泰克智能實(shí)驗室（TekSmartLab）在全球著(zhù)名高校的應用介紹

安泰測試設備

背景
傳統電工電子實(shí)驗室的大班教學(xué)方式在我國高校已經(jīng)延續多年，實(shí)驗室老師負責在教室指導同學(xué)進(jìn)行實(shí)驗操作，以口傳身教的方式通過(guò)操作實(shí)驗儀器幫助學(xué)生掌握實(shí)驗原理，熟悉實(shí)驗設備操作。

高校持續擴招，興建新校區等因素，導致傳統實(shí)驗室教學(xué)方法日漸不足，實(shí)驗室老師教學(xué)負擔日益加重，需要在多個(gè)教室甚至多個(gè)校區之間往返奔波。反復指導同學(xué)完成實(shí)驗內容，課程壓力較大。對同學(xué)來(lái)說(shuō)，傳統實(shí)驗室操作方式固定，受到實(shí)驗室空間和時(shí)間限制，導致學(xué)生上機實(shí)驗時(shí)間不足，得不到有效的動(dòng)手鍛煉。傳統實(shí)驗室在教學(xué)方面的局限性日益顯著(zhù)。

而另一方面，學(xué)校信息化建設和網(wǎng)絡(luò )建設逐漸加強，越來(lái)越多的數據，信息和管理通過(guò)網(wǎng)絡(luò )完成，提高效率的同時(shí)，降低了運行成本。在這一信息化進(jìn)程中，傳統實(shí)驗室逐漸成為信息化改革潮流中的孤島，被隔絕在信息化建設之外。

傳統電子電工實(shí)驗室

對未來(lái)實(shí)驗室的發(fā)展方向，教育部在信息化十年發(fā)展規劃中提到：縮小基礎教育差距，促進(jìn)優(yōu)質(zhì)教育資源共享，推進(jìn)信息技術(shù)與教學(xué)融合 ，建設智能化教學(xué)環(huán)境。另外2015年虛擬仿真實(shí)驗教學(xué)中心建設工作的通知中，將科學(xué)規劃、共享資源、突出重點(diǎn)、提高效益、持續發(fā)展作為指導方針。并對虛擬實(shí)驗室建設提出了：虛實(shí)結合、相互補充、能實(shí)不虛的發(fā)展原則。

為加快創(chuàng )新型國家建設，學(xué)校的智能化和創(chuàng )新發(fā)展是必要條件。我們認為在未來(lái)實(shí)驗室建設中，提高效率，鼓勵創(chuàng )新，資源共享，虛實(shí)結合是傳統實(shí)驗室與創(chuàng )新型實(shí)驗室重要的區別。未來(lái)實(shí)驗室將至少具備：網(wǎng)絡(luò )化控制，集中管理，實(shí)驗室共享和發(fā)展實(shí)驗慕課的功能。幫助學(xué)生更好的為將來(lái)就業(yè)做好準備，熟悉工程師實(shí)驗室的工作環(huán)境，積極引導學(xué)生激發(fā)學(xué)習和工作興趣。

泰克智能實(shí)驗室（TekSmartLab）解決方案和應用案例介紹

在這樣的歷史環(huán)境要求下，泰克智能實(shí)驗室（TekSmartLab）方案于2014年應運而生。這是業(yè)內第一個(gè)基于網(wǎng)絡(luò )的智能化實(shí)驗室管理方案。在過(guò)去的幾年時(shí)間里，已經(jīng)建立40余個(gè)泰克智能實(shí)驗室樣本，成為目前成熟且受高校師生歡迎的智能創(chuàng )新實(shí)驗室解決方案。

TekSmartLab的設計原則是基于網(wǎng)絡(luò )管理整個(gè)實(shí)驗室的儀器儀表，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行狀態(tài)查詢(xún)和遠程控制。因此整個(gè)實(shí)驗室使用標準以太網(wǎng)協(xié)議，可以通過(guò)有限網(wǎng)或無(wú)線(xiàn)網(wǎng)組成實(shí)驗室網(wǎng)絡(luò )。使用無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的好處是無(wú)需對傳統實(shí)驗室結構進(jìn)行大的調整，只要添加無(wú)線(xiàn)路由器組成新的局域網(wǎng)即可使用。

