基于安卓平台的计算机控制技术实践教学系统研建

郭继峰+李贤勇+张雪巍+费禹潇+张健

摘 要：分析了计算机控制技术和移动应用软件开发两个课程融合的实践教学的可行性，基于Google移动平台Android操作系统，完成了计算机控制技术实践教学系统设计。

关键词：计算机控制技术 Android 实践教学

引言

计算机控制技术是计算机科学与技术及自动化等专业的一门理论性和实践性都很强的专业课，该面对学生的学习能力、创新能力和工程实践能力的培养，因此实践环节的设计和配置十分重要[1-3]。当前移动终端设备包括谷歌的Android操作系统平台和苹果的IOS平台应用广泛发展，由于Android系统的开源性质，其应用开发的技术培养需求强大，和市场应用前景广阔[4]。随着智能设备、智能控制等技术的发展，二者应用的领域几乎无处不在，社会和市场对同时掌握这两项技术的本科人才需求持续旺盛，因此本科高校开发两个课程融合的实践教学方法有着重要创新和现实意义。

一、实验系统硬件结构

图1所示为系统硬件搭建结构。通过局域网连接Internet的PC机作为Web服务器，Web服务器通过串口连接台达PLC控制器。扩展模拟量模块用于模拟量信号的输入输出，开关量信号和脉冲信号则采用PLC自带继电器端口实现。采用装有Android系统的智能移动终端作为人机交互。物理控制对象包括风机、液位、温湿度等模拟量控制部分以及阀门、开关等数字量控制部分组成。计算机控制技术模块由供电单元、电子电路单元、数据处理单元、非线性单元及模拟电路单元等9个单元组成。其中电源单元包括空气开关、熔断器，并具有以5V为单位的-15V～+15V连续电压调整功能。电子电路单元包括实验所需的指示灯、电阻、电容，电位器以及插接接头等。电路板设计典型电子元器件的放置基座。

二、实验系统软件设计

本实验系统软件包括Web服务器的Web后台软件和数据库，Web服务采用Java开发，数据库选用MySQL。基于安卓系统的计算机控制系统实验的APP软件以及测控外界信号的台达PLC梯形图软件。移动终端开发实验系统APP见图2，图3。系统集成登录、开关量输入输出、模拟量输入输出、脉冲控制等功能模块。PLC梯形图软件采用台达Delta WPLSoftV2.34，参考样例软件梯形图见图4。

结语

基于Google移动平台Android操作系統，完成了计算机控制技术实践教学系统设计。该系统涵盖开关量输入/输出、模拟量输入/输出、插补算法等大多数计算机控制技术课程实验项目以及移动应用软件开发实验的基本内容。测试结果显示该系统满足移动应用软件开发和计算机控制技术综合实验设计的同时实现了创新的实验运行模式。

参考文献

[1] 严娟娟.以提高应用能力的“计算机控制”课程改革的思考[J].电气电子教学学报，2009，31（增）： 26-28.

[2] 程海燕， 李大中， 张 妍. 计算机控制技术实验教学改革与实践[J].实验室科学， 2014， 17（4）： 129-131.

[3]王培进.“计算机控制系统”课程实验改革[J].电气电子教学学报，2012，34（4）：70-72.

[4]陆玲霞，彭勇刚，贺东星. 基于安卓频谱分析仪的探究性实验设计[J].实验科学与技术， 2016， 14（4）： 44-47.

作者简介

郭继峰，男，汉族，高级工程师，2011年毕业于哈尔滨工业大学，工学博士，研究方向：计算机智能控制技术。出生地：黑龙江省伊春市

通讯作者简介

张健，男，汉族，副教授，2008年毕业于哈尔滨理工大学，工学博士，研究方向：计算机智能控制。出生地：黑龙江省海伦市。endprint