Избранные главы теории и практики дистанционного обучения - страница 8

Удаленный доступ к управлению экспериментом предполагает работу с лабораторным стендом в режиме «on-line». Студент в реальном времени управляет автоматизированным экспериментом со своего персонального компьютера по предложенной методике. Доступ к эксперименту осуществляется в соответствии с расписанием работы лабораторного стенда по заявке студента, прошедшего предварительную проверку знания инструкции по работе с изучаемым оборудованием. Обработка результатов исследования и заполнение форм отчета могут быть осуществлены студентом также в режиме реального времени или после выполнения эксперимента в зависимости от методики выполнения лабораторной работы. Защита лабораторной работы – это, как правило, ответы на вопросы теста в режиме «on-line».

В любом случае, прежде чем приступить к лабораторной работе, студент должен получить допуск на ее выполнение. Для этого на Web-сервере учебного заведения должны быть размещены теоретические материалы, инструкции по работе с экспериментальной установкой (техническая документация), описание методики эксперимента, а также тест входного контроля для проверки теоретической и практической готовности студента к выполнению лабораторной работы.

Существует много способов создания лабораторных стендов, управляемых на расстоянии с помощью средств удаленного доступа. Компания National Instruments разработала специальную программную среду для организации управления реальным лабораторным оборудованием, которая получила название LabVIEW, что означает «Лаборатория виртуальных приборов». На самом деле речь идет о современных реальных приборах, выполненных на базе компьютера и не только не уступающих традиционным приборам, а во многих случаях превосходящих их.

Программа LabVIEW позволяет создать на экране лабораторного сервера приборную панель, на которой расположены все необходимые измерительные приборы (стрелочные приборы и индикаторы, осциллографы, измерители частоты и частотных характеристик и т.п.), а также пульт с органами управления лабораторной установкой: переключателями, кнопками, вращающимися ручками и т. д.

Приборная панель и пульт управления лабораторной установкой позволяют проводить на ней реальный лабораторный эксперимент. Важно отметить, что применение пакета LabVIEW не требует знания алгоритмических языков и владения сложными методиками программирования. Программирование ведется на уровне блок-схем и диаграмм. Помимо программного обеспечения компания National Instruments выпускает сотни измерительных плат, на базе которых могут быть разработаны различные лабораторные стенды и установки.

Важнейшим свойством программного пакета LabView является то, что он ориентирован на работу в сети Интернет. Запуск пульта управления лабораторной установкой, связанной с лабораторным сервером, осуществляется дистанционно через Интернет-браузер обучающегося. При этом в браузере обучающегося отображается копия пульта управления и приборной панели. Передача управляющих воздействий на лабораторную установку осуществляется с помощью мышки нажатием кнопок, изменением положений переключателей и ручек.

В качестве примера использования программного пакета LabVIEW опишем лабораторную установку с удаленным доступом, предназначенную для измерения характеристик полупроводниковых приборов и разработанную в Сибирском государственном университете телекоммуникаций и информатики. Лабораторная установка выполнена на однокристальном микроконтроллере AD и C812 со встроенными аналого-цифровыми и цифро-аналоговыми преобразователями фирмы Analog Devices. Этот микроконтроллер является полной системой сбора и обработки информации возможностью непосредственного подключения ее к последовательному COM-порту лабораторного сервера. Через этот порт и происходит обмен информацией между микроконтроллером и лабораторным сервером, на котором сформированы приборная панель с органами управления лабораторной установкой.