仿真平臺(tái)和三維建模在網(wǎng)絡(luò)綜合布線中的實(shí)踐

摘 要：文章介紹了仿真平臺(tái)和三維建模在綜合布線系統(tǒng)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(tái)相結(jié)合的綜合布線試驗(yàn)教學(xué)模式，直觀、立體地顯示了操作中的各種規(guī)范和布線要求。該教學(xué)模式很好地滿足了網(wǎng)絡(luò)綜合布線這門課程的理論教學(xué)要求，以及對(duì)學(xué)生實(shí)際操作能力的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：仿真；三維建模；綜合布線

《網(wǎng)絡(luò)綜合布線》作為一門網(wǎng)絡(luò)專業(yè)的專業(yè)核心課程，注重培養(yǎng)學(xué)生的布線動(dòng)手能力，能夠獨(dú)立或合作完成網(wǎng)絡(luò)布線中常見的任務(wù)。然而，由于教育設(shè)施的投入不足，以及傳統(tǒng)的教學(xué)模式的局限性，有許多的問題困擾著教學(xué)，影響學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)效果一直都不敢恭維。為此，本文采用AutoCAD2008三維建模技術(shù)與國鼎科技有限公司提供的虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)相結(jié)合，逐步引導(dǎo)、培養(yǎng)學(xué)生從事工程實(shí)踐的動(dòng)手能力并獲得一定的成效。

一、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

網(wǎng)絡(luò)綜合布線實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)針對(duì)綜合布線的要求，分為模塊介紹、場景建模、虛擬實(shí)驗(yàn)三大模塊，（如圖1所示）。其中，模塊介紹是對(duì)布線系統(tǒng)中各個(gè)模塊的知識(shí)介紹；場景建模部分是利用AutoCAD2008軟件對(duì)綜合布線中各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行三維建模；虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)K使用江西國鼎科技有限公司提供的虛擬實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行交互操作。

二、教學(xué)方法的實(shí)踐

首先，本系統(tǒng)對(duì)綜合布線系統(tǒng)進(jìn)行各個(gè)模塊的知識(shí)講解，然后對(duì)所講述模塊進(jìn)行建模，最后結(jié)合模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行操作，使學(xué)生在理論和實(shí)踐中都能夠得到很好地提高。

1. 模塊介紹

根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)ISO11801的定義，結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)可由以下系統(tǒng)組成：工作區(qū)子系統(tǒng)、配線子系統(tǒng)（又稱為水平子系統(tǒng)）、干線子系統(tǒng)（又稱為垂直子系統(tǒng)）、設(shè)備室子系統(tǒng)、管理子系統(tǒng)、建筑群子系統(tǒng)、出入口子系統(tǒng)。模塊介紹是對(duì)以上各個(gè)模塊的實(shí)施進(jìn)行理論闡述，讓學(xué)生掌握相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)下的規(guī)范和要求。

2. 場景建模

每一模塊都有相應(yīng)的規(guī)范，通過場景建模，構(gòu)建出三維的虛擬建筑場景，讓學(xué)生能夠從任何角度對(duì)布線場地進(jìn)行直觀的了解。場景建模分為兩個(gè)模塊，其一是實(shí)驗(yàn)環(huán)境的建模，其二是布線設(shè)備的建模。前者是對(duì)布線的建筑進(jìn)行總體規(guī)劃，后者是對(duì)網(wǎng)絡(luò)布線設(shè)備的具體實(shí)施。

（1）實(shí)驗(yàn)環(huán)境建模。采用AutoCAD2008軟件的三維建模功能，實(shí)現(xiàn)相對(duì)應(yīng)的物理建筑模型。主要包括建筑的總體結(jié)構(gòu)，如樓層的長、寬、高，以及每層中房間實(shí)際的物理布局，設(shè)備間的位置和大小。這樣從整體上對(duì)所要布線的物理空間進(jìn)行全面而直觀的了解。學(xué)生通過簡單的二維平面操作到拉伸成為三維平面學(xué)習(xí)，就可以達(dá)到綜合布線的相應(yīng)要求。除此之外，也為后期的布線設(shè)備布局作出了有效的準(zhǔn)備工作。

（2）布線設(shè)備建模。布線設(shè)備模型的建立是構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)的重要步驟。虛擬設(shè)備的構(gòu)建應(yīng)滿足：設(shè)備模型的模塊化、規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)化。

要求每個(gè)設(shè)備都用AutoCAD來建模這個(gè)任務(wù)量實(shí)際上是學(xué)生所不能在短時(shí)間內(nèi)完成的。這樣就需要事先建立好相應(yīng)的設(shè)備模型。學(xué)生只需要對(duì)所提供的設(shè)備模型進(jìn)行簡單的布線，就如實(shí)際操作中不需要理解每個(gè)設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)一樣，利用三維對(duì)象捕捉功能，把對(duì)應(yīng)模型加入到事先定義好的樓宇中，并按照《智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50314-2006）進(jìn)行布線，從而事先布線操作。最后利用AutoCAD的自由動(dòng)態(tài)觀察以及漫游功能對(duì)虛擬設(shè)備和虛擬場景進(jìn)行任意角度的觀察。

3. 虛擬實(shí)驗(yàn)

通過前面的知識(shí)講解和場景建模，學(xué)生對(duì)所要實(shí)訓(xùn)的內(nèi)容有了主觀上的認(rèn)識(shí)和空間上的構(gòu)思，接下來就是借用江西國鼎科技有限公司開發(fā)的布線平臺(tái)對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行實(shí)訓(xùn)。在實(shí)訓(xùn)中，由于所用平臺(tái)與實(shí)際布線環(huán)境有很大的差別，因此本綜合布線實(shí)訓(xùn)模式采用了三維建模的方式，讓學(xué)生先在理論和空間思維上對(duì)所進(jìn)行的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目構(gòu)建了生動(dòng)的印象，再在此基礎(chǔ)上結(jié)合虛擬平臺(tái)作實(shí)訓(xùn)，這樣就對(duì)總體的知識(shí)點(diǎn)有了把握，而且也能夠深入理解所做工作的實(shí)際意義。

本文圍繞綜合布線教學(xué)改進(jìn)這一課題，提出一種基于AutoCAD三維建模技術(shù)與虛擬布線平臺(tái)相結(jié)合實(shí)現(xiàn)綜合布線實(shí)驗(yàn)的立體式交互教學(xué)模式。通過教學(xué)實(shí)踐，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和效果有了明顯的提高。但對(duì)于某些特殊的實(shí)驗(yàn)，比如光纖焊接等精密儀器的實(shí)驗(yàn)還沒有建立有效的模型和模擬平臺(tái)，這都需要在以后的教學(xué)實(shí)踐過程中逐步完善。

參考文獻(xiàn)：

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（江西信息應(yīng)用職業(yè)技術(shù)學(xué)院）