基于无线通信的分布式实验测试数据管理系统的设计与实现

摘要

实验教学是全国各大高校培养学生实践创新能力不可或缺的重要环节。但当前的教学模式存在一些问题，如人多面广，教师无法实时获取学生的实验数据。随着计算机技术和无线通信技术的飞速发展，为分布式管理模式的建立提供了可能。分布式管理测试系统便于实时掌握进度、实时计算和检查实验数据精度、数据集中管理、减少教师工作负担等。本文在基于Java技术和无线通信技术的平台上以一个密立根油滴电量测量实验为例，将软硬件技术和Java技术及无线通信技术相结合，实现了分布式管理测试实验系统的开发和应用，构建了基于Java和无线通信技术的分布式实验管理测试系统。
　　 论文简要分析了课题的背景、意义、研究内容和方法，介绍了课题的当前状况和未来的发展，对分布式实验管理测试系统进行了全面的设计。本系统以Java技术开发了教师终端控制平台，设计了分布式实验管理测试系统的相关模块:利用Java技术数据库API和Oracle11g数据库平台设计了分布式教师客户端注册和登录模块;运用串口通信技术，设计了计算机和AVR单片机通信，实现了教师端控制台与主机AVR之间命令和数据的交互;通过Java技术还实现了分布式实验系统的总体管理界面和单个学生详细实验数据的查询界面。同时，以Java技术和Oracle11g数据库技术为支撑，利用第三方PLSQLDeveloper软件实现了数据库的创建、维护与管理。然后进行了无线通信系统的设计，通过IA4432无线收发模块和单片机组合的电路设计，实现了教师端和学生端数据的无线传送;进行了学生单台测试终端的开发，运用AVR单片机和视频字符叠加芯片模块组合的电路设计，实现了更加清晰的实验视频图像。最后将三者进行组合调试，实现了一个高效率的、网络化的、智能化的分布式实验测试系统。

目录

声明

摘要

第1章 系统概述

1．1 分布式实验管理测试系统的研究背景

1．2 分布式实验管理测试系统的研究意义

1．3 分布式实验管理测试系统的内容介绍

1．4 分布式实验管理测试系统的研究方法

第2章 系统总体设计

2．1 系统的实验内容

2．2 系统各功能模块概述

2．3 系统资源分配

2．4 系统总体操作流程

2．5 本章小结

第3章 系统硬件设计

3．1 单台测试仪硬件实现

3．1．1 单台测试仪结构图及其工作原理

3．1．2 单台测试仪组成

3．2 无线通信系统硬件实现

3．2．1 无线通信模块实物图及其工作原理

3．2．2 无线通信系统硬件开发

3．3 本章小结

第4章 系统软件设计

4．1 单台测试仪软件设计

4．1．1 学生端实验机相关界面开发

4．1．2 MB90092芯片软件开发

4．1．3 电压和时间采集软件开发

4．1．4 数据保存代码设计

4．1．5 字库的设计开发

4．2 无线通信系统软件设计

4．2．1 IA4432芯片开发

4．2．2 无线通信协议制定及流程图

4．3 基于Java开发的控制台界面实现

4．3．1 Java语言及相关软件平台

4．3．2 Oracle 11g数据库创建和配置

4．3．3 控制台界面开发及实验管理系统

4．4 本章小结

第5章 系统测试与结果分析

5．1 学生端单台实验机测试结果分析

5．2 分布式无线通信系统分析

5．3 基于Java开发的界面效果及其数据分析

5．4 Oracle 11g数据库创建分析

5．5 本章小结

第6章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

致谢

参考文献

攻读学位期间主要的研究成果