一种基于分布式计算的虚拟现实实验室管理系统

摘要

一种基于分布式计算的虚拟现实实验室管理系统，涉及实验室管理技术领域，包括多台或单台业务数据处理服务器组成的数据处理服务器集群，数据处理服务器集群通过网络链接数据显示终端，所述业务数据处理服务器上连接系统管理模块、实验人管理平台、VR设备管理模块以及VR资源包管理模块。本发明有益效果：本发明通过对VR设备的软硬件信息与资源的统一管理，实现不同的VR设备的统一远程操作，VR资源的统一渲染生产，有效提升VR实验室的管理效率。

说明书

技术领域

本发明属于实验室管理技术领域，具体涉及一种基于分布式计算的虚拟现实实验室管理系统。

背景技术

进入21世纪以来，以大数据、虚拟现实、人工智能等为代表的信息技术蓬勃发展，已经对高等教育教学的变革产生颠覆性影响。各高校都在大力建设虚拟现实实验室，以推进现代信息技术融入实验教学，拓展实验教学内容广度和深度，延伸实验教学时间和空间，从而达到提升教育教学效果。但目前由于VR（Virtual Reality 虚拟现实）显示设备缺少统一的技术标准，虚拟现实实验室中各种VR设备的接口、管理方式、驱动引擎等都不一致，存在诸如无法统一开关机，无法统一监控设备状态等问题，给实验室的管理带来了很多不便，如何实现虚拟现实实验室的智能化、自动化的高效管理问题亟待解决。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于分布式计算的虚拟现实实验室管理系统，解决上述虚拟现实实验室的智能化、自动化的高效管理等问题。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种基于分布式计算的虚拟现实实验室管理系统，包括多台或单台业务数据处理服务器组成的数据处理服务器集群，数据处理服务器集群通过有线或无线网络链接数据显示终端，所述业务数据处理服务器上配置有：

系统管理模块，用于初始化及设置系统的各项参数及功能布局；

实验人管理平台，用于管理虚拟现实实验参与人员及实验室管理人员，并由系统管理功能调用；

VR设备管理模块，用于VR设备电源的远程打开或关闭、VR设备的资产管理、VR设备软件开发数据包及应用程序接口管理；

VR资源包管理模块，用于VR资源包通过网络输入和输出数据库及VR资源包通过云渲染的输入和输出。

本发明所述系统管理模块包括：

界面管理单元，用于提供系统的用户界面初始化、维护、修改等管理功能；

角色管理单元，用于提供系统用户的角色权限管理功能；

服务设置单元，用于提供业务数据处理服务器的数据传输接口管理、集群的配制与管理、多结点服务的负载均衡管理功能。

本发明所述实验人管理平台包括用户管理模块和用户数据同步模块，所述用户管理模块用于提供用户信息的增删改查管理、用户权限的配制功能，用户数据的LDAP对接、CAS对接、OAuth对接功能；所述用户数据同步模块提供对用户信息、数据的同步功能。

本发明所述VR设备管理模块包括：

VR设备资产管理单元，用于提供VR设备的基本信息、入库、出库、借还记录的信息管理功能；

VR设备使用记录单元，用于提供VR实验室设备的使用记录管理与分析报表功能；

远程管理单元，用于提供VR实验室VR设备的在线开关、启停操作功能；

电源API管理单元，用于提供VR设备的电源管理应用程序接口、软件开发数据包、驱动的数据包管理与维护功能。

本发明所述VR资源包管理模块包括：

资源包管理单元，提供VR资源包上传、VR资源包下载、VR资源包下载授权管理功能；

VR云渲染单元提供VR素材的云端渲染与生产功能。

本发明所述数据显示终端为智能终端、平板电脑或者计算机。

本发明的有益效果是：1、该基于分布式计算的虚拟现实实验室管理系统，通过对VR设备的软硬件信息与资源的统一管理，实现不同的VR设备的统一远程操作，VR资源的统一渲染生产，有效提升VR实验室的管理效率；2、本发明为实验室管理人员和决策人员在VR设备和资源管理方面提供了真实、有效的数据分析，为VR实验室建设与管理提供数据支撑和精准政策指导。

附图说明

图1为本发明虚拟现实实验室管理系统整体原理示意图；

图2为本发明一实施例提供的一种基于分布式计算的虚拟现实实验室管理系统在一个实验室的连接示意图；

图3为本发明虚拟现实实验室管理系统分布式计算原理示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步阐述。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以通过两个中间件的外部连通。术语“云”应做广义理解，例如云渲染，可以是私有云，也可是公用云，也可是普通的分布式计算含义。

