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基于单片机和传感器的电子信息类“大型综合训练”虚实结合数字资源的建设和应用

当今,基于传感器技术、单片机技术、计算机技术和网络技术等,进行远程在线检测,正在大力发展和应用推广。本实验中心建设的智能感知实验系统基于“互联网+实体”的建设理念,紧扣复杂工程实际问题的解决,以实现远程在线检测“温度、压力、速度”等参数为目标,综合应用传感器、单片机、通信、界面编程设计、虚拟仪器以及数据拟合等技术,以虚拟实验的形式进行远程在线参数检测与控制。优势在于控制的对象是真实对象,测试的数据是真实数据,不雷同于一般的纯软的虚拟仿真实验。该平台涉及多学科知识,很适合对学生进行基于复杂工程问题的“大型综合训练”。

常规的热电偶实验,冷端温度固定,学生通过手动操作实现测温,主要时间是在操作连线、测试和记录。学生基于实验模块电路,对电路理解不透彻;实验模块的设计,只是很单一,没有考虑到学科交叉融合,扩展性差,对多学科综合应用能力没有得到培养;按照固定步骤进行实验,对创学生创新能力的培养也很不够。

本大型综合实验设计,综合应用了传感器、单片机、通信、界面编程设计、虚拟仪器以及数据拟合等技术,学生可以根据自己所学知识,搭积木的方式完成各个模块知识的学习和综合实践能力的提升。

1.理解热电偶的测温原理。

2.掌握热电偶的几个基本定律(中间导体定律,中间温度定律,标准电极定律,均质道题定律)。

3.信号调理电路的设计

4.远程测试如何实现。

在线操作实验平台界面编程

主控模块设计与编程

实验模块设计与编程

5.实验模块的单片机编程:

(1)总线技术研究(CAN总线):主控模块与实验模块之间通过CAN总线进行数据的交互。

主控模块接收到来自网络的信息,解析后将各种操作命令通过CAN总线下发相应的实验模块,实验模块控制模拟电子开关矩阵动作来完成实验电路设计。

(2)电子矩阵开关控制编程:实验模块的单片机接收到来自主控模块的功能码驱动电子矩阵开关实现路元器件的替换、测试点的改变、连线编程。

(3)通过AD温度数据的采集,数据处理、液晶显示编程。

6.数据拟合技术在该复杂工程问题中的应用。

2022年已获批市级一流课程(虚拟仿真实验教学课程)

[返回列表] 发表时间:2023-03-01    浏览次数: