泰克智能實(shí)驗(yàn)室（TekSmartLab）在全球著名高校的應(yīng)用介紹

安泰測試設(shè)備

背景
傳統(tǒng)電工電子實(shí)驗(yàn)室的大班教學(xué)方式在我國高校已經(jīng)延續(xù)多年，實(shí)驗(yàn)室老師負(fù)責(zé)在教室指導(dǎo)同學(xué)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，以口傳身教的方式通過操作實(shí)驗(yàn)儀器幫助學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)原理，熟悉實(shí)驗(yàn)設(shè)備操作。

高校持續(xù)擴(kuò)招，興建新校區(qū)等因素，導(dǎo)致傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)方法日漸不足，實(shí)驗(yàn)室老師教學(xué)負(fù)擔(dān)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(fù)指導(dǎo)同學(xué)完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，課程壓力較大。對同學(xué)來說，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室操作方式固定，受到實(shí)驗(yàn)室空間和時間限制，導(dǎo)致學(xué)生上機(jī)實(shí)驗(yàn)時間不足，得不到有效的動手鍛煉。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室在教學(xué)方面的局限性日益顯著。

而另一方面，學(xué)校信息化建設(shè)和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)逐漸加強(qiáng)，越來越多的數(shù)據(jù)，信息和管理通過網(wǎng)絡(luò)完成，提高效率的同時，降低了運(yùn)行成本。在這一信息化進(jìn)程中，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)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(shè)之外。

傳統(tǒng)電子電工實(shí)驗(yàn)室

對未來實(shí)驗(yàn)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(chǔ)教育差距，促進(jìn)優(yōu)質(zhì)教育資源共享，推進(jìn)信息技術(shù)與教學(xué)融合 ，建設(shè)智能化教學(xué)環(huán)境。另外2015年虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)工作的通知中，將科學(xué)規(guī)劃、共享資源、突出重點(diǎn)、提高效益、持續(xù)發(fā)展作為指導(dǎo)方針。并對虛擬實(shí)驗(yàn)室建設(shè)提出了：虛實(shí)結(jié)合、相互補(bǔ)充、能實(shí)不虛的發(fā)展原則。

為加快創(chuàng)新型國家建設(shè)，學(xué)校的智能化和創(chuàng)新發(fā)展是必要條件。我們認(rèn)為在未來實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中，提高效率，鼓勵創(chuàng)新，資源共享，虛實(shí)結(jié)合是傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室與創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)室重要的區(qū)別。未來實(shí)驗(yàn)室將至少具備：網(wǎng)絡(luò)化控制，集中管理，實(shí)驗(yàn)室共享和發(fā)展實(shí)驗(yàn)?zāi)秸n的功能。幫助學(xué)生更好的為將來就業(yè)做好準(zhǔn)備，熟悉工程師實(shí)驗(yàn)室的工作環(huán)境，積極引導(dǎo)學(xué)生激發(fā)學(xué)習(xí)和工作興趣。

泰克智能實(shí)驗(yàn)室（TekSmartLab）解決方案和應(yīng)用案例介紹

在這樣的歷史環(huán)境要求下，泰克智能實(shí)驗(yàn)室（TekSmartLab）方案于2014年應(yīng)運(yùn)而生。這是業(yè)內(nèi)第一個基于網(wǎng)絡(luò)的智能化實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室樣本，成為目前成熟且受高校師生歡迎的智能創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室解決方案。

TekSmartLab的設(shè)計(jì)原則是基于網(wǎng)絡(luò)管理整個實(shí)驗(yàn)室的儀器儀表，通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行狀態(tài)查詢和遠(yuǎn)程控制。因此整個實(shí)驗(yàn)室使用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)協(xié)議，可以通過有限網(wǎng)或無線網(wǎng)組成實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)。使用無線網(wǎng)絡(luò)的好處是無需對傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室結(jié)構(gòu)進(jìn)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(luò)相關(guān)設(shè)備都符合通用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，使用標(biāo)準(zhǔn)的有線或無線路由器，以及標(biāo)準(zhǔn)的無線網(wǎng)卡進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接。可以使用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，也可以獨(dú)立建立專用的局域網(wǎng)絡(luò)。教師端服務(wù)器是通用PC機(jī)，使用常見的Windows操作系統(tǒng)。整個系統(tǒng)可以進(jìn)行自動ip地址分配或手動ip地址分配。

每個實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shè)備或儀器。智能連接終端采用工業(yè)化設(shè)計(jì)，直接管理實(shí)驗(yàn)桌上的儀器儀表，降低實(shí)驗(yàn)室服務(wù)器負(fù)擔(dān)。使實(shí)驗(yàn)室儀器儀表通信具備高可靠性和快速響應(yīng)能力，基于網(wǎng)絡(luò)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(luò)中所有的儀器設(shè)備設(shè)置和讀取速度非�？臁�

