仿真平臺和三維建模在網絡綜合布線中的實踐

摘 要：文章介紹了仿真平臺和三維建模在綜合布線系統中的基本工作原理，提出了一種基于AutoCAD三維建模和仿真平臺相結合的綜合布線試驗教學模式，直觀、立體地顯示了操作中的各種規范和布線要求。該教學模式很好地滿足了網絡綜合布線這門課程的理論教學要求，以及對學生實際操作能力的培養。

關鍵詞：仿真；三維建模；綜合布線

《網絡綜合布線》作為一門網絡專業的專業核心課程，注重培養學生的布線動手能力，能夠獨立或合作完成網絡布線中常見的任務。然而，由于教育設施的投入不足，以及傳統的教學模式的局限性，有許多的問題困擾著教學，影響學生的學習興趣，教學效果一直都不敢恭維。為此，本文采用AutoCAD2008三維建模技術與國鼎科技有限公司提供的虛擬實驗平臺相結合，逐步引導、培養學生從事工程實踐的動手能力并獲得一定的成效。

一、系統結構設計

網絡綜合布線實驗室系統針對綜合布線的要求，分為模塊介紹、場景建模、虛擬實驗三大模塊，（如圖1所示）。其中，模塊介紹是對布線系統中各個模塊的知識介紹；場景建模部分是利用AutoCAD2008軟件對綜合布線中各個子系統進行三維建模；虛擬實驗模塊使用江西國鼎科技有限公司提供的虛擬實驗設備進行交互操作。

二、教學方法的實踐

首先，本系統對綜合布線系統進行各個模塊的知識講解，然后對所講述模塊進行建模，最后結合模擬實驗平臺進行操作，使學生在理論和實踐中都能夠得到很好地提高。

1. 模塊介紹

根據國際標準ISO11801的定義，結構化布線系統可由以下系統組成：工作區子系統、配線子系統（又稱為水平子系統）、干線子系統（又稱為垂直子系統）、設備室子系統、管理子系統、建筑群子系統、出入口子系統。模塊介紹是對以上各個模塊的實施進行理論闡述，讓學生掌握相應標準下的規范和要求。

2. 場景建模

每一模塊都有相應的規范，通過場景建模，構建出三維的虛擬建筑場景，讓學生能夠從任何角度對布線場地進行直觀的了解。場景建模分為兩個模塊，其一是實驗環境的建模，其二是布線設備的建模。前者是對布線的建筑進行總體規劃，后者是對網絡布線設備的具體實施。

（1）實驗環境建模。采用AutoCAD2008軟件的三維建模功能，實現相對應的物理建筑模型。主要包括建筑的總體結構，如樓層的長、寬、高，以及每層中房間實際的物理布局，設備間的位置和大小。這樣從整體上對所要布線的物理空間進行全面而直觀的了解。學生通過簡單的二維平面操作到拉伸成為三維平面學習，就可以達到綜合布線的相應要求。除此之外，也為后期的布線設備布局作出了有效的準備工作。

（2）布線設備建模。布線設備模型的建立是構建虛擬實驗的重要步驟。虛擬設備的構建應滿足：設備模型的模塊化、規格標準化。

要求每個設備都用AutoCAD來建模這個任務量實際上是學生所不能在短時間內完成的。這樣就需要事先建立好相應的設備模型。學生只需要對所提供的設備模型進行簡單的布線，就如實際操作中不需要理解每個設備內部結構一樣，利用三維對象捕捉功能，把對應模型加入到事先定義好的樓宇中，并按照《智能建筑設計標準》（GB/T50314-2006）進行布線，從而事先布線操作。最后利用AutoCAD的自由動態觀察以及漫游功能對虛擬設備和虛擬場景進行任意角度的觀察。

3. 虛擬實驗

通過前面的知識講解和場景建模，學生對所要實訓的內容有了主觀上的認識和空間上的構思，接下來就是借用江西國鼎科技有限公司開發的布線平臺對各個模塊進行實訓。在實訓中，由于所用平臺與實際布線環境有很大的差別，因此本綜合布線實訓模式采用了三維建模的方式，讓學生先在理論和空間思維上對所進行的實訓項目構建了生動的印象，再在此基礎上結合虛擬平臺作實訓，這樣就對總體的知識點有了把握，而且也能夠深入理解所做工作的實際意義。

本文圍繞綜合布線教學改進這一課題，提出一種基于AutoCAD三維建模技術與虛擬布線平臺相結合實現綜合布線實驗的立體式交互教學模式。通過教學實踐，學生的學習興趣和效果有了明顯的提高。但對于某些特殊的實驗，比如光纖焊接等精密儀器的實驗還沒有建立有效的模型和模擬平臺，這都需要在以后的教學實踐過程中逐步完善。

參考文獻：

[1]薛焱，王新平.中文版AutoCAD2008基礎教程[M].北京：清華大學出版社，2007.

[2]余明輝，尹崗.綜合布線系統的設計施工測試驗收與維護[M].北京：人民郵電出版社，2010.

（江西信息應用職業技術學院）