实验课程考试系统的制作方法
专利名称：实验课程考试系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种实验课程考试系统。
背景技术：
目前很多应用型大学为了提高学生的就业率、加强学生的动手能力，都增加了对实验课程的重视程度，但目前面对的难题是如何对学生的实践能力进行测评。实验过程中， 所有同学分布在不同的实验台做实验，一部分同学做实验非常熟练，很快就完成了，另一部分同学做的慢，还有一些同学会浑水摸鱼，但是根据现有的实验课的考试方式，教师而很难知晓每个学生的动手能力和熟练程度，无法了解大家的真实情况，故实验课也就无法得到理想的实践教学效果。申请号为CN200910039690. 0的中国发明专利公开了一种实验教学考试系统，其包括考试中央控制器、学生操作模块、教师操作模块和管理员操作模块。其中考试中央控制器分别与学生操作模块、教师操作模块、管理员操作模块连接，学生操作模块、教师操作模块、管理员操作模块需通过授予的权限才能登陆到考试中央控制器进行操作。该系统能客观量化反映学生的理论水平和实践动手能力，且实验教学考试及阅卷系统使教学和考试分离，能使考试更加公正和客观。该发明虽能控制每个学生独自完成实验课考试，但其实验教学考试系统操作复杂，且不能结合实验箱对学生进行实验课的考试测评。
发明内容
本发明的目的是设计一种实验课程考试系统，其操作简单、自动化高，能结合实验箱用仪器检测出单个学生的动手能力和熟练程度，并能对每个学生的实践能力进行测评， 起到较好的实践教学效果。为实现上述目的，本发明提供一种实验课程考试系统，包括教师机、RS485总线、转换电路、实验台。教师机连接转换电路，转换电路通过RS458总线与实验台连接。优选的是，教师机包括主机、键盘和显示屏，键盘和显示屏连接主机，主机连接转换电路。实验台包括万用表、数字示波器、信号发生器、双路直流稳压电源、综合实验箱、键盘、显示器、控制板。键盘、显示器、数字万用表、数字示波器、信号发生器和双路直流稳压电源均与控制板连接。优选的是，综合实验箱、数字万用表、数字示波器、信号发生器和双路直流稳压电源均与220V交流电源连接。优选的是，综合实验箱放置在实验台的桌面上，数字万用表、数字示波器、信号发生器、双路直流稳压电源、键盘和显示器镶嵌在实验台的垂直板上，控制板安装在垂直板的背面。优选的是，控制板包括单片机U2、接线端口 J1、RS485接口、拨码开关S1、RS232接口、AC/DC电源转换电路Ul和指示灯Dl。RS485接口、AC/DC电源转换电路Ul、拨码开关 Sl、指示灯Dl、RS232接口均与单片机U2连接。接线端口 Jl连接RS485接口。优选的是，AC/DC电源转换电路Ul连接220V交流电源。
优选的是，指示灯镶嵌在实验台的垂直板上。
优选的是，控制板包括至少两个RS232接口。优选的是，数字万用表和数字示波器分别连接不同的RS232接口。优选的是，接线端口 Jl连接RS485总线。优选的是，转换电路、RS485接口、RS232接口和指示灯Dl连接5V直流电源。优选的是，单片机U2选用的型号为MEGA1280。转换电路的功能是将RS232转换成RS485，电源转换电路Ul的功能是将交流电转换成直流5V，为单片机、RS485转换电路、RS485接口、RS232接口和指示灯Dl提供电源。 220V交流电源为综合实验箱、数字万用表、数字示波器、信号发生器和双路直流稳压电源供电。拨码开关Sl用来为实验台设置通信地址，单片机U2采集拨码开关Sl的地址信息，同时还通过RS232接口采集现场测量得到的电压值和波形值。单片机U2通过RS485接口和接线端子Jl与教师机进行通信，接收教师机发过来的实验参数和实验名称。数字万用表和数字示波器通过RS232接口与控制板连接。单片机U2选用的型号为MEGA1280型。本发明的教师机采用VB语言编程，也可以用其它可视化语言编程。教师机向实验台发送的包括多个字节的信息包；信息包中的实验参数包括5个字节，第一个字节的数据表示信号发生器的频率值代码，第二个字节的数据表示信号发生器的幅值代码，第三个字节的数据表示信号发生器的波形类型代码(指三角波，方波，正弦波)，第四个字节的数据表示第一路稳压电源的电压值代码，第五个字节的数据表示第二路稳压电源的电压值代码。 