◇乐山师范学院电子与材料工程学院 余江

本文重点阐述了网络综合测试管理平台的远程操控和使用方法，并将这种网络化的操控管理方式应用于模拟电路实验课的测试教学环节中，有效提高了实验课的实验教学效果。

传统的模电实验课需要老师一开始要对电子测试仪器（示波器、信号源）的使用方法进行详细的讲述，往往在这个教学过程中花费了大量的时间进行指导收效也不太理想，学生在对实验仪器的使用过程中难免会操作不当，或开启了不合理的使用模式或关闭了正常测试菜单的辅助测试功能等，都对实验仪器的正常使用和老师对实验仪器的重新矫正带来了诸多困难，另外还存在个别同学的实验报告有抄袭数据的现象，对此，我们新建了一套基于NeptuneLab网络综合测试管理平台，将20套各种实验仪器设备通过一台电脑服务器进行网络连接，以达到突破传统教学管理模式的目的。

1 管理系统的建立与使用

1.1 管理系统的建立

我们通过招标组建了20套（带网口的数字存储示波器和函数信号发生器）实验测试平台，这些仪器都需要进行IP地址的手动配置：（20台示波器的IP地址是从192.168.1.11～192.168.1.30，20台信号源的IP地址是从192.168.1.101～192.168.1.120），实验位的IP地址还可根据实验仪器的增加在管理系统软件上进行添加和修改。

1.2 管理软件的使用

我们打开管理软件后即可在电脑界面上观看到如图1所示教师端界面，软件显示功能主要有：配置实验位、实验报告模板管理、设备资产信息；下面一排就是对示波器和信号源的相关操作菜单，它们分别是：批量操作、设备锁定、同步配置、AUTO（自动设备控制）、恢复出厂设置、更新设备固件、载入任意波形等。

图1 教师机管理控制界面

（1）批量操作：在界面的中央是依次排列显示的所有实验设备管理信息，高亮彩色显示按钮就是处于在线的动态机，灰色部分按钮表示该设备不在线上，还有就是电源、万用表和毫伏表我们还未配备，所以它的显示也是灰色按钮，并且每个图标上面都有一个复选框，我们可以进行单选和多选操作，当在示波器的右侧复选框里选择了所有在线的示波器后，就可对示波器进行批量操作了，同样信号源也有相应的批量操作功能。

（2）设备锁定：当我们想对某个学生端的示波器或信号源进行单个锁定设备和解锁设备的操作时，就可选定该组的示波器或信号源的复选框打√，如果对该组学生端的实验设备进行了锁定操作后，学生端的设备就不能操作了，只有解锁后学生端才能恢复操作和使用。

（3）同步配置：我们还可对选定的某组设备进行同步配置操作，也可将20台实验设备进行一次同步配置，同步配置功能非常实用，就是将所有的实验设备同步到一个相同的初始状态，这种设备的初始状态是可以对某台示波器或信号源进行自行设置，再通过导出本机配置文件予以保存，再将导出的本机配置文件在不到一分钟的时间就同步配置到了这20台的设备中去。

（4）AUTO（自动设备控制）：我们还可对示波器进行一个AUTO设置，这种AUTO设置是示波器对信号的自动控制查找功能，有开启和禁用两种操作，一旦教师机进行了AUTO的禁用操作后，学生端就只能进行手动查找操作信号。

（5）恢复出厂设置：这项功能操作需谨慎对待，如果一旦示波器处在一个错乱的状态而调不回来后，才被迫需要进行此操作使之恢复到出厂时的设置。

（6）设备更新固件：此操作是需要厂家提供一个远程操作才能来完成设备的更新。

（7）载入任意波形：这项功能是只针对信号源的一个操作，信号源是支持任意波形的编辑和下载功能的，可在电脑上进行非规则波形的绘制并生成*.bs文件，并将这种编辑好的任意波文件下载到信号源的任意通道中去就行了。

