口，所述处理芯片将所述供电模块接入的电源经过分压电路进行处理后得出3.3V以及5V的电压，并通过印制线路引导集成在所述电源引脚接口处，所述电源引脚接口包括多个引脚端口，其包括+5V引脚端口、-5V引脚端口、+3.3V引脚端口、-3.3V引脚端口、以及接地引脚端口，通过所述引脚端口可提供不同大小的电源。

进一步地，所述板卡的四个边角上均设有一固定通孔，所述固定通孔用于容置安装固定柱，所述板卡还包括与其大小对应的第一盖板和第二盖板，所述第一盖板和所述第二盖板上对应所述固定通孔的位置相应的设有安装通孔，在使用时，先将所述固定柱固定在所述固定通孔内，后将所述第一盖板和所述第二盖板上的所述安装通孔分别与所述固定柱进行对准、以及套设在所述固定柱上，并通过紧固件将所述第一盖板和所述第二盖板安装至所述固定柱上，其中所述第一盖板安装在所述板卡的正面，所述第二盖板安装在所述板卡的背面。

进一步地，所述第二盖板上设有一用于跳转至指定页面的二维码，当用户通过所述智能终端扫描所述二维码时，可跳转至指定的网页，所述网页中存储有所述移动实验室的使用手册，以及适配不同操作系统的控制软件。

附图说明

图1为本实用新型一实施例提出的移动实验室的正视结构示意图。

图2为本实用新型一实施例提出的移动实验室的剖面结构示意图。

图3为本实用新型一实施例提出的移动实验室的结构框图。

主要元素符号说明

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的，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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1、图2和图3，本实用新型的一实施例中提供的移动实验室10包括仪器模块化的板卡20，该板卡20上设有模块化的仪器设备30、用于数据通讯的通讯模块40、用于给板卡20进行供电的供电模块50、以及用于控制板卡20开关的控制开关60。

其中，板卡20大致呈长方形板状结构，板卡20的四个边角上均设有一固定通孔21，该固定通孔21可用于容置安装固定柱22，其中该板卡20还包括与其大小对应的第一盖板23和第二盖板24，其中第一盖板23和第二盖板24上对应板卡20的固定通孔21的位置相应的设有安装通孔，此时，在需要使用时，先将固定柱22固定在板卡20的固定通孔21内，然后将第一盖板23和第二盖板24上的安装通孔分别与固定柱22进行对准，以及套设在固定柱22上。此时通过螺丝、螺帽等紧固件将第一盖板23和第二盖板24安装至固定柱22上，其中第一盖板23安装在板卡20的正面，第二盖板24安装在板卡20的背面，此时通过第一盖板23和第二盖板24分别包裹在板卡20的上下表面，使得在板卡20跌落时，由于第一盖板23和第二盖板24的保护，从而可以避免对板卡20以及板卡20内设置的各个仪器设备30造成损害。同时需要指出的是，当用户不需要该第一盖板23和第二盖板24的保护时，用户可通过拆卸该紧固件以及固定柱22使得其只剩有板卡20本身，以供用户进行使用操作，其中第一盖板23和第二盖板24的使用可根据用户的实际使用需求进行安装拆卸设置，在此不做限定。

其中模块化的仪器设备30包括示波器31、信号发生器32、逻辑分析仪33、电流表34、电压表35、波特分析仪36等，其中各个仪器设备30均为模块芯片固设在板卡20上，其中各个仪器设备30包括信号输入端与信号输出端，其信号输入端用于接收其他仪器设备发出的输入控制信号，其信号输出端用于发送输出控制信号至其他仪器设备。本实施例中，各个仪器设备30的信号输入端、信号输入端均通过印制线路引导集成在功能引脚接口25处。

其中，本实施例中，该功能引脚接口25设置于板卡20正面的左下脚处，且该功能引脚接口25包括多个引脚端口，其包括两路信号输入引脚端口、两路信号输出引脚端口、八路逻辑分析引脚端口以及接地引脚端口。其中该逻辑分析引脚端口既可用于获取输入的电平信号，同时可控制其输出的电平信号。需要指出的是，该板卡20上的功能引脚接口25的右侧设有八个指示LED灯26，其中该指示LED灯26分别与与其对应的功能引脚接口25上的逻辑分析引脚端口电连接。其八个指示LED灯26分别用于指示与其对应的逻辑分析引脚端口的电平高低，例如，当第一路逻辑分析引脚端口的电平为高电平时，此时与第一路逻辑分析引脚端口对应的指示LED灯26亮；当第一路逻辑分析引脚端口的电平为低电平时，此时与第一路逻辑分析引脚端口对应的指示LED灯26灭，用户通过观察该指示LED灯26可以确定各路逻辑分析引脚端口的电平状态。