这些实验参数是用VB语言的随机函数随机产生的，所以每个学生的实验结果是不一样的， 其目的是避免有的学生抄袭其他同学的实验数据。实验台接收这个信息包后经过解析，最终会在显示屏上显示信息包中的实验参数和提示信息，依次显示为信息头、实验台地址、实验名称、实验参数、CRC校验和信息尾。实验台接收到信息包后会向教师机发送一个反馈信息，教师机接收这个信息后经过解析，会在显示屏上显示信息包中的实验参数和提示信息， 依次显示为信息头、实验台地址、实验名称、返回码、CRC校验和信息尾。其中，返回码为0表示实验台接收正常，返回码为1表示实验台接收异常。教师机接收到返回码，并能在VB界面上反映出这个实验台的状态。VB界面上还有实验台选择下拉菜单、实验名称选择下拉菜单、成绩查询下拉菜单、参数下载按钮、打印按钮和实验台状态监测框。实验名称选择下拉菜单可以让教师从众多实验电路中选择一个进行实验。实验台选择下拉菜单，可以选择让教师选择某个实验台进行实验，如果选择1表示选择1号实验台进行实验，如果选择2表示选择2号实验台进行实验，以此类推，但如果选择0表示选择所有实验台进行实验。完成上面的选择以后，教师按参数下载按钮，VB程序就将实验参数以信息包的形式通过RS485总线传到相应的实验台的综合试验箱，对应的实验台的显示屏会显示当前的实验原理、实验参数以及实验步骤，其中包含实验名称、实验要求、实验原理图、电源接线提示、信号源接线提示和实验步骤提示等。其垂直板上的指示灯闪烁三秒钟表示实验参数下载成功，提示学生开始做实验。学生自己按步骤做实验，每完成一个步骤就按确认键，提示进行下一步操作，整个实验完成以后学生按上传键便可将此次实验结果通过RS485总线传到教师机。教师机根据上传的答案和答题时间给出学生的成绩，并能把成绩显示在教师机上。教师机采用ACCESS数据库存储数据。学生的实验课程考试成绩被存储在数据库中。学生如果需要查询成绩，在成绩查询下拉菜单中使用三种方式查询按学生姓名查询，按日期查询或按班级查询。教师按打印按钮可以为打印学生的实验成绩单。教师机的实验台状态监测框里有多个虚拟指示灯，每个虚拟指示灯对应一个实验台，虚拟指示灯呈绿色表示该实验台工作正常，呈黄色表示该实验台工作异常。本实验课程考试系统中包含的实验根据实验名称来判断，有些是不需要直流稳压电源作测试电源的，有些则是需要一路或两路直流稳压电源作测试电源的；有些是不需要信号源的，有些则是需要信号源的。综合试验箱的测试电源由双路直流稳压电源提供、信号源由信号发生器提供。学生要根据实验台收到并显示的实验名称和要求判断所做实验是否需要测试电源和信号源。如果实验需要测试电源，学生就要根据显示屏上显示的电源接线提示和实验原理图将双路直流稳压电源与综合实验箱连接，并根据显示屏上显示的实验参数来调节双路直流稳压电源的数值；如果实验需要信号源，学生就要根据显示屏上显示的信号源接线提示和实验原理图将信号发生器与综合实验箱连接，并根据显示屏上显示的实验参数来调节信号发生器的数值。安装并调试好双路直流稳压电源和信号发生器后就可以做实验了，学生要根据显示屏显示的提示步骤来做。如果实验提示需要用数字万用表测量数据，学生就要将数字万用表的表笔接到综合实验箱的相应位置上，然后按确认按钮，数字万用表测量的数据就会传到控制板里，然后学生再接着根据提示继续做实验；如果实验提示需要用数字示波器测量数据，学生就要将数字示波器的表笔接到综合实验箱的相应位置上，然后按确认按钮，测量数据就会传到控制板里，然后学生再接着根据提示继续做实验。 最后，学生如果超过规定时间还没有完成实验，系统会判定该学生实验成绩无效；但是学生如果在规定时间之前完成实验，系统会给该学生的实验成绩加分；这种方法能够自动并简单清楚的反映出学生的动手能力。本发明的实验课程考试系统操作简单、自动化高，并能结合实验箱用仪器检测出学生的动手能力和熟练程度，测评每个学生的实践能力。它不仅能使实验课程达到较好的教学效果，更能提高同学的动手能力和解决问题的能力。本发明的实验课程考试系统包括上述各项特征构成的任意组合。