所有網(wǎng)絡(luò )相關(guān)設備都符合通用網(wǎng)絡(luò )標準，使用標準的有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)路由器，以及標準的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )連接�？梢允褂矛F有網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行連接，也可以獨立建立專(zhuān)用的局域網(wǎng)絡(luò )。教師端服務(wù)器是通用PC機，使用常見(jiàn)的Windows操作系統。整個(gè)系統可以進(jìn)行自動(dòng)ip地址分配或手動(dòng)ip地址分配。

每個(gè)實(shí)驗桌需要配置一個(gè)泰克公司自主研發(fā)的TSL-3000B智能連接終端，通過(guò)USB接口將實(shí)驗臺的儀器連接到有限網(wǎng)或者無(wú)線(xiàn)網(wǎng)上，每個(gè)終端最多可以同時(shí)連接6臺USB設備或儀器。智能連接終端采用工業(yè)化設計，直接管理實(shí)驗桌上的儀器儀表，降低實(shí)驗室服務(wù)器負擔。使實(shí)驗室儀器儀表通信具備高可靠性和快速響應能力，基于網(wǎng)絡(luò )的通信可以保證長(cháng)時(shí)間穩定性，不會(huì )出現數據丟包和操控失靈的現象。整個(gè)網(wǎng)絡(luò )中所有的儀器設備設置和讀取速度非�？�。

TSL-3000B 智能連接終端

這種配置下，一個(gè)實(shí)驗室最多可以同時(shí)連接100個(gè)實(shí)驗臺共600臺電子儀器。具備靈活配置的特點(diǎn)，可以隨時(shí)添加或刪除實(shí)驗臺和實(shí)驗儀器。支持的儀器儀表覆蓋泰克公司常見(jiàn)的主流示波器、信號源、電源和數字萬(wàn)用表，可以按照學(xué)校教學(xué)實(shí)驗的需求，自行組合。

泰克智能實(shí)驗室（TekSmartLab）在教、學(xué)、管理三方面提供的革新

幫助老師提高教學(xué)效率

泰克智能實(shí)驗室管理界面，提供遠程監控和管理，實(shí)時(shí)查看實(shí)驗室儀器儀表連接狀態(tài)

上海交通大學(xué)實(shí)驗室，集中監查、集中控制實(shí)驗室儀器設備

英國華威（Warwick）大學(xué)搭建的泰克智能實(shí)驗室共計55個(gè)實(shí)驗桌，220臺儀器，可在實(shí)驗開(kāi)始前對所以?xún)x器進(jìn)行統一的一鍵設置。避免出現手動(dòng)配置常見(jiàn)的設置錯誤導致待測件受損

傳統手動(dòng)設置如此大規模的實(shí)驗室儀器需要花費半小時(shí)以上的時(shí)間，但是用泰克方案后，老師在服務(wù)器進(jìn)行統一操作，時(shí)間減少到1分鐘以?xún)�，受到任課老師的歡迎

老師在服務(wù)器端可隨時(shí)遠程查看和設置實(shí)驗桌儀器。例如示波器顯示波形是否正常，電源電壓電流設置是否正確等。配合簡(jiǎn)單的電化教學(xué)工具，可以隨時(shí)將某一個(gè)實(shí)驗桌的情況分享給全班同學(xué)，進(jìn)行點(diǎn)評。通過(guò)這樣的方式可以進(jìn)一步提高教學(xué)效率，減少實(shí)驗室老師的工作強度。實(shí)現遠程指導實(shí)驗和分享實(shí)驗數據