其中，信号发生器32可用于产生发出各种不同的波形(如正弦波、方波、三角波等)，同时其波形的频率、幅度、直流偏置均可设置调节，同时还可以产生直流偏置相等、互为差分信号(相位差180°)的双通道信号，并通过信号输出引脚端口进行信号的输出。示波器31用于获取其他仪器设备输入的输入信号，并将该输入信号经过处理后进行波形的显示。逻辑分析仪33用于读取逻辑分析引脚端口输入电平、控制逻辑分析引脚端口输出的高低电平、控制逻辑分析引脚端按照指定频率的数字时钟输出、以及获取当前所有逻辑分析引脚端口的输入输出状态，同时通过指示LED灯26显示各个逻辑分析引脚端口电平高低状态。电流表34用于获取其他仪器设备输入的输入电流，并显示该输入电流的大小。电压表35用于获取其他仪器设备输入的输入电压，并显示该输入电压的大小。

其中通讯模块40包括数据通讯接口41和无线通讯模块42，其中数据通讯接口41包括USB接口和RS232接口，其中用户通过将数据线分别连接该数据通讯接口41与计算机后，其可实现板卡20与计算机进行数据通讯，以使用户可在计算机设备上通过软件进行实验的处理，其中数据通孔接口设于板卡20的右下脚。其中无线通讯模块42包括WIFI模块、蓝牙模块、GSM模块。其中无线通讯模块42设于板卡20的中间位置。

其中供电模块50设于板卡20的右上角，本实施例中，当用户通过使用无线通讯模块42与其使用的智能终端进行连接实验时，用户可通过电源适配器分别与板卡20上的供电模块50和市电连接，以使该供电电源为板卡20进行供电，以使板卡20正常工作。其中需要指出的是，当用户通过使用USB数据线将板卡20的USB接口与计算机连接时，该计算机通过USB接口可为板卡20通过5V的供电电源，此时板卡20可以不接入电源适配器以通过USB接口供电。其中，需要指出的是，本实施例中，供电模块50的上端设有电源指示灯27，当板卡20上的供电模块50连接市电或者USB接口连接计算机时，其可供板卡20正常工作，此时当板卡20处于工作状态时，电源指示灯27亮；当板卡20处于不工作状态时，电源指示等灭。其中需要指出的是，该板卡20的左上角上设有电源引脚接口70，该电源引脚接口70包括多个引脚端口，其包括+5V引脚端口、-5V引脚端口、+3.3V引脚端口、-3.3V引脚端口、以及接地引脚端口，用户可通过该引脚端口为其他设备提供不同大小的电源，其中需要指出的是，该板卡20上设有处理芯片80(MCU)，该处理芯片80将供电模块50接入的电源经过分压电路等进行处理后得出3.3V以及5V的电压，并通过印制线路引导集成在电源引脚接口70处。

其中，控制开关60为电源控制开关60，本实施例中，该控制开关60为拨盘开关，且设于数据通讯接口41的上端，其中该控制开关60用于控制板卡20的电源工作，当板卡20连接电源，且用户将控制开关60拨至开启状态时，板卡20处于工作状态，此时电源指示灯27亮；当用户将控制开关60反向拨至关闭状态时，板卡20处于不工作状态，此时电源指示灯27灭。

其中，需要指出的是，该处理芯片80分别与各个仪器设备30电连接，用于控制各个仪器设备30的工作状态以及参数的调节，该各个仪器设备30的信号输入端和信号输出端与功能引脚接口25电连接，该处理芯片80与供电模块50以及USB接口电连接，该供电模块50与USB接口与控制开关60电连接，该控制开关60与电源指示灯27电连接。