图1为本发明的实验课程考试系统的最佳实施例的框图。图2为本发明的实验课程考试系统的实验台的最佳实施例的电路图。图3为本发明的实验课程考试系统的VB界面的示意图。图4为本发明的实验课程考试系统的教师机的通信格式的示意图。图5为本发明的实验课程考试系统的实验台的通信格式的示意图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细描述。如图1所示，实验课程考试系统包括教师机、RS485总线、转换电路、实验台。教师机连接转换电路，转换电路通过RS458总线与实验台连接。如图2所示，实验台包括一块6位半数字万用表、一台数字示波器、一台信号发生器、一台双路直流稳压电源、综合实验箱(图中未示出)、键盘(图中未示出)、显示器(图中未示出)、控制板。键盘、显示器、数字万用表、数字示波器、信号发生器和双路直流稳压电源均与控制板连接。综合实验箱、数字万用表、数字示波器、信号发生器和双路直流稳压电源均与220V交流电源连接。控制板包括单片机U2、接线端口 J1、RS485接口、拨码开关Si、两个 RS232接口、AC/DC电源转换电路Ul和指示灯Dl。RS485接口、AC/DC电源转换电路Ul、拨码开关Si、指示灯D1、RS232接口均与单片机U2连接。接线端口 Jl连接RS485接口。AC/ DC电源转换电路Ul连接220V交流电源。数字万用表和数字示波器通过不同的RS232接口与控制板连接。接线端口 Jl连接RS485总线。转换电路、RS485接口、RS232接口和指示灯 Dl连接5V直流电源。单片机U2选用的型号为MEGA1280。指示灯镶嵌在实验台的垂直板上，它闪烁三秒钟表示实验参数下载成功，提示学生开始做实验。如图3所示，教师机采用VB语言编程。VB界面上还有实验台选择下拉菜单、实验名称选择下拉菜单、成绩查询下拉菜单、参数下载按钮、打印按钮和实验台状态监测框。实验名称选择下拉菜单可以让教师从众多实验电路中选择一个进行实验。实验台选择下拉菜单，可以选择让教师选择某个实验台进行实验，如果选择1表示选择1号实验台进行实验， 如果选择2表示选择2号实验台进行实验，以此类推，但如果选择0表示选择所有实验台进行实验。完成上面的选择以后，教师按参数下载按钮，VB程序就将实验参数以信息包的形式通过RS485总线传到相应的实验台的综合试验箱，对应的实验台的显示屏会显示当前的实验原理、实验参数以及实验步骤。学生完成整个实验后按上传键便可将此次实验结果通过RS485总线传到教师机。教师机根据上传的答案和答题时间给出学生的成绩，并能把成绩显示在教师机上。教师机采用ACCESS数据库存储数据。学生的实验课程考试成绩被存储在数据库中。学生如果需要查询成绩，在成绩查询下拉菜单中使用三种方式查询按学生姓名查询，按日期查询或按班级查询。教师按打印按钮可以为打印学生的实验成绩单。教师机的实验台状态监测框里有多个虚拟指示灯，每个虚拟指示灯对应一个实验台，虚拟指示灯呈绿色表示该实验台工作正常，呈黄色表示该实验台工作异常。如图4所示，教师机向实验台发送的包含多个字节的信息包；信息包的实验参数包括5个字节，第一个字节的数据表示信号发生器的频率值代码，第二个字节的数据表示信号发生器的幅值代码，第三个字节的数据表示信号发生器的波形类型代码(指三角波，方波，正弦波)，第四个字节的数据表示第一路稳压电源的电压值代码，第五个字节的数据表示第二路稳压电源的电压值代码。这些实验参数是用VB语言的随机函数随机产生的，所以每个学生的实验结果是不一样的，其目的是避免有的学生抄袭其他同学的实验数据。经过解析，信息包中的实验参数和提示信息会显示在显示屏上。实验台接收这个信息包后经过解析，最终会在显示屏上显示信息包中的实验参数和提示信息，依次显示为信息头、实验台地址、实验名称、实验参数、CRC校验和信息尾。如图5所示，实验台接收到教师机发送的信息包后会发送一个反馈信息给教师机。教师机接收这个信息后经过解析，会在显示屏上显示信息包中的实验参数和提示信息， 依次显示为信息头、实验台地址、实验名称、返回码、CRC校验和信息尾。反馈信息中的返回码为0时表示实验台接收正常，返回码为1时表示实验台接收异常。教师机接收到这个返回码后就会在VB界面上反映出这个实验台的状态。如图2至图5所示，本实验课程考试系统中包含的实验根据实验名称来判断，有些是不需要直流稳压电源作测试电源的，有些则是需要一路或两路直流稳压电源作测试电源的；有些是不需要信号源的，有些则是需要信号源的。