Автор: Онуфриенко Роман Владимирович

Рубрика: 2. Электроника, радиотехника и связь

Опубликовано в

IV международная научная конференция «Технические науки: проблемы и перспективы» (Санкт-Петербург, июль 2016)

Дата публикации: 03.06.2016

Статья просмотрена: 25 раз

Библиографическое описание:

Онуфриенко Р. В. Комплекс электронных лабораторных установок как информатизация учебного процесса и повышения качества обучения курсантов (студентов) [Текст] // Технические науки: проблемы и перспективы: материалы IV Междунар. науч. конф. (г. Санкт-Петербург, июль 2016 г.). — СПб.: Свое издательство, 2016. — С. 50-53. — URL https://moluch.ru/conf/tech/archive/166/10542/ (дата обращения: 17.12.2017).



Внедрение в эксплуатацию комплекса электронных виртуальных лабораторных установок в сфере (военного) образования.

Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench — основа информатизации учебного процесса

В последние годы основные достижения в различных областях науки и техники неразрывно связаны с процессом совершенствования ПЭВМ. Сфера эксплуатации ПЭВМ — бурно развивающаяся отрасль человеческой практики, стимулирующая развитие новых теоретических и прикладных направлений. Ресурсы современной информационно-вычислительной техники дают возможность ставить и решать математические задачи такой сложности, которые в недавнем прошлом казались нереализуемыми, например, создание прикладных вычислительных программ.

Формирование нового облика Вооруженных Сил Российской Федерации вызвало необходимость определить основы организации учебного процесса и научной деятельности.

Учеба является основным элементом повседневной деятельности военнослужащих высших военных заведений.

В рамках разработки методики обучения курсантов были определены учебные дисциплины и учебно-материальная база с учетом материальной обеспеченности военных заведений.

По замыслу методики обучения, каждый военнослужащий должен изучить общий курс дисциплин и дисциплины специального назначения — спец-предметы. Кроме того, каждый военнослужащий обязан получить практические навыки по применению и эксплуатации аппаратуры с которой ему предстоит взаимодействовать.

Нынешняя материальная база высших военных заведений (вузов) весьма объёмна и широка, но не во всех регионах нашей необъятной Родины. Новейшая аппаратура очень дорогая, простыми словами — на настоящий момент УМБ не в полном объеме соответствует требованиям по причине дороговизны отдельных элементов, в частности комплекс оборудования по электродинамики.

Предметом исследования являются электронные лабораторные работы в виртуальной среде программирования LabVIEW.

Комплекс электронных лабораторных установок (КЭЛУ) используется в системах сбора и обработки данных, а также для управления техническими объектами и технологическими процессами. Идеологически LabVIEW очень близка к SCADA-системам, но в отличие от них в большей степени ориентирована на решение задач не столько в области АСУ ТП, сколько в области АСНИ.

Данный комплекс можно использовать для того, чтобы управлять различным оборудованием, таким, как, устройства сбора данных, различные датчики, устройства наблюдения, двигательные устройства (например, шаговые моторы) и тому подобное, а также GPIB, PXI, VXI, RS-232 b RS-484 устройства. Также в КЭЛУ имеются встроенные средства для подключения созданных программ к сети, используя LabVIEW Web Server и различные стандартные протоколы и средства, такие как TCP/IP и ActiveX.

Распространение Lab VIEW за пределами лабораторий пошло по всем направлениям: вверх (на борту космических аппаратов), вниз (на подводных лодках) и по горизонтали (от буровых установок в Северном море до промышленных предприятий в Новой Зеландии). В связи с ростом возможностей Internet сфера применения LabVIEW стала расширяться не только в географическом, но и в виртуальном пространстве (cyberspace).

Все большее число разработчиков создает виртуальные приборы, допускающие удаленное управление и наблюдение через Internet. Измерительные системы на основе виртуальных приборов отличаются своей многофункциональностью, гибкостью и низкой стоимостью как с точки зрения оборудования, так и с точки зрения затрат времени на разработку.

Использование виртуальной программной среды LabVIEW при создании электронных виртуальных приборов, измерительных устройств, установок, легко и быстро реализовать следующие операции:

‒ создавать программы LabVIEW, именуемые виртуальными приборами (ВП); использовать разнообразные способы отладки программ;

‒ применять как встроенные функции LabVIEW, так и библиотечные Bl I

‒ создавать и сохранять собственные ВП, чтобы использовать их в качестве виртуальных подприборов — подпрограмм (ВПП);

‒ создавать оригинальные графические интерфейсы пользователя;

‒ сохранять свои данные в файлы и отображать их на графиках;

‒ создавать программы, применяющие интерфейсы канала общего пользования (GPIB) и последовательного порта RS-232;

‒ создавать приложения, использующие встраиваемые платы ввода/вывода {plug-in DAQ boards);

‒ использовать встроенные функции анализа для обработки данных;

‒ повышать скорость и эффективность ваших LabVIEW-программ;

‒ применять расширенные методики программирования с применением локальных и глобальных переменных и узлов свойств;

‒ публиковать данные в Internet с помощью HTML-публикации Lab VIEW или технологии Data Socket;

‒ использовать LabVIEW для создания измерительных и управляющих приложений.