TSL-3000B 智能連接終端

這種配置下，一個實(shí)驗(yàn)室最多可以同時連接100個實(shí)驗(yàn)臺共600臺電子儀器。具備靈活配置的特點(diǎn)，可以隨時添加或刪除實(shí)驗(yàn)臺和實(shí)驗(yàn)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(xué)校教學(xué)實(shí)驗(yàn)的需求，自行組合。

泰克智能實(shí)驗(yàn)室（TekSmartLab）在教、學(xué)、管理三方面提供的革新

幫助老師提高教學(xué)效率

泰克智能實(shí)驗(yàn)室管理界面，提供遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理，實(shí)時查看實(shí)驗(yàn)室儀器儀表連接狀態(tài)

上海交通大學(xué)實(shí)驗(yàn)室，集中監(jiān)查、集中控制實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備

英國華威（Warwick）大學(xué)搭建的泰克智能實(shí)驗(yàn)室共計(jì)55個實(shí)驗(yàn)桌，220臺儀器，可在實(shí)驗(yàn)開始前對所以儀器進(jìn)行統(tǒng)一的一鍵設(shè)置。避免出現(xiàn)手動配置常見的設(shè)置錯誤導(dǎo)致待測件受損

傳統(tǒng)手動設(shè)置如此大規(guī)模的實(shí)驗(yàn)室儀器需要花費(fèi)半小時以上的時間，但是用泰克方案后，老師在服務(wù)器進(jìn)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(wù)器端可隨時遠(yuǎn)程查看和設(shè)置實(shí)驗(yàn)桌儀器。例如示波器顯示波形是否正常，電源電壓電流設(shè)置是否正確等。配合簡單的電化教學(xué)工具，可以隨時將某一個實(shí)驗(yàn)桌的情況分享給全班同學(xué)，進(jìn)行點(diǎn)評。通過這樣的方式可以進(jìn)一步提高教學(xué)效率，減少實(shí)驗(yàn)室老師的工作強(qiáng)度。實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)和分享實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

北京郵電大學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室，系統(tǒng)配合電化教學(xué)工具，幫助老師實(shí)現(xiàn)教學(xué)效率的提升

隨時在大屏幕上講解實(shí)驗(yàn)步驟，分享實(shí)驗(yàn)結(jié)果

南京郵電大學(xué)，使用投影屏也可以達(dá)到同樣的效果

提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率

提供關(guān)閉示波器AutoSet功能，學(xué)生需要手動調(diào)節(jié)示波器觸發(fā)，使信號穩(wěn)定下來。強(qiáng)制學(xué)生通過手動操作示波器，練習(xí)如何設(shè)置觸發(fā)，使信號穩(wěn)定。鍛煉學(xué)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(jī)上下載示波器波形文件。下載的波形帶有學(xué)生信息，從而杜絕了實(shí)驗(yàn)結(jié)果抄襲的現(xiàn)象

在線下載編輯實(shí)驗(yàn)報告，在線提交實(shí)驗(yàn)報告，簡化學(xué)生操作流程

UCLAN 英國中央蘭開夏大學(xué)在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室使用智能創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室套件，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室自己開發(fā)項(xiàng)目，自己進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在線提交實(shí)驗(yàn)結(jié)果，無需老師參與

實(shí)驗(yàn)室管理效率的提升
傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)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(jìn)行統(tǒng)計(jì)，儀器使用時間的計(jì)算非常不精準(zhǔn)。另外在教學(xué)中需要使用大量紙質(zhì)資料復(fù)印講義和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，造成了一定的資源浪費(fèi)。
智能創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室提供實(shí)驗(yàn)室儀器儀表使用數(shù)據(jù)，老師可以隨時查看每臺實(shí)驗(yàn)室儀器的型號/序列號以及使用時間，了解實(shí)驗(yàn)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(xué)資料等。學(xué)生可以在線上下載教學(xué)資料進(jìn)行提前的預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)。同時泰克智能創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室也為開展實(shí)驗(yàn)?zāi)秸n，以及實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新提供支持。

自動獲取精確的實(shí)驗(yàn)室儀器儀表的資產(chǎn)信息和使用時間

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

為每一個老師的每一個實(shí)驗(yàn)課程建立獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫，包含儀器配置，教學(xué)資料和實(shí)驗(yàn)報告文檔

北郵郵電大學(xué)在智能實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)上，探索遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)?zāi)秸n。同時在學(xué)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(shí)驗(yàn)資源鼓勵學(xué)生實(shí)踐更多貼近產(chǎn)業(yè)的科創(chuàng)應(yīng)用。2017年北京郵電大學(xué)在全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)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(xué)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課程講解的錄制，幫助同學(xué)在網(wǎng)上進(jìn)行預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)

總結(jié)
泰克智能實(shí)驗(yàn)室（TekSmartLab）提供穩(wěn)定可靠的底層網(wǎng)絡(luò)控制方式，幫助老師、同學(xué)提高教學(xué)效率，幫助學(xué)校更好的管理實(shí)驗(yàn)室資源。將虛擬的信息化技術(shù)，與實(shí)際的實(shí)驗(yàn)室儀器儀表相結(jié)合，為未來的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)打下基礎(chǔ)。