综合试验箱的测试电源由双路直流稳压电源提供、信号源由信号发生器提供。学生要根据实验台收到并显示的实验名称和要求判断所做实验是否需要测试电源和信号源。如果实验需要测试电源，学生就要根据显示屏上显示的电源接线提示和实验原理图将双路直流稳压电源与综合实验箱连接，并根据显示屏上显示的实验参数来调节双路直流稳压电源的数值；如果实验需要信号源，学生就要根据显示屏上显示的信号源接线提示和实验原理图将信号发生器与综合实验箱连接，并根据显示屏上显示的实验参数来调节信号发生器的数值。安装并调试好双路直流稳压电源和信号发生器后就可以做实验了，学生要根据显示屏显示的提示步骤来做。如果实验提示需要用数字万用表测量数据，学生就要将数字万用表的表笔接到综合实验箱的相应位置上，然后按确认按钮，数字万用表测量的数据就会传到控制板里，然后学生再接着根据提示继续做实验；如果实验提示需要用数字示波器测量数据，学生就要将数字示波器的表笔接到综合实验箱的相应位置上，然后按确认按钮，测量数据就会传到控制板里，然后学生再接着根据提示继续做实验。以上所述仅使本发明的最佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。阅读了本说明书后，本领域技术人员不难看出，本发明由现有技术的结合构成，这些构成本发明的各部分的现有技术有些在此给予了详细描述，有些则出于说明书简明考虑并未事无巨细地赘述，但本领域技术人员阅读了说明书后便知所云。而且本领域技术人员也不难看出，为构成本发明而对这些现有技术的结合是饱含大量创造性劳动，是发明人多年理论分析和大量实验的结晶。本领域技术人员同样可以从说明书中看出，这里所披露的每个技术方案以及各个特征的任意组合都属于本发明的一部分。
权利要求
1.一种实验课程考试系统，包括教师机、RS485总线、转换电路、实验台，其特征在于 教师机连接转换电路，转换电路通过RS458总线与实验台连接。
2.如权利要求1所述的实验课程考试系统，其特征在于教师机包括主机、键盘和显示屏，键盘和显示屏连接主机，主机连接转换电路；实验台包括万用表、数字示波器、信号发生器、双路直流稳压电源、综合实验箱、键盘、显示器、控制板；键盘、显示器、数字万用表、数字示波器、信号发生器和双路直流稳压电源均与控制板连接。
3.如权利要求2所述的实验课程考试系统，其特征在于综合实验箱、数字万用表、数字示波器、信号发生器和双路直流稳压电源均与220V交流电源连接。
4.如权利要求2所述的实验课程考试系统，其特征在于综合实验箱放置在实验台的桌面上，数字万用表、数字示波器、信号发生器、双路直流稳压电源、键盘和显示器镶嵌在实验台的垂直板上，控制板安装在垂直板的背面。
5.如权利要求3或4所述的实验课程考试系统，其特征在于控制板包括单片机U2、 接线端口 Jl、RS485接口、拨码开关Si、RS232接口、AC/DC电源转换电路Ul和指示灯Dl ； RS485接口、AC/DC电源转换电路Ul、拨码开关Si、指示灯Dl、RS232接口均与单片机U2连接；接线端口 Jl连接RS485接口。
6.如权利要求5所述的实验课程考试系统，其特征在于AC/DC电源转换电路Ul连接 220V交流电源。
7.如权利要求6所述的实验课程考试系统，其特征在于优选的是，指示灯镶嵌在实验台的垂直板上。
8.如权利要求7所述的实验课程考试系统，其特征在于控制板包括至少两个RS232接口。
9.如权利要求8所述的实验课程考试系统，其特征在于数字万用表和数字示波器通过不同的RS232接口与控制板连接。
10.如权利要求9所述的实验课程考试系统，其特征在于接线端口Jl连接RS485总线。
全文摘要
本发明涉及一种实验课程考试系统，其中包括教师机、RS485总线、转换电路、实验台；教师机连接转换电路，转换电路通过RS458总线与实验台连接。本发明的实验课程考试系统操作简单、自动化高，能用仪器检测出学生的动手能力和熟练程度，能测评每个学生的实践能力。其不仅能使实验课程达到较好的教学效果，更能提高同学的动手能力和解决问题的能力。
文档编号G09B7/02GK102289961SQ20111026505
公开日2011年12月21日 申请日期2011年9月8日 优先权日2011年9月8日
发明者田文杰 申请人:北京联合大学