其中，在用户使用板卡20进行实验时，可通过使用数据线将数据通讯接口41与计算机设备连接，且将供电模块50接通市电，以及将控制开关60拨至开启状态，此时用户可开始实验，其中需要指出的是，用户将数据通讯接口41与计算机设备连接后，需在计算机中安装相应的驱动程序以及该板卡20相应的控制程序。例如，当用户需要同时使用信号发生器32以及示波器31的实验，其为通过示波器31显示信号发生器32发出的波形时，用户可在控制程序中选择相应的信号发生器32，且选择该信号发生器32对应的信号输出引脚端口、此时该板卡20中的信号发生器32开始工作，且发出的信号通过用户选择的信号输出引脚端口进行输出，其中用户还需在控制程序中选择相应的示波器31、以及选择示波器31对应的信号输入引脚端口，当用户进行选择后，该板卡20中的示波器31开始工作，且可从用户选择的信号输入引脚端口处接收到输入的输入信号，当用户需将示波器31显示信号发生器32发出的波形时，此时可通过导线将其选择的信号输出引脚端口与信号输入引脚端口连接，此时信号发生器32发出的信号通过信号输出引脚端口输入到信号输入引脚端口后，由示波器31获取到并进行显示，此时用户可在控制程序中确定信号发生器32的波形、频率、幅度等参数，并通过示波器31进行显示。其中，在控制程序中，用户选择任意的设备仪器以及仪器设备30对应的引脚端口后，可驱动该设备仪器的输入信号或输出信号有效，使得可以通过该功能引脚接口25的引脚端口处获取其他仪器设备的输入信号或输出其输出信号至其他仪器设备中。

其中，需要指出的是，第一盖板23对应功能引脚接口25的位置开设有第一通孔，即第一盖板23的左下角开设有第一通孔，用于使用户便于通过导线连接各个功能引脚接口25上的引脚端口；第一盖板23对应电源引脚接口70的位置开设有第二通孔，即第一盖板23的左上角开设有第二通孔，用于使用户便于通过导线连接电源引脚接口70的引脚端口，以实现为其他设备供电；第一盖板23对应控制开关60的位置开设有第三通孔，即第一盖板23的右侧中间位置开设有第三通孔，用于使用户便于拨动该拨盘开关以实现控制板卡20的工作状态；其中第二盖板24上设有一用于跳转至指定页面的二维码。当用户通过智能终端扫描该二维码时，可跳转至指定的网页，其中该网页中存储有该移动实验室10的使用手册，同时还适配有不同操作系统的控制软件，其中该网页为动态网页，其网页的内容可动态发生变化，例如，该移动实验室10应用于学校，且老师通过学生使用该移动实验室10可避免在实用性进行实验，或其学生通过该移动实验室10进行实验的数据结果通过网络上传到服务器中，以供老师进行查阅学生的实验情况以及实验数据结果。此时当老师在教室设置一实验时，其可在网页中动态更新该实验的所有的步骤，以及实验要求等，学生下课在寝室可通过智能终端对该移动实验室10上的二维码进行扫描可以确定出其当前课程所需做的实验项目以及实验具体步骤等信息。同时学生通过在该网页中下载其智能终端的操作系统对应的控制软件后，可通过该控制软件对该移动实验室10进行控制。其中，需要指出的是，该控制软件对该移动实验室10进行控制之前，其移动实验室10的无线通讯模块42中的WIFI模块与用户使用的智能终端连接在同一无线WIFI网络下，此时，用户可通过USB线先将移动实验室10与计算机进行连接，并通过计算机对该移动实验室10进行WIFI的连接，此后，每当移动实验室10通电工作时，均可连接到与其连接过的WIFI网络中，其中当学生使用智能终端同时连接到同一WIFI中，该智能终端上的控制软件可以对移动实验室10进行控制，其具体为通过在同一无线网络下发送数据至移动实验室10，其移动实验室10的板卡20上的处理芯片80获取到数据后进行相应的控制处理。

其中需要指出的是，当该板卡20中的无线通讯模块42中的WIFI模块接入到无线网络中或该GSM模块正常工作使得其可进行网络通讯时，通过控制芯片的控制可将实验中各个设备仪器的连接状态，以及实验测试得到的数据上传到服务器中，以使用户在服务器中查看该实验时的数据结果。此时当老师布置实验操作时，学生可通过该移动实验室10自由的在实验室或其他区域进行实验，并在实验结束后可将实验的数据结果上传至服务器，以使老师可在服务器中查阅其布置的实验操作，满足了学生在宿舍调试设备仪器的需求，同时可将实验数据结果上传服务器互联网中，以使老师方便进行查阅以及有关问题的解答等。

