作者:沈春蕾 程振伟 来源:中国科学报 发布时间:2021/3/7 17:07:24
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远程实境实验平台实现无接触操控硬件

 

“这个寒假除了春节假期,我大部分时间在参加数字电路系统创新设计竞赛。和以往竞赛不同的是,这次是在线远程操控硬件设备,硬核而刺激,也算是长了见识。”

刚刚返校的中国计量大学机电工程学院大三学生朱晋杨自觉“寒假收获很大”。他口中的竞赛正是杭州电子科技大学在寒假期间举办的“数字电路系统创新设计邀请赛”。

在杭州电子科技大学下沙校区电子信息学院的远程实验中心,一个大约80平米的实验室里,靠墙的一排长桌上一溜排满了大实验箱。“实验箱是电工电子实验教学团队结合多年教学积累研发的,这里的每一个实验箱集成度都很高,可以支持做几十个电子信息学科实验。”杭州电子科技大学远程实验中心成员马学条介绍道。

一个个实验台上,各种显示灯亮灭、电机转动停止、显示屏色调变幻,其实是分布在天南地北60余所大学的上千名学生,正在通过电脑远程控制实验设备。“他们通过平台提前预约,每次获得20分钟的做实验时间,做不完的话,可以继续预约,从而获得大量的远程实验动手机会。”马学条指着其中一个实验台上的不停变化灯光的交通灯实验模块向《中国科学报》介绍说,“这是实现交通灯功能的实验,这位同学的红绿灯协调代码写的不错,但是右上角的数字倒计时一直没动,他可能还在写倒计时代码。”

数字电路课程是电子信息、自动化、计算机、通信等学科的专业基础课。以往的数字电路系统创新设计竞赛因为涉及到硬件实验,一般都是线下在实验室举行。“实验室环境较为封闭,在此做实验难免人接触人,人接触物,给疫情防控和实验室管理带来挑战。”杭州电子科技大学电子信息学院副院长、远程实境实验平台开发项目负责人陈龙告诉《中国科学报》,“针对这一痛点问题,我们研发了远程实境实验平台。”

何为远程实境实验平台?陈龙介绍道,该平台是由模拟操作界面、云端服务器、实体实验设备以及相关传感器组成。用户通过电脑操作界面下达指令上传到云端服务器,云端服务器作为中转把指令传输到实验设备,实验设备根据这些指令进行一系列的实验动作,产生的实验数据被传感器采集再传回云端服务器,从而到达用户界面,用户可以通过高清摄像头,实时观察实验设备的运转状况。“互联网所及,不管你离实验设备有多远,就像在设备前亲自做实验一样。”

去年上半年的疫情让不少大学无法返校上课,获悉南开大学电子信息与光学工程学院给学生邮寄电路芯片、LED、数码管,让学生在家做实验,陈龙感触颇深,不少学生在家也想做硬件实验,但没有硬件条件,于是我们就有了依托学校现有的远程实验平台,举行数字电路系统创新设计竞赛的打算。为了让更多电子信息学科群学生受益,本次竞赛同时向全国高校相关专业学生发出邀请,让大家在实践中发挥创意,在竞技中成长。

“到目前为止,后台上显示有来自南京大学、华东师范大学、上海大学、西南交通大学等高校的988名大学生参加了这个线上硬件竞赛。为了展示硬件实验过程效果,做实验的同学随时可以远程调整硬件控制实验平台上安装的摄像头,确保达到最佳画面捕捉效果。”陈龙告诉记者。

杭州电子科技大学电子信息学院院长李文钧认为,研发远程实境实验平台将在工科无接触硬件实验竞赛中大显身手,这样的实验平台占物理空间不大,关键是无接触、体验感强,随时随地能如臂使指的远程操控实验设备,它代表着未来发展趋势。”

 
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