郭云輝

摘要

基于智能檢測(cè)技術(shù)，本文提出了解決開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室指導(dǎo)和意義不足問(wèn)題的思路，并提出了電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)的具體實(shí)施方法，并開(kāi)發(fā)了評(píng)估實(shí)驗(yàn)技能的前瞻性應(yīng)用方法。

【關(guān)鍵詞】開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)室 智能檢測(cè) 電子技術(shù)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)考核

1 開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)室存 在的主要問(wèn)題

實(shí)驗(yàn)室向?qū)W生開(kāi)放后，它與過(guò)去進(jìn)行的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)不同。本實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放時(shí)間較長(zhǎng)，有些可能被認(rèn)為是開(kāi)放24小時(shí);它的內(nèi)容更廣泛，不限于一門課程或書本知識(shí)。由于這些因素的變化，實(shí)驗(yàn)開(kāi)放帶來(lái)了一系列問(wèn)題，特別是在2個(gè)方面。

1.1 設(shè)備維護(hù)力量不足

由于學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力水平參差不齊，并且從原始到熟練都有一個(gè)過(guò)程，這將不可避免地造成設(shè)備不同程度的損壞，增加了設(shè)備維護(hù)的成本，難度和工作量。此外，由于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不一致，涉及的實(shí)驗(yàn)設(shè)備也較多，這也增加了設(shè)備維護(hù)的難度和工作量。

1.2 指導(dǎo)力量不足

由于開(kāi)放實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相對(duì)較寬，對(duì)教師的要求較高。實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放后，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容可以改變，學(xué)生可以隨時(shí)提出不同的問(wèn)題，幫助他們解決這些問(wèn)題。解決問(wèn)題，比解釋和指導(dǎo)一兩個(gè)課程要多得多。而且，實(shí)驗(yàn)時(shí)間的延長(zhǎng)也使實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)向力不足。

2 智能檢測(cè)裝置的基本思路

在傳統(tǒng)的電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生完成線路連接后，必須經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師的檢查才能進(jìn)入下一步。這要求實(shí)驗(yàn)教師在實(shí)驗(yàn)中花費(fèi)大量時(shí)間來(lái)指導(dǎo)學(xué)生的操作過(guò)程。教師的檢查有兩個(gè)目的：電路連接是否正確和是否有可能損壞設(shè)備。在電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)中，我們使用錯(cuò)誤的檢測(cè)技術(shù)來(lái)設(shè)置關(guān)鍵掃描和檢測(cè)點(diǎn)，組織可靠的運(yùn)行程序，建立模型和假知識(shí)庫(kù)，并檢查學(xué)生構(gòu)建的實(shí)驗(yàn)電路，這可以實(shí)現(xiàn)上述兩個(gè)目標(biāo)除了指導(dǎo)接收器作用的部分實(shí)驗(yàn)外，為了滿足不同電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)的需要，智能探測(cè)器設(shè)備必須同時(shí)考慮常規(guī)實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)實(shí)自治符號(hào)的需求。

2.1 通用性

在電子實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)教材是一個(gè)固定的模塊，一定的實(shí)驗(yàn)任務(wù)全面完成。智能檢測(cè)和采集的軟件和硬件組件必須具有出色的通用性，以更有效地利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)裝置并使其適應(yīng)不同實(shí)驗(yàn)電路的需要。在硬件上，由于實(shí)驗(yàn)電路的模塊化，電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)可以用每個(gè)模塊的參數(shù)來(lái)定義檢測(cè)模型。可以根據(jù)不同的模塊選擇測(cè)試點(diǎn)的數(shù)量，接口電路可以擴(kuò)展到32到256個(gè)點(diǎn)，以適應(yīng)不同實(shí)驗(yàn)電路的不同測(cè)試點(diǎn)。在軟件中，相同的測(cè)試程序應(yīng)該用于不同的測(cè)試電路，通過(guò)不同模型的知識(shí)，可以看出不同實(shí)驗(yàn)之間的差異。

