远程实验分时管理平台的设计与实现

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1、为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。远程实验分时管理平台的设计与实现　　摘要：由于高端仪器数量少，为了能使更多的学生使用高端测量仪器，研发了远程实验分时管理平台。此平台实现实验设备在线预约、远程控制、分时管理等功能，使学生有机会动手使用高端测量设备。该文阐述了远程实验管理平台的特点、系统的架构和功能，介绍了实验系统的技术实现，给出了实验系统的应用模式。　　关键词：远程实

2、验平台；高端仪器；分时管理　　中图分类号：TP315文献标识码：A文章编号：1009--0018-04为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　大学实验室中，一般的实验课上实验设备比较大众

3、化，量多，可以满足许多学生同时完成实验的要求，学生可以现场进行实际操作。但是有些高端测量仪器价格贵，数量少，无法满足实验时每组一台的要求。这些高端仪器操作相对复杂，维护成本高，因此学生在实验中较少使用。为了提高大学生的实验动手能力，熟悉高端仪器的使用，我们以电磁场与电磁波实验课程为例，建立了远程实验平台。实验测量现场搭建好后，学生可以在终端的浏览器上通过网络访问物理位置位于远程的实验室，并且完成远程实验。由于高端测量仪器的数量有限，考虑到众多学生的实验需求，我们探索出了一套基于域身份认证的分时管理平台，利用W

4、eb技术，数据库技术，Windows域管理技术等等，设计并且实现了平台的分时管理功能，为远程实验仪器的控制和管理方面打开新的思路。　　1平台的总体设计　　远程实验平台指在校园网环境下，通过网络访问物理位置位于远程实验室，根据域认证的身份进入平台，并且通过相关的应用程序来实现对实验设备的远程访问，完成远程实验的测量并提交实验报告。远程实验平台克服了传统教学实验室的弊端，并且在控制学科领域有较为广泛的应用，对其他学科实验教学有重要的参考价值。　　系统结构　　现阶段，大多数网站开发采用的是B/S架构进行开发，相比于

5、C/S架构，B/S架构不受限于局域网的特定环境，操作系统和浏览器的兼容性也比较强，因此本平台采用B/S三层架构来搭建平台的基本框架。由于实验仪器的物理位置和相应功能不同，本平台分成用户端，服务器端和设备控制端，用户端通过网络和服务器端进行数据的交互，而服务器端利用局域网来实现对硬件资源的控制，系统的结构如图1所示。为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教

6、学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　用户端是由不同权限的用户构成，根据权限的大小依次分为管理员用户，教师用户和学生用户，这些用户使用电脑或者移动设备来访问远程实验平台，经过身份认证后才能完成在线浏览，时间预约，远程实验等等一系列的功能。教师用户拥有对应课程的管理权限，管理员用户需要对整个平台进行管理，用户端是通过浏览器来访问平台，完成相应地数据请求和信息交换。　　数据库端是由数

7、据库服务器、DNS服务器、Web服务器、视频服务器和身份认证服务器构成，在数据库层主要负责对用户身份的认证，响应用户的数据请求，对实验设备下发命令，完成用户与平台之间的请求交互，硬件资源的合理调度，实验视频数据的处理和监控等功能。　　设备控制端包括防火墙，实验仪器，网络设备资源等，本平台的实验仪器采用的是ZVL矢量网络分析仪，网络设备资源是由交换机、路由器、摄像头等硬件构成，在设备控制层主要实现对设备资源的调度，执行服务器端的命令请求，对实验过程进行实时监控，并且采集相应地实验数据等操作，根据不同的实验仪器，

8、需要进行相应端口等资源的配置以完成对设备的控制。　　功能模块划分　　根据远程实验具体实验需求，整个平台被划分为以下功能模块，前台是由个人管理中心、用户身份认证、实验设备操作、实验在线预约模块构成，后台是由用户信息管理模块、实验报告管理、实验设备管理模块构成，因此整个平台的模块划分图，如图2所示。　　2核心功能模块设计为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学