技术领域：
本发明涉及一种实验课程考试系统。
背景技术：
目前很多应用型大学为了提高学生的就业率、加强学生的动手能力，都增加了对实验课程的重视程度，但目前面对的难题是如何对学生的实践能力进行测评。实验过程中， 所有同学分布在不同的实验台做实验，一部分同学做实验非常熟练，很快就完成了，另一部分同学做的慢，还有一些同学会浑水摸鱼，但是根据现有的实验课的考试方式，教师而很难知晓每个学生的动手能力和熟练程度，无法了解大家的真实情况，故实验课也就无法得到理想的实践教学效果。申请号为CN200910039690. 0的中国发明专利公开了一种实验教学考试系统，其包括考试中央控制器、学生操作模块、教师操作模块和管理员操作模块。其中考试中央控制器分别与学生操作模块、教师操作模块、管理员操作模块连接，学生操作模块、教师操作模块、管理员操作模块需通过授予的权限才能登陆到考试中央控制器进行操作。该系统能客观量化反映学生的理论水平和实践动手能力，且实验教学考试及阅卷系统使教学和考试分离，能使考试更加公正和客观。该发明虽能控制每个学生独自完成实验课考试，但其实验教学考试系统操作复杂，且不能结合实验箱对学生进行实验课的考试测评。
发明内容
本发明的目的是设计一种实验课程考试系统，其操作简单、自动化高，能结合实验箱用仪器检测出单个学生的动手能力和熟练程度，并能对每个学生的实践能力进行测评， 起到较好的实践教学效果。为实现上述目的，本发明提供一种实验课程考试系统，包括教师机、RS485总线、转换电路、实验台。教师机连接转换电路，转换电路通过RS458总线与实验台连接。优选的是，教师机包括主机、键盘和显示屏，键盘和显示屏连接主机，主机连接转换电路。实验台包括万用表、数字示波器、信号发生器、双路直流稳压电源、综合实验箱、键盘、显示器、控制板。键盘、显示器、数字万用表、数字示波器、信号发生器和双路直流稳压电源均与控制板连接。优选的是，综合实验箱、数字万用表、数字示波器、信号发生器和双路直流稳压电源均与220V交流电源连接。优选的是，综合实验箱放置在实验台的桌面上，数字万用表、数字示波器、信号发生器、双路直流稳压电源、键盘和显示器镶嵌在实验台的垂直板上，控制板安装在垂直板的背面。优选的是，控制板包括单片机U2、接线端口 J1、RS485接口、拨码开关S1、RS232接口、AC/DC电源转换电路Ul和指示灯Dl。RS485接口、AC/DC电源转换电路Ul、拨码开关 Sl、指示灯Dl、RS232接口均与单片机U2连接。接线端口 Jl连接RS485接口。优选的是，AC/DC电源转换电路Ul连接220V交流电源。
优选的是，指示灯镶嵌在实验台的垂直板上。
优选的是，控制板包括至少两个RS232接口。优选的是，数字万用表和数字示波器分别连接不同的RS232接口。优选的是，接线端口 Jl连接RS485总线。优选的是，转换电路、RS485接口、RS232接口和指示灯Dl连接5V直流电源。优选的是，单片机U2选用的型号为MEGA1280。转换电路的功能是将RS232转换成RS485，电源转换电路Ul的功能是将交流电转换成直流5V，为单片机、RS485转换电路、RS485接口、RS232接口和指示灯Dl提供电源。 220V交流电源为综合实验箱、数字万用表、数字示波器、信号发生器和双路直流稳压电源供电。拨码开关Sl用来为实验台设置通信地址，单片机U2采集拨码开关Sl的地址信息，同时还通过RS232接口采集现场测量得到的电压值和波形值。单片机U2通过RS485接口和接线端子Jl与教师机进行通信，接收教师机发过来的实验参数和实验名称。数字万用表和数字示波器通过RS232接口与控制板连接。单片机U2选用的型号为MEGA1280型。本发明的教师机采用VB语言编程，也可以用其它可视化语言编程。教师机向实验台发送的包括多个字节的信息包；信息包中的实验参数包括5个字节，第一个字节的数据表示信号发生器的频率值代码，第二个字节的数据表示信号发生器的幅值代码，第三个字节的数据表示信号发生器的波形类型代码(指三角波，方波，正弦波)，第四个字节的数据表示第一路稳压电源的电压值代码，第五个字节的数据表示第二路稳压电源的电压值代码。 这些实验参数是用VB语言的随机函数随机产生的，所以每个学生的实验结果是不一样的， 其目的是避免有的学生抄袭其他同学的实验数据。