北京郵電大學(xué)基礎教學(xué)實(shí)驗室，系統配合電化教學(xué)工具，幫助老師實(shí)現教學(xué)效率的提升

隨時(shí)在大屏幕上講解實(shí)驗步驟，分享實(shí)驗結果

南京郵電大學(xué)，使用投影屏也可以達到同樣的效果

提高學(xué)生學(xué)習效率

提供關(guān)閉示波器AutoSet功能，學(xué)生需要手動(dòng)調節示波器觸發(fā)，使信號穩定下來(lái)。強制學(xué)生通過(guò)手動(dòng)操作示波器，練習如何設置觸發(fā)，使信號穩定。鍛煉學(xué)生更加熟悉示波器的操作和原理

通過(guò)提供二維碼掃描方式，可以在智能手機上下載示波器波形文件。下載的波形帶有學(xué)生信息，從而杜絕了實(shí)驗結果抄襲的現象

在線(xiàn)下載編輯實(shí)驗報告，在線(xiàn)提交實(shí)驗報告，簡(jiǎn)化學(xué)生操作流程

UCLAN 英國中央蘭開(kāi)夏大學(xué)在創(chuàng )新實(shí)驗室使用智能創(chuàng )新實(shí)驗室套件，學(xué)生在實(shí)驗室自己開(kāi)發(fā)項目，自己進(jìn)行實(shí)驗，在線(xiàn)提交實(shí)驗結果，無(wú)需老師參與

實(shí)驗室管理效率的提升
傳統實(shí)驗室的資產(chǎn)管理非常繁瑣，需要老師手動(dòng)抄寫(xiě)儀器型號序列號進(jìn)行統計，儀器使用時(shí)間的計算非常不精準。另外在教學(xué)中需要使用大量紙質(zhì)資料復印講義和實(shí)驗指導書(shū)，造成了一定的資源浪費。
智能創(chuàng )新實(shí)驗室提供實(shí)驗室儀器儀表使用數據，老師可以隨時(shí)查看每臺實(shí)驗室儀器的型號/序列號以及使用時(shí)間，了解實(shí)驗室資產(chǎn)信息。另外老師可以為每一門(mén)課程建立自己的數據庫，包括儀器配置信息，課程教學(xué)資料等。學(xué)生可以在線(xiàn)上下載教學(xué)資料進(jìn)行提前的預習和復習。同時(shí)泰克智能創(chuàng )新實(shí)驗室也為開(kāi)展實(shí)驗慕課，以及實(shí)驗教學(xué)創(chuàng )新提供支持。

自動(dòng)獲取精確的實(shí)驗室儀器儀表的資產(chǎn)信息和使用時(shí)間

西弗吉尼亞大學(xué)使用智能實(shí)驗室方案，掌握實(shí)驗室儀器儀表使用情況，為實(shí)驗室教學(xué)改革提供數據支持

為每一個(gè)老師的每一個(gè)實(shí)驗課程建立獨立的數據庫，包含儀器配置，教學(xué)資料和實(shí)驗報告文檔

北郵郵電大學(xué)在智能實(shí)驗室基礎上，探索遠程實(shí)驗教學(xué)和實(shí)驗慕課。同時(shí)在學(xué)生科創(chuàng )競賽方向持續投入，先后選購MDO4K，TSG4100和RSA306B，豐富的實(shí)驗資源鼓勵學(xué)生實(shí)踐更多貼近產(chǎn)業(yè)的科創(chuàng )應用。2017年北京郵電大學(xué)在全國大學(xué)生電子設計競賽取得了優(yōu)異成績(jì)，包括4個(gè)一等獎和6個(gè)二等獎

泰克公司配合大學(xué)進(jìn)行實(shí)驗課程講解的錄制，幫助同學(xué)在網(wǎng)上進(jìn)行預習和復習

總結
泰克智能實(shí)驗室（TekSmartLab）提供穩定可靠的底層網(wǎng)絡(luò )控制方式，幫助老師、同學(xué)提高教學(xué)效率，幫助學(xué)校更好的管理實(shí)驗室資源。將虛擬的信息化技術(shù)，與實(shí)際的實(shí)驗室儀器儀表相結合，為未來(lái)的實(shí)驗室建設打下基礎。