Планирование и контроль работ по реализации Концепции требует создания системы показателей, методов и средств их оценивания, а также создание системы статистики и сбора данных о ходе реализации. Основой для управления и контроля хода выполнения любой программы является интегрированная, сбалансированная система показателей, на базе которой оценивались бы следующие характеристики:

  1. уровень (степень) достижения конечных и промежуточных целей программы;
  2. социальный и научно-технический уровень результатов, которые должны быть получены в ходе выполнения программы;
  3. экономическая эффективность проводимых работ.

С академической точки зрения система показателей, количественно оценивающая педагогическую, научную или любую другую деятельность, является подмножеством давно устоявшейся области социальных или технико-экономических показателей, то есть вид статистических рядов, с помощью которых измеряется динамика в важнейших аспектах жизни общества.

Эффективность использования информационных технологий во многом определяется их качеством и доверием к ним пользователей. Качество изделий, процессов проектирования, производства и услуг является одной из узловых проблем определяющей уровень жизни человека и состояние народного хозяйства. Это полностью относится и к области информационных технологий. В информационные технологии входят следующие основные компоненты:

‒ аппаратные средства вычислительной техники (АСВТ);

‒ аппаратные средства телекоммуникации (АСТ);

‒ программные средства (ПС) реализации функций ИТ;

‒ базы данных (БД);

‒ документация, регламентирующая функции и применение всех компонент ИТ.

Переход на информатизацию — виртуальную форму обученияневозможен без предварительного перевода приборной базы на виртуальные, так как старые или обычные приборы не имеют цифровые интерфейсы и не могут управляться дистанционно на основе сетевых информационных технологий. Перевод учебного процесса на виртуальные приборы и дистанционное обучение дает следующие возможности:

  1. Круглосуточная автоматическая работа комплекса электронных лабораторных работ. Достигается сокращение учебных площадей, оптимизация учебного расписания.
  2. Индивидуализация и повышение качества обучения. Курсант (студент) самостоятельно вынужден будет выполнять лабораторную работу, а не группой в 3–4 человека за одной лабораторной установкой. Автоматически ведется допуск к работе, хронометраж работы с указанием календарного времени, а также записываются все действия курсанта (студента) на лабораторной установке. Преподаватель имеет возможность объективно оценить работу курсанта (студента) по результатам мониторинга. Появляются качественно новые возможности для самостоятельной работы курсантов (студентов).

В конечном счете, современные дистанционные технологии обучения создают основу общедоступности и демократизации высшего образования в гражданском обществе.

Организация лабораторного практикума по электродинамике сопряжена с рядом принципиальных трудностей. Это в первую очередь то, что человеческие органы чувств не воспринимают действие электромагнитного поля радиочастотного диапазона, а, значит, отсутствует наглядность экспериментов. Значительную трудность представляет разработка лабораторных установок, обладающих необходимой надежностью и работоспособных в пытливых, но неумелых руках курсантов (студентов). В настоящее время основным является теоретический подход к изучению электродинамики. Реальный эксперимент в учебной лаборатории электродинамики может лишь подтверждать некоторые моменты теоретических построений.

Таким образом, моделирование и разработка комплекса виртуальных приборов в среде LabVIEW позволяют провести виртуальный эксперимент с полнотой и наглядностью, недостижимой даже в самой современной и оснащенной научной лаборатории.

Литература:

  1. Джеффри Тревис LabVIEW для всех: пер. с анг. Клушин Н. А. — М.: ДМК Пресс; ПрибороКомплект, 2005.

2. Евдокимов Ю. К., Линдваль В. Р., Щербаков Г. И. LabVIEW 8 для радиоинженера. От виртуальной модели до реального прибора + CD.

  1. Евдокимов Ю. К.: LabVIEW для радиоинженера: от виртуальной модели до реального прибора. — М.: ДМК Пресс, 2007.
Основные термины (генерируются автоматически): лабораторных установок, учебного процесса, электронных лабораторных установок, Комплекс электронных лабораторных, виртуальных приборов, высших военных заведений, обучения курсантов, среде программирования labview, Джеффри Тревис LabVIEW, сфера применения labview, программной среды labview, электронных виртуальных, функции labview, виртуальных лабораторных установок, информационных технологий, программы labview, среде labview, комплекса электронных, методики обучения курсантов, качества обучения курсантов.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос