基于安卓平臺的計算機控制技術實踐教學系統研建

郭繼峰+李賢勇+張雪巍+費禹瀟+張健

摘 要：分析了計算機控制技術和移動應用軟件開發兩個課程融合的實踐教學的可行性，基于Google移動平臺Android操作系統，完成了計算機控制技術實踐教學系統設計。

關鍵詞：計算機控制技術 Android 實踐教學

引言

計算機控制技術是計算機科學與技術及自動化等專業的一門理論性和實踐性都很強的專業課，該面對學生的學習能力、創新能力和工程實踐能力的培養，因此實踐環節的設計和配置十分重要[1-3]。當前移動終端設備包括谷歌的Android操作系統平臺和蘋果的IOS平臺應用廣泛發展，由于Android系統的開源性質，其應用開發的技術培養需求強大，和市場應用前景廣闊[4]。隨著智能設備、智能控制等技術的發展，二者應用的領域幾乎無處不在，社會和市場對同時掌握這兩項技術的本科人才需求持續旺盛，因此本科高校開發兩個課程融合的實踐教學方法有著重要創新和現實意義。

一、實驗系統硬件結構

圖1所示為系統硬件搭建結構。通過局域網連接Internet的PC機作為Web服務器，Web服務器通過串口連接臺達PLC控制器。擴展模擬量模塊用于模擬量信號的輸入輸出，開關量信號和脈沖信號則采用PLC自帶繼電器端口實現。采用裝有Android系統的智能移動終端作為人機交互。物理控制對象包括風機、液位、溫濕度等模擬量控制部分以及閥門、開關等數字量控制部分組成。計算機控制技術模塊由供電單元、電子電路單元、數據處理單元、非線性單元及模擬電路單元等9個單元組成。其中電源單元包括空氣開關、熔斷器，并具有以5V為單位的-15V～+15V連續電壓調整功能。電子電路單元包括實驗所需的指示燈、電阻、電容，電位器以及插接接頭等。電路板設計典型電子元器件的放置基座。

二、實驗系統軟件設計

本實驗系統軟件包括Web服務器的Web后臺軟件和數據庫，Web服務采用Java開發，數據庫選用MySQL。基于安卓系統的計算機控制系統實驗的APP軟件以及測控外界信號的臺達PLC梯形圖軟件。移動終端開發實驗系統APP見圖2，圖3。系統集成登錄、開關量輸入輸出、模擬量輸入輸出、脈沖控制等功能模塊。PLC梯形圖軟件采用臺達Delta WPLSoftV2.34，參考樣例軟件梯形圖見圖4。

結語

基于Google移動平臺Android操作系統，完成了計算機控制技術實踐教學系統設計。該系統涵蓋開關量輸入/輸出、模擬量輸入/輸出、插補算法等大多數計算機控制技術課程實驗項目以及移動應用軟件開發實驗的基本內容。測試結果顯示該系統滿足移動應用軟件開發和計算機控制技術綜合實驗設計的同時實現了創新的實驗運行模式。

參考文獻

[1] 嚴娟娟.以提高應用能力的“計算機控制”課程改革的思考[J].電氣電子教學學報，2009，31（增）： 26-28.

[2] 程海燕， 李大中， 張 妍. 計算機控制技術實驗教學改革與實踐[J].實驗室科學， 2014， 17（4）： 129-131.

[3]王培進.“計算機控制系統”課程實驗改革[J].電氣電子教學學報，2012，34（4）：70-72.

[4]陸玲霞，彭勇剛，賀東星. 基于安卓頻譜分析儀的探究性實驗設計[J].實驗科學與技術， 2016， 14（4）： 44-47.

作者簡介

郭繼峰，男，漢族，高級工程師，2011年畢業于哈爾濱工業大學，工學博士，研究方向：計算機智能控制技術。出生地：黑龍江省伊春市

通訊作者簡介

張健，男，漢族，副教授，2008年畢業于哈爾濱理工大學，工學博士，研究方向：計算機智能控制。出生地：黑龍江省海倫市。endprint