基于安卓平臺的計算機控制技術(shù)實踐教學(xué)系統(tǒng)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(shù)和移動應(yīng)用軟件開發(fā)兩個課程融合的實踐教學(xué)的可行性，基于Google移動平臺Android操作系統(tǒng)，完成了計算機控制技術(shù)實踐教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計。

關(guān)鍵詞：計算機控制技術(shù) Android 實踐教學(xué)

引言

計算機控制技術(shù)是計算機科學(xué)與技術(shù)及自動化等專業(yè)的一門理論性和實踐性都很強的專業(yè)課，該面對學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力和工程實踐能力的培養(yǎng)，因此實踐環(huán)節(jié)的設(shè)計和配置十分重要[1-3]。當(dāng)前移動終端設(shè)備包括谷歌的Android操作系統(tǒng)平臺和蘋果的IOS平臺應(yīng)用廣泛發(fā)展，由于Android系統(tǒng)的開源性質(zhì)，其應(yīng)用開發(fā)的技術(shù)培養(yǎng)需求強大，和市場應(yīng)用前景廣闊[4]。隨著智能設(shè)備、智能控制等技術(shù)的發(fā)展，二者應(yīng)用的領(lǐng)域幾乎無處不在，社會和市場對同時掌握這兩項技術(shù)的本科人才需求持續(xù)旺盛，因此本科高校開發(fā)兩個課程融合的實踐教學(xué)方法有著重要創(chuàng)新和現(xiàn)實意義。

一、實驗系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

圖1所示為系統(tǒng)硬件搭建結(jié)構(gòu)。通過局域網(wǎng)連接Internet的PC機作為Web服務(wù)器，Web服務(wù)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(guān)量信號和脈沖信號則采用PLC自帶繼電器端口實現(xiàn)。采用裝有Android系統(tǒng)的智能移動終端作為人機交互。物理控制對象包括風(fēng)機、液位、溫濕度等模擬量控制部分以及閥門、開關(guān)等數(shù)字量控制部分組成。計算機控制技術(shù)模塊由供電單元、電子電路單元、數(shù)據(jù)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(guān)、熔斷器，并具有以5V為單位的-15V～+15V連續(xù)電壓調(diào)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(shè)計典型電子元器件的放置基座。

二、實驗系統(tǒng)軟件設(shè)計

本實驗系統(tǒng)軟件包括Web服務(wù)器的Web后臺軟件和數(shù)據(jù)庫，Web服務(wù)采用Java開發(fā)，數(shù)據(jù)庫選用MySQL。基于安卓系統(tǒng)的計算機控制系統(tǒng)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(fā)實驗系統(tǒng)APP見圖2，圖3。系統(tǒng)集成登錄、開關(guān)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(jié)語

基于Google移動平臺Android操作系統(tǒng)，完成了計算機控制技術(shù)實踐教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計。該系統(tǒng)涵蓋開關(guān)量輸入/輸出、模擬量輸入/輸出、插補算法等大多數(shù)計算機控制技術(shù)課程實驗項目以及移動應(yīng)用軟件開發(fā)實驗的基本內(nèi)容。測試結(jié)果顯示該系統(tǒng)滿足移動應(yīng)用軟件開發(fā)和計算機控制技術(shù)綜合實驗設(shè)計的同時實現(xiàn)了創(chuàng)新的實驗運行模式。

參考文獻

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

[3]王培進.“計算機控制系統(tǒng)”課程實驗改革[J].電氣電子教學(xué)學(xué)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(shè)計[J].實驗科學(xué)與技術(shù)， 2016， 14（4）： 44-47.

作者簡介

郭繼峰，男，漢族，高級工程師，2011年畢業(yè)于哈爾濱工業(yè)大學(xué)，工學(xué)博士，研究方向：計算機智能控制技術(shù)。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(yè)于哈爾濱理工大學(xué)，工學(xué)博士，研究方向：計算機智能控制。出生地：黑龍江省海倫市。endprint