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電子工程網(wǎng)

標題: 泰克智能實驗室（TekSmartLab）在全球著名高校的應用介紹 [打印本頁]

作者: 安泰測試設備 時間: 2019-7-29 15:45
標題: 泰克智能實驗室（TekSmartLab）在全球著名高校的應用介紹

背景
傳統(tǒng)電工電子實驗室的大班教學方式在我國高校已經(jīng)延續(xù)多年，實驗室老師負責在教室指導同學進行實驗操作，以口傳身教的方式通過操作實驗儀器幫助學生掌握實驗原理，熟悉實驗設備操作。

高校持續(xù)擴招，興建新校區(qū)等因素，導致傳統(tǒng)實驗室教學方法日漸不足，實驗室老師教學負擔日益加重，需要在多個教室甚至多個校區(qū)之間往返奔波。反復指導同學完成實驗內(nèi)容，課程壓力較大。對同學來說，傳統(tǒng)實驗室操作方式固定，受到實驗室空間和時間限制，導致學生上機實驗時間不足，得不到有效的動手鍛煉。傳統(tǒng)實驗室在教學方面的局限性日益顯著。

而另一方面，學校信息化建設和網(wǎng)絡建設逐漸加強，越來越多的數(shù)據(jù)，信息和管理通過網(wǎng)絡完成，提高效率的同時，降低了運行成本。在這一信息化進程中，傳統(tǒng)實驗室逐漸成為信息化改革潮流中的孤島，被隔絕在信息化建設之外。

傳統(tǒng)電子電工實驗室

對未來實驗室的發(fā)展方向，教育部在信息化十年發(fā)展規(guī)劃中提到：縮小基礎教育差距，促進優(yōu)質(zhì)教育資源共享，推進信息技術與教學融合，建設智能化教學環(huán)境。另外2015年虛擬仿真實驗教學中心建設工作的通知中，將科學規(guī)劃、共享資源、突出重點、提高效益、持續(xù)發(fā)展作為指導方針。并對虛擬實驗室建設提出了：虛實結合、相互補充、能實不虛的發(fā)展原則。

為加快創(chuàng)新型國家建設，學校的智能化和創(chuàng)新發(fā)展是必要條件。我們認為在未來實驗室建設中，提高效率，鼓勵創(chuàng)新，資源共享，虛實結合是傳統(tǒng)實驗室與創(chuàng)新型實驗室重要的區(qū)別。未來實驗室將至少具備：網(wǎng)絡化控制，集中管理，實驗室共享和發(fā)展實驗慕課的功能。幫助學生更好的為將來就業(yè)做好準備，熟悉工程師實驗室的工作環(huán)境，積極引導學生激發(fā)學習和工作興趣。

泰克智能實驗室（TekSmartLab）解決方案和應用案例介紹

在這樣的歷史環(huán)境要求下，泰克智能實驗室（TekSmartLab）方案于2014年應運而生。這是業(yè)內(nèi)第一個基于網(wǎng)絡的智能化實驗室管理方案。在過去的幾年時間里，已經(jīng)建立40余個泰克智能實驗室樣本，成為目前成熟且受高校師生歡迎的智能創(chuàng)新實驗室解決方案。

TekSmartLab的設計原則是基于網(wǎng)絡管理整個實驗室的儀器儀表，通過網(wǎng)絡進行狀態(tài)查詢和遠程控制。因此整個實驗室使用標準以太網(wǎng)協(xié)議，可以通過有限網(wǎng)或無線網(wǎng)組成實驗室網(wǎng)絡。使用無線網(wǎng)絡的好處是無需對傳統(tǒng)實驗室結構進行大的調(diào)整，只要添加無線路由器組成新的局域網(wǎng)即可使用。

所有網(wǎng)絡相關設備都符合通用網(wǎng)絡標準，使用標準的有線或無線路由器，以及標準的無線網(wǎng)卡進行網(wǎng)絡連接。可以使用現(xiàn)有網(wǎng)絡進行連接，也可以獨立建立專用的局域網(wǎng)絡。教師端服務器是通用PC機，使用常見的Windows操作系統(tǒng)。整個系統(tǒng)可以進行自動ip地址分配或手動ip地址分配。

每個實驗桌需要配置一個泰克公司自主研發(fā)的TSL-3000B智能連接終端，通過USB接口將實驗臺的儀器連接到有限網(wǎng)或者無線網(wǎng)上，每個終端最多可以同時連接6臺USB設備或儀器。智能連接終端采用工業(yè)化設計，直接管理實驗桌上的儀器儀表，降低實驗室服務器負擔。使實驗室儀器儀表通信具備高可靠性和快速響應能力，基于網(wǎng)絡的通信可以保證長時間穩(wěn)定性，不會出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟包和操控失靈的現(xiàn)象。整個網(wǎng)絡中所有的儀器設備設置和讀取速度非常快。