如图1所示，本发明实施例提供一种基于分布式计算的虚拟现实实验室管理系统，其包含多台或单台业务数据处理服务器组成的业务数据处理服务器集群，所述的多台业务数据处理服务器应用于多个实验室的高并发量业务的负载均衡处理，单台业务处理服务器应用于小规模实验室应用场景，但通过必要的配置实现类集群化业务处理。业务数据处理服务器集群通过有线、无线网络链接数据显示终端；所述业务数据处理服务器承担数据显示终端与服务端数据通信管理、系统元数据存储管理、系统业务数据存储管理、业务逻辑计算等功能；所述业务数据处理服务器上连接系统管理模块、实验人管理平台，所述系统管理模块用于初始化及设置该系统的各项参数及功能布局；实验人管理平台用于管理虚拟现实实验参与人员及实验室管理人员，并与系统管理功能相接触，所述业务数据处理服务器上连接有VR设备管理模块，所述VR设备管理模块用于VR设备电源的远程（自动或手动）的打开与关闭、VR设备的资产管理、VR设备SDK（Software Development Kit，软件开发数据包）、API（Application Programming Interface，应用程序接口）管理；所述VR设备的资产管理用于VR设备的状态、借还、价值等数据的信息化管理、所述业务数据处理服务器上连接有VR资源包管理模块，所述VR资源包管理模块用于VR资源包通过网络输入和输出数据库及VR资源包通过云渲染的输入与输出。

所述系统管理模块包括界面设置单元、角色管理单元、服务器设置单元，所述界面管理单元提供系统的用户界面初始化、维护、修改等管理功能；所述角色管理单元提供系统用户的角色权限管理功能，系统预设的超级管理角色可以管理其他层次的角色，其他角色类型没有特定类型，均为超级管理员自定义角色；所述的服务设置单元提供数据处理服务器的数据传输接口管理、集群的配置与管理、多结点服务的负载均衡管理功能。

所述的实验人管理平台包括用户管理模块和用户数据同步模块，所述用户管理模块提供本系统用户信息的增加、删除、修改、检索查询管理，用户权限的配置功能，用户数据的LDAP（Lightweight Directory Access Protocol，轻型目录访问协议）对接、CAS（Central Authentication Service，中央认证服务，一种独立开放指令协议）对接、oAuth（Open Authorization，一种开放的协议）对接功能，实现统一认证单点登录功能；所述用户数据同步模块提供对用户信息、数据的同步功能。

所述的VR设备管理模块包含VR设备资产管理单元、VR设备使用记录单元，远程管理单元、电源API管理单元，所述的VR设备资产管理单元提供VR设备的基本信息、入库、出库、借还记录的信息管理功能，所述的VR设备使用记录单元提供VR实验室设备的使用记录管理与报表分析功能，生成全字段用户自定义模式图文报表。

在一实施例，例如本实施例所述的远程管理单元提供实验室VR设备的在线开关、启停操作功能，实现可联网智能VR设备的计划开关机、远程开关机，所述电源API管理单元提供VR设备的电源管理API、SDK、驱动的数据包管理与维护功能，所有VR设备的电源管理API和SDK数据包均存放于业务数据处理服务器数据库中，用户可以通过所述电源API管理单元提供的界面完成API、SDK、驱动的数据包管理维护功能，用户在所述电源API管理单元提供的界面上可以定义和配置特定VR设备的电源驱动的多种参数，在所述远程管理单元，通过内部程序控制调用所述电源API管理单元内部存储的API、SDK、驱动的数据包和用户设定的参数实现在线远程操作VR设备电源开关。

如图2（VR实验室独立部署）中所示实验人员或实验室管理人员在智能终端、平板电脑、个人计算机等设备上通过互联网，使用本机用户或统一认证（支持LDAP、CAS、oAuth协议）登录所述的一种基于分布式计算的虚拟现实实验室管理系统，通过所述的基于分布式计算的虚拟现实实验室管理系统中包含的VR设备管理模块等，实现非网络化VR设备的远程电源开关操作，所述的VR设备管理模块包含远程管理单元，其可实现VR设备的在线开关、启停操作功能。所述的远程管理单元通过内部局域网链路连接PCU（Power Control Unit，智能电源控制单元）实现非网络化VR设备的在线远程开关机与计划开关机。

所述的VR资源包管理模块包括资源包管理单元、VR云渲染单元，所述资源包管理单元提供VR资源包上传，VR资源包下载、VR资源包下载授权管理功能，所述的VR云渲染单元提供常见的VR素材工程文件包括但不限于.fbx、.dae、.3ds、.dxf、.obj等文件上传至云端渲染引擎并可生产出VR资源文件功能。

以下详细描述所述基于分布式计算的虚拟现实实验室管理系统如何实现分布式计算。

在一实施例，如图3所示所述业务数据处理服务器集群包含访问数据转发适配器和虚拟现实实验室管理系统计算池，当实验人员或实验室管理人员在智能终端、平板电脑、个人计算机等设备上访问所述业务数据处理服务器集群时，请求发送到所述访问数据转发适配器，所述访问数据转发适配器连接虚拟现实实验室管理系统计算池中的1台或多台计算节点，所述访问数据转发适配器将接收到请求数据和任务，依据计算池中计算节点的工作状态和负载，按照相应的策略将请求发送至相应的1个和或多个节点，并收集各个节点响应数据转发给所述用户终端。

以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。