实验台接收这个信息包后经过解析，最终会在显示屏上显示信息包中的实验参数和提示信息，依次显示为信息头、实验台地址、实验名称、实验参数、CRC校验和信息尾。实验台接收到信息包后会向教师机发送一个反馈信息，教师机接收这个信息后经过解析，会在显示屏上显示信息包中的实验参数和提示信息， 依次显示为信息头、实验台地址、实验名称、返回码、CRC校验和信息尾。其中，返回码为0表示实验台接收正常，返回码为1表示实验台接收异常。教师机接收到返回码，并能在VB界面上反映出这个实验台的状态。VB界面上还有实验台选择下拉菜单、实验名称选择下拉菜单、成绩查询下拉菜单、参数下载按钮、打印按钮和实验台状态监测框。实验名称选择下拉菜单可以让教师从众多实验电路中选择一个进行实验。实验台选择下拉菜单，可以选择让教师选择某个实验台进行实验，如果选择1表示选择1号实验台进行实验，如果选择2表示选择2号实验台进行实验，以此类推，但如果选择0表示选择所有实验台进行实验。完成上面的选择以后，教师按参数下载按钮，VB程序就将实验参数以信息包的形式通过RS485总线传到相应的实验台的综合试验箱，对应的实验台的显示屏会显示当前的实验原理、实验参数以及实验步骤，其中包含实验名称、实验要求、实验原理图、电源接线提示、信号源接线提示和实验步骤提示等。其垂直板上的指示灯闪烁三秒钟表示实验参数下载成功，提示学生开始做实验。学生自己按步骤做实验，每完成一个步骤就按确认键，提示进行下一步操作，整个实验完成以后学生按上传键便可将此次实验结果通过RS485总线传到教师机。教师机根据上传的答案和答题时间给出学生的成绩，并能把成绩显示在教师机上。教师机采用ACCESS数据库存储数据。学生的实验课程考试成绩被存储在数据库中。学生如果需要查询成绩，在成绩查询下拉菜单中使用三种方式查询按学生姓名查询，按日期查询或按班级查询。教师按打印按钮可以为打印学生的实验成绩单。教师机的实验台状态监测框里有多个虚拟指示灯，每个虚拟指示灯对应一个实验台，虚拟指示灯呈绿色表示该实验台工作正常，呈黄色表示该实验台工作异常。本实验课程考试系统中包含的实验根据实验名称来判断，有些是不需要直流稳压电源作测试电源的，有些则是需要一路或两路直流稳压电源作测试电源的；有些是不需要信号源的，有些则是需要信号源的。综合试验箱的测试电源由双路直流稳压电源提供、信号源由信号发生器提供。学生要根据实验台收到并显示的实验名称和要求判断所做实验是否需要测试电源和信号源。如果实验需要测试电源，学生就要根据显示屏上显示的电源接线提示和实验原理图将双路直流稳压电源与综合实验箱连接，并根据显示屏上显示的实验参数来调节双路直流稳压电源的数值；如果实验需要信号源，学生就要根据显示屏上显示的信号源接线提示和实验原理图将信号发生器与综合实验箱连接，并根据显示屏上显示的实验参数来调节信号发生器的数值。安装并调试好双路直流稳压电源和信号发生器后就可以做实验了，学生要根据显示屏显示的提示步骤来做。如果实验提示需要用数字万用表测量数据，学生就要将数字万用表的表笔接到综合实验箱的相应位置上，然后按确认按钮，数字万用表测量的数据就会传到控制板里，然后学生再接着根据提示继续做实验；如果实验提示需要用数字示波器测量数据，学生就要将数字示波器的表笔接到综合实验箱的相应位置上，然后按确认按钮，测量数据就会传到控制板里，然后学生再接着根据提示继续做实验。 最后，学生如果超过规定时间还没有完成实验，系统会判定该学生实验成绩无效；但是学生如果在规定时间之前完成实验，系统会给该学生的实验成绩加分；这种方法能够自动并简单清楚的反映出学生的动手能力。本发明的实验课程考试系统操作简单、自动化高，并能结合实验箱用仪器检测出学生的动手能力和熟练程度，测评每个学生的实践能力。它不仅能使实验课程达到较好的教学效果，更能提高同学的动手能力和解决问题的能力。本发明的实验课程考试系统包括上述各项特征构成的任意组合。