2.2 擴(kuò)展性

智能檢測(cè)裝置的可擴(kuò)展性意味著該裝置不僅可以為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展添加新的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，還可以適應(yīng)新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作。對(duì)于新增的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)電路，實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)可以由實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)員測(cè)試，檢測(cè)到的數(shù)據(jù)文件作為相應(yīng)實(shí)驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試文件，由學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路，沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)，電路只能使用相關(guān)規(guī)則來(lái)使用仿真結(jié)果。通過(guò)學(xué)習(xí)模型知識(shí)庫(kù)，創(chuàng)建相應(yīng)的模型知識(shí)庫(kù)，構(gòu)建智能檢測(cè)軟件。有很多模擬軟件，因?yàn)閷W(xué)生通常在設(shè)置電路時(shí)使用Protel DXPAltium軟件繪制原理圖，Protel本身就是一個(gè)電子設(shè)備幫助設(shè)計(jì)（EDA）電子電路軟件。我們可以繼續(xù)使用仿真功能來(lái)添加它。在安全和誤差電路范圍內(nèi)檢查電氣測(cè)試電路的電路圖的精度，確定電路安全規(guī)則。正當(dāng)實(shí)驗(yàn)示意圖正確時(shí)，Protet仿真功能用于建立相應(yīng)的知識(shí)型知識(shí)模型，使用模型的知識(shí)庫(kù)檢測(cè)實(shí)際重疊的實(shí)驗(yàn)。

3 在電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)中的具體實(shí)現(xiàn)

設(shè)計(jì)的智能檢測(cè)裝置主要由以下部件組成：計(jì)算機(jī)，單片機(jī)，AD轉(zhuǎn)換電路，電子選擇開(kāi)關(guān)，電平轉(zhuǎn)換電路，光電耦合電路等。顯示測(cè)試結(jié)果。PC執(zhí)行實(shí)驗(yàn)電路，新添加的模型知識(shí)庫(kù)的維護(hù)等。框圖如圖1所示。

當(dāng)執(zhí)行檢測(cè)時(shí)，參考信號(hào)被可靠地注入指定位置，并且使用檢測(cè)接口電路由被測(cè)電路檢測(cè)的模擬信號(hào)被輸入到地址序列順序是根據(jù)輸入。A/D端口轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。通過(guò)將數(shù)字量與標(biāo)準(zhǔn)模型檢測(cè)文件的相應(yīng)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，可以判斷測(cè)試點(diǎn)是否正常運(yùn)行。軟件設(shè)計(jì)主要包括實(shí)驗(yàn)電路檢測(cè)程序，串行通信程序和Protel DXP二次開(kāi)發(fā)程序。實(shí)驗(yàn)電路檢測(cè)程序是在單片機(jī)上完成，考慮到C語(yǔ)言的可讀性好，程序容易維護(hù)，而且便于在不同的CPU之間移植，實(shí)驗(yàn)電路檢制程序用C語(yǔ)言編寫。程序流程框圖如圖2所示。

串行通信可以使用嵌入式命令指令，使用In和Out指令讀寫端口，或使用Windows API函數(shù)處理串口，或使用串口控制實(shí)現(xiàn)。我們使用Dephi編寫操作界面。串口系統(tǒng)是Dephi中常用的串口訪問(wèn)方法。有許多串口串口控件，如微軟公司的NISCOMM控件和Dephi開(kāi)發(fā)的spcomm控件。Mscomm控件有兩種處理方法，事件驅(qū)動(dòng)模式和Mscomm控件的OnComin事件，捕獲和處理通信錯(cuò)誤和事件。第二種方法是通過(guò)檢查的查詢模式。CommEvent屬性的值用于確定事件和錯(cuò)誤。我們使用MSComm控件來(lái)完成，控件可以設(shè)置數(shù)據(jù)傳輸和電線通信的接收，并設(shè)置串口狀態(tài)和串行通信的信息格式和協(xié)議。在通信過(guò)程中的OnComm事件MSComm控件可以執(zhí)行數(shù)據(jù)認(rèn)證處理和錯(cuò)誤檢測(cè)，CommEvent屬性可以通過(guò)編程來(lái)了解通信情況并傳輸和接收數(shù)據(jù).ProteDXP二次開(kāi)發(fā)程序直接使用Protel DXP的API函數(shù)編寫，但在開(kāi)發(fā)過(guò)程中引入了蒙特卡羅分析，以考慮由單個(gè)設(shè)備錯(cuò)誤引起的錯(cuò)誤。

4 結(jié)束語(yǔ)

PC是頂級(jí)計(jì)算機(jī)和智能檢測(cè)系統(tǒng)，由單片機(jī)組成，成熟且具有良好的可靠性，通用性和可擴(kuò)展性，是開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室的良好輔助設(shè)施。性實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，這種智能化檢測(cè)設(shè)備將提供廣泛的應(yīng)用可能性。當(dāng)智能檢測(cè)系統(tǒng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程設(shè)置多個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)，記錄整個(gè)實(shí)驗(yàn)的錯(cuò)誤數(shù)和錯(cuò)誤級(jí)別，可以作為實(shí)驗(yàn)的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)。評(píng)估實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)水平難度和深化改革。

參考文獻(xiàn)

[1]古天樣.電子測(cè)量原理[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

[2]徐愛(ài)均.智能化測(cè)最控制儀表原理與設(shè)計(jì)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2004.