例如，当学生不想使用移动实验室10与计算机进行连接时，其通过电源适配器将移动实验室10以市电连接，并通过使用控制智能连接在与移动实验室10相同的无线网络下，此时通过打开智能终端上的控制软件，可对该移动实验室10进行实现，例如，当学生需将示波器31显示信号发生器32发出的波形时，通过导线将其在控制软件中选择的信号输出引脚端口与信号输入引脚端口连接，并通过控制软件的参数调节控制等操作，此时控制软件中的示波器31可获取到信号发生器32发生的波形并进行显示，当在实验结束时，其可获取学生实验时的数据结果，并将数据结果上传至服务器，以供其学生后期的实验观看以及老师的查阅。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种移动实验室，其特征在于，包括仪器模块化的板卡，所述板卡上设有模块化的仪器设备、用于数据通讯的通讯模块、用于给所述板卡进行供电的供电模块、用于控制所述板卡开关的控制开关、以及分别与所述仪器设备、所述通讯模块、所述供电模块电连接的处理芯片，所述仪器设备的信号输入端与信号输出端均通过印制线路引导集成在所述板卡的功能引脚接口上，所述通讯模块包括数据通讯接口和无线通讯模块，所述数据通讯接口用于与计算机电连接，所述无线通讯模块用于与智能终端无线连接，所述计算机和所述智能终端用于与所述处理芯片进行通讯，以使所述处理芯片控制与其连接的所述仪器设备进行工作，所述功能引脚接口用于对所述仪器设备的信号进行输入或输出，当需要使用所述移动实验室进行实验时，通过导线连接所述功能引脚接口以实现所述仪器设备的信号的传输，所述计算机和所述无线通讯模块还用于在实验结束后将实验的数据结果发送至服务器。

2.根据权利要求1所述的移动实验室，其特征在于，所述仪器设备包括示波器、信号发生器、逻辑分析仪、电流表、电压表、波特分析仪。

3.根据权利要求1所述的移动实验室，其特征在于，所述功能引脚接口设置于所述板卡正面的左下脚处，所述功能引脚接口包括多个引脚端口，其分别包括两路信号输入引脚端口、两路信号输出引脚端口、八路逻辑分析引脚端口以及接地引脚端口。

4.根据权利要求3所述的移动实验室，其特征在于，在所述板卡上位于所述功能引脚接口的右侧设有八个指示LED灯，各个所述指示LED灯分别与与其对应的所述功能引脚接口上的所述逻辑分析引脚端口电连接，各个所述指示LED灯分别用于指示与其对应的所述逻辑分析引脚端口的电平高低。

5.根据权利要求1所述的移动实验室，其特征在于，所述数据通讯接口包括USB接口和RS232接口，所述无线通讯模块包括WIFI模块、蓝牙模块、GSM模块。

6.根据权利要求1所述的移动实验室，其特征在于，所述控制开关为拨盘开关，且设于所述数据通讯接口的上端，用于控制所述板卡的电源工作状态；所述供电模块的上端设有电源指示灯，当所述控制开关拨至所述板卡处于工作状态时，所述电源指示灯亮。

7.根据权利要求1所述的移动实验室，其特征在于，所述板卡的左上角上设有电源引脚接口，所述处理芯片将所述供电模块接入的电源经过分压电路进行处理后得出3.3V以及5V的电压，并通过印制线路引导集成在所述电源引脚接口处，所述电源引脚接口包括多个引脚端口，其包括+5V引脚端口、-5V引脚端口、+3.3V引脚端口、-3.3V引脚端口、以及接地引脚端口，通过所述引脚端口可提供不同大小的电源。

8.根据权利要求1所述的移动实验室，其特征在于，所述板卡的四个边角上均设有一固定通孔，所述固定通孔用于容置安装固定柱，所述板卡还包括与其大小对应的第一盖板和第二盖板，所述第一盖板和所述第二盖板上对应所述固定通孔的位置相应的设有安装通孔，在使用时，先将所述固定柱固定在所述固定通孔内，后将所述第一盖板和所述第二盖板上的所述安装通孔分别与所述固定柱进行对准、以及套设在所述固定柱上，并通过紧固件将所述第一盖板和所述第二盖板安装至所述固定柱上，其中所述第一盖板安装在所述板卡的正面，所述第二盖板安装在所述板卡的背面。

9.根据权利要求8所述的移动实验室，其特征在于，所述第二盖板上设有一用于跳转至指定页面的二维码，当用户通过所述智能终端扫描所述二维码时，可跳转至指定的网页，所述网页中存储有所述移动实验室的使用手册，以及适配不同操作系统的控制软件。