2 利用管理系统中配置实验位的操作功能来实现对实验仪器的教学演示

2.1 示波器远程操控

我们可以在教师端电脑显示的实验位动态机中点击某台在线示波器按钮，打开示波器的控制窗口，如图2所示，通过操作示波器的虚拟控制界面（和实物面板上的功能布局完全一致）来同步操控、演示和讲解数字存储示波器的使用方法，在教师机虚拟示波器的操作过程中我们会看到相应的操作响应，该示波器是4踪数字存储示波器，有自动测量和手动光标测量两种方式，4个通道的波形显示是通过4种不同颜色的波形进行区分，并对应有4个不同通道的选择按钮进行选定显示，如果教师机这边不进行操作，学生端进行示波器的操作，同样可以在教师机上看到学生端的操作，这种互动式的操作演示学习，方便了学生可通过示波器或投影仪能直观的感受到老师的调试和操作过程，这样的教学方式能起到事半功倍的教学效果。

图2 示波器操控界面

2.2 信号源的远程操控

我们也可用同样的方法通过点击在线动态机信号源界面来操控同步信号源（目前我们只配置了示波器和信号源这两种网络设备），如图3所示，该信号源有2个信号输出口，可以同时输出两路不同的周期信号，信号源界面上显示的波形和参数与输出端口的按钮灯亮暗来提示与区分，对输出信号波形的参数调节也是有按键输入加旋钮的调节方式来进行，方便操作，同样通过操作教师机的信号源的虚拟控制面板来来实现对信号源的远程网络操作控制，就能在学生端的信号源或投影仪直观的看到老师的调试和操作过程，方便了学生对信号源的理解和使用方法的学习。

图3 信号源操控界面

3 利用教师机中的批量操作来对设备进行有效维护与管理

3.1 实验设备的统一维护

学生在使用完实验仪器后会因操作不当，或开启了不合理的使用模式或关闭了正常测试菜单的辅助功能或预设的波形和参数不对等，都对下次学生实验的正常使用带来了许多不便，也给老师进行实验仪器的维护工作带来了诸多困难；为此，我们可以通过两种方法对所有设备进行同步，第一种方法是将一台设置好的示波器或信号源通过教师机进行设备同步操作就可同步到所有的设备中去，第二种方法是对示波器和信号源进行有效设置好以后，再通过导出本机配置按钮生成一个配置文件，这样就可以将预先调试好的示波器或信号源的配置文件通过批量操作的方式同步配置到所有的20套设备中去了，方便、快捷又有效。

3.2 设备资产动态管理

由于我们的设备已经联网，所以所有设备资产信息也是在线自动录入到我们的资产管理信息表格里，不需要手动匹配，可将它导入为EXECL文件随时进行查阅，它显示的信息有：设备类型、设备型号、设备SN、使用时长、所在实验位、实验位IP（如表1所示）。

表1 部分设备资产信息表

4 利用教师机的远程控制和在线动态数据提取与截图功能对学生实验进行有效监控

4.1 实验过程管理

在模电实验教学过程中，教师可以随时通过教师端锁定某学生端实验位的动态机，进行远程同步观察学生的实验情况，如发现有明显的操作不当和违规行为可在教师端立马锁定其使用设备，并当面告诫学生哪方面的操作不当，让他们认识到所要改正的错误之处后方可重新对其设备解锁，这样方便了教师对学生实验的有效指导。

4.2 学生实验数据的远程提取

老师可以事先建立一个当天实验项目的每组实验位的数据记录文档，如图4所示，左边这张图中是教师机通过点击图标的圆形区域提取的学生位1的示波器和信号源波形图以及相关的测试数据为峰峰值1.54V频率10kHz，右边图是学生位2的示波器信号源的波形图和测试的数据为峰峰值1.52V频率1.5kHz，同时，教师还可通过操作界面上学生位的“提取实验报告按钮”不定时在线截取示波器波形和自动生成的测试数据保存到文档里，同样的方法也可对信号源进行相同的操作来提取学生实验波形和数据，以备和学生提交的实验报告数据进行核对，从而能有效杜绝个别学生实验报告数据抄袭的现象。

图4 学生位1和2的波形截图及示波器参数测量数据

5 结束语

随着电子信息技术和互联网技术的不断发展，我们打破原有的模电实验教学管理模式，引进了一套基于NeptuneLab网络化的综合测试管理平台，不仅对实验设备的工作状态和资产使用时长等进行了精准的信息化管理，而且还能较好的促进实验教学效果的进一步提高。