TSL-3000B 智能連接終端

這種配置下，一個實驗室最多可以同時連接100個實驗臺共600臺電子儀器。具備靈活配置的特點，可以隨時添加或刪除實驗臺和實驗儀器。支持的儀器儀表覆蓋泰克公司常見的主流示波器、信號源、電源和數(shù)字萬用表，可以按照學校教學實驗的需求，自行組合。

泰克智能實驗室（TekSmartLab）在教、學、管理三方面提供的革新

幫助老師提高教學效率

泰克智能實驗室管理界面，提供遠程監(jiān)控和管理，實時查看實驗室儀器儀表連接狀態(tài)

上海交通大學實驗室，集中監(jiān)查、集中控制實驗室儀器設備

英國華威（Warwick）大學搭建的泰克智能實驗室共計55個實驗桌，220臺儀器，可在實驗開始前對所以儀器進行統(tǒng)一的一鍵設置。避免出現(xiàn)手動配置常見的設置錯誤導致待測件受損

傳統(tǒng)手動設置如此大規(guī)模的實驗室儀器需要花費半小時以上的時間，但是用泰克方案后，老師在服務器進行統(tǒng)一操作，時間減少到1分鐘以內(nèi)，受到任課老師的歡迎

老師在服務器端可隨時遠程查看和設置實驗桌儀器。例如示波器顯示波形是否正常，電源電壓電流設置是否正確等。配合簡單的電化教學工具，可以隨時將某一個實驗桌的情況分享給全班同學，進行點評。通過這樣的方式可以進一步提高教學效率，減少實驗室老師的工作強度。實現(xiàn)遠程指導實驗和分享實驗數(shù)據(jù)

北京郵電大學基礎教學實驗室，系統(tǒng)配合電化教學工具，幫助老師實現(xiàn)教學效率的提升

隨時在大屏幕上講解實驗步驟，分享實驗結果

南京郵電大學，使用投影屏也可以達到同樣的效果

提高學生學習效率

提供關閉示波器AutoSet功能，學生需要手動調(diào)節(jié)示波器觸發(fā)，使信號穩(wěn)定下來。強制學生通過手動操作示波器，練習如何設置觸發(fā)，使信號穩(wěn)定。鍛煉學生更加熟悉示波器的操作和原理

通過提供二維碼掃描方式，可以在智能手機上下載示波器波形文件。下載的波形帶有學生信息，從而杜絕了實驗結果抄襲的現(xiàn)象

在線下載編輯實驗報告，在線提交實驗報告，簡化學生操作流程

UCLAN 英國中央蘭開夏大學在創(chuàng)新實驗室使用智能創(chuàng)新實驗室套件，學生在實驗室自己開發(fā)項目，自己進行實驗，在線提交實驗結果，無需老師參與

實驗室管理效率的提升
傳統(tǒng)實驗室的資產(chǎn)管理非常繁瑣，需要老師手動抄寫儀器型號序列號進行統(tǒng)計，儀器使用時間的計算非常不精準。另外在教學中需要使用大量紙質(zhì)資料復印講義和實驗指導書，造成了一定的資源浪費。
智能創(chuàng)新實驗室提供實驗室儀器儀表使用數(shù)據(jù)，老師可以隨時查看每臺實驗室儀器的型號/序列號以及使用時間，了解實驗室資產(chǎn)信息。另外老師可以為每一門課程建立自己的數(shù)據(jù)庫，包括儀器配置信息，課程教學資料等。學生可以在線上下載教學資料進行提前的預習和復習。同時泰克智能創(chuàng)新實驗室也為開展實驗慕課，以及實驗教學創(chuàng)新提供支持。

自動獲取精確的實驗室儀器儀表的資產(chǎn)信息和使用時間

西弗吉尼亞大學使用智能實驗室方案，掌握實驗室儀器儀表使用情況，為實驗室教學改革提供數(shù)據(jù)支持

為每一個老師的每一個實驗課程建立獨立的數(shù)據(jù)庫，包含儀器配置，教學資料和實驗報告文檔

北郵郵電大學在智能實驗室基礎上，探索遠程實驗教學和實驗慕課。同時在學生科創(chuàng)競賽方向持續(xù)投入，先后選購MDO4K，TSG4100和RSA306B，豐富的實驗資源鼓勵學生實踐更多貼近產(chǎn)業(yè)的科創(chuàng)應用。2017年北京郵電大學在全國大學生電子設計競賽取得了優(yōu)異成績，包括4個一等獎和6個二等獎

泰克公司配合大學進行實驗課程講解的錄制，幫助同學在網(wǎng)上進行預習和復習

總結
泰克智能實驗室（TekSmartLab）提供穩(wěn)定可靠的底層網(wǎng)絡控制方式，幫助老師、同學提高教學效率，幫助學校更好的管理實驗室資源。將虛擬的信息化技術，與實際的實驗室儀器儀表相結合，為未來的實驗室建設打下基礎。

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