图1为本发明的实验课程考试系统的最佳实施例的框图。图2为本发明的实验课程考试系统的实验台的最佳实施例的电路图。图3为本发明的实验课程考试系统的VB界面的示意图。图4为本发明的实验课程考试系统的教师机的通信格式的示意图。图5为本发明的实验课程考试系统的实验台的通信格式的示意图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细描述。如图1所示，实验课程考试系统包括教师机、RS485总线、转换电路、实验台。教师机连接转换电路，转换电路通过RS458总线与实验台连接。如图2所示，实验台包括一块6位半数字万用表、一台数字示波器、一台信号发生器、一台双路直流稳压电源、综合实验箱(图中未示出)、键盘(图中未示出)、显示器(图中未示出)、控制板。键盘、显示器、数字万用表、数字示波器、信号发生器和双路直流稳压电源均与控制板连接。综合实验箱、数字万用表、数字示波器、信号发生器和双路直流稳压电源均与220V交流电源连接。控制板包括单片机U2、接线端口 J1、RS485接口、拨码开关Si、两个 RS232接口、AC/DC电源转换电路Ul和指示灯Dl。RS485接口、AC/DC电源转换电路Ul、拨码开关Si、指示灯D1、RS232接口均与单片机U2连接。接线端口 Jl连接RS485接口。AC/ DC电源转换电路Ul连接220V交流电源。数字万用表和数字示波器通过不同的RS232接口与控制板连接。接线端口 Jl连接RS485总线。转换电路、RS485接口、RS232接口和指示灯 Dl连接5V直流电源。单片机U2选用的型号为MEGA1280。指示灯镶嵌在实验台的垂直板上，它闪烁三秒钟表示实验参数下载成功，提示学生开始做实验。如图3所示，教师机采用VB语言编程。VB界面上还有实验台选择下拉菜单、实验名称选择下拉菜单、成绩查询下拉菜单、参数下载按钮、打印按钮和实验台状态监测框。实验名称选择下拉菜单可以让教师从众多实验电路中选择一个进行实验。实验台选择下拉菜单，可以选择让教师选择某个实验台进行实验，如果选择1表示选择1号实验台进行实验， 如果选择2表示选择2号实验台进行实验，以此类推，但如果选择0表示选择所有实验台进行实验。完成上面的选择以后，教师按参数下载按钮，VB程序就将实验参数以信息包的形式通过RS485总线传到相应的实验台的综合试验箱，对应的实验台的显示屏会显示当前的实验原理、实验参数以及实验步骤。学生完成整个实验后按上传键便可将此次实验结果通过RS485总线传到教师机。教师机根据上传的答案和答题时间给出学生的成绩，并能把成绩显示在教师机上。教师机采用ACCESS数据库存储数据。学生的实验课程考试成绩被存储在数据库中。学生如果需要查询成绩，在成绩查询下拉菜单中使用三种方式查询按学生姓名查询，按日期查询或按班级查询。教师按打印按钮可以为打印学生的实验成绩单。教师机的实验台状态监测框里有多个虚拟指示灯，每个虚拟指示灯对应一个实验台，虚拟指示灯呈绿色表示该实验台工作正常，呈黄色表示该实验台工作异常。如图4所示，教师机向实验台发送的包含多个字节的信息包；信息包的实验参数包括5个字节，第一个字节的数据表示信号发生器的频率值代码，第二个字节的数据表示信号发生器的幅值代码，第三个字节的数据表示信号发生器的波形类型代码(指三角波，方波，正弦波)，第四个字节的数据表示第一路稳压电源的电压值代码，第五个字节的数据表示第二路稳压电源的电压值代码。这些实验参数是用VB语言的随机函数随机产生的，所以每个学生的实验结果是不一样的，其目的是避免有的学生抄袭其他同学的实验数据。经过解析，信息包中的实验参数和提示信息会显示在显示屏上。实验台接收这个信息包后经过解析，最终会在显示屏上显示信息包中的实验参数和提示信息，依次显示为信息头、实验台地址、实验名称、实验参数、CRC校验和信息尾。如图5所示，实验台接收到教师机发送的信息包后会发送一个反馈信息给教师机。教师机接收这个信息后经过解析，会在显示屏上显示信息包中的实验参数和提示信息， 依次显示为信息头、实验台地址、实验名称、返回码、CRC校验和信息尾。反馈信息中的返回码为0时表示实验台接收正常，返回码为1时表示实验台接收异常。教师机接收到这个返回码后就会在VB界面上反映出这个实验台的状态。如图2至图5所示，本实验课程考试系统中包含的实验根据实验名称来判断，有些是不需要直流稳压电源作测试电源的，有些则是需要一路或两路直流稳压电源作测试电源的；有些是不需要信号源的，有些则是需要信号源的。综合试验箱的测试电源由双路直流稳压电源提供、信号源由信号发生器提供。学生要根据实验台收到并显示的实验名称和要求判断所做实验是否需要测试电源和信号源。如果实验需要测试电源，学生就要根据显示屏上显示的电源接线提示和实验原理图将双路直流稳压电源与综合实验箱连接，并根据显示屏上显示的实验参数来调节双路直流稳压电源的数值；如果实验需要信号源，学生就要根据显示屏上显示的信号源接线提示和实验原理图将信号发生器与综合实验箱连接，并根据显示屏上显示的实验参数来调节信号发生器的数值。安装并调试好双路直流稳压电源和信号发生器后就可以做实验了，学生要根据显示屏显示的提示步骤来做。如果实验提示需要用数字万用表测量数据，学生就要将数字万用表的表笔接到综合实验箱的相应位置上，然后按确认按钮，数字万用表测量的数据就会传到控制板里，然后学生再接着根据提示继续做实验；如果实验提示需要用数字示波器测量数据，学生就要将数字示波器的表笔接到综合实验箱的相应位置上，然后按确认按钮，测量数据就会传到控制板里，然后学生再接着根据提示继续做实验。以上所述仅使本发明的最佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。阅读了本说明书后，本领域技术人员不难看出，本发明由现有技术的结合构成，这些构成本发明的各部分的现有技术有些在此给予了详细描述，有些则出于说明书简明考虑并未事无巨细地赘述，但本领域技术人员阅读了说明书后便知所云。而且本领域技术人员也不难看出，为构成本发明而对这些现有技术的结合是饱含大量创造性劳动，是发明人多年理论分析和大量实验的结晶。本领域技术人员同样可以从说明书中看出，这里所披露的每个技术方案以及各个特征的任意组合都属于本发明的一部分。
权利要求
1.一种实验课程考试系统，包括教师机、RS485总线、转换电路、实验台，其特征在于 教师机连接转换电路，转换电路通过RS458总线与实验台连接。
2.如权利要求1所述的实验课程考试系统，其特征在于教师机包括主机、键盘和显示屏，键盘和显示屏连接主机，主机连接转换电路；实验台包括万用表、数字示波器、信号发生器、双路直流稳压电源、综合实验箱、键盘、显示器、控制板；键盘、显示器、数字万用表、数字示波器、信号发生器和双路直流稳压电源均与控制板连接。
3.如权利要求2所述的实验课程考试系统，其特征在于综合实验箱、数字万用表、数字示波器、信号发生器和双路直流稳压电源均与220V交流电源连接。
4.如权利要求2所述的实验课程考试系统，其特征在于综合实验箱放置在实验台的桌面上，数字万用表、数字示波器、信号发生器、双路直流稳压电源、键盘和显示器镶嵌在实验台的垂直板上，控制板安装在垂直板的背面。
5.如权利要求3或4所述的实验课程考试系统，其特征在于控制板包括单片机U2、 接线端口 Jl、RS485接口、拨码开关Si、RS232接口、AC/DC电源转换电路Ul和指示灯Dl ； RS485接口、AC/DC电源转换电路Ul、拨码开关Si、指示灯Dl、RS232接口均与单片机U2连接；接线端口 Jl连接RS485接口。
6.如权利要求5所述的实验课程考试系统，其特征在于AC/DC电源转换电路Ul连接 220V交流电源。
7.如权利要求6所述的实验课程考试系统，其特征在于优选的是，指示灯镶嵌在实验台的垂直板上。
8.如权利要求7所述的实验课程考试系统，其特征在于控制板包括至少两个RS232接口。
9.如权利要求8所述的实验课程考试系统，其特征在于数字万用表和数字示波器通过不同的RS232接口与控制板连接。
10.如权利要求9所述的实验课程考试系统，其特征在于接线端口Jl连接RS485总线。
全文摘要
本发明涉及一种实验课程考试系统，其中包括教师机、RS485总线、转换电路、实验台；教师机连接转换电路，转换电路通过RS458总线与实验台连接。本发明的实验课程考试系统操作简单、自动化高，能用仪器检测出学生的动手能力和熟练程度，能测评每个学生的实践能力。其不仅能使实验课程达到较好的教学效果，更能提高同学的动手能力和解决问题的能力。
文档编号G09B7/02GK102289961SQ20111026505
公开日2011年12月21日 申请日期2011年9月8日 优先权日2011年9月8日
发明者田文杰 申请人:北京联合大学
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