专利名称：汽车实训模拟器的协同工作系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车教学设备，尤其涉及一种汽车电控教学试验装置。
背景技术：
国内汽车工业飞速发展国内汽车销售量经历了几年的“井喷”式发展，在高油价 的形势下仍然保持高速增长。据统计，2007年天津市新增车辆14万辆，北京市平均每天销 售新车995辆，这意味着每三天就要在同一座城市建设一家中等规模的汽车服务企业，来 满足年3000辆汽车的高技术保养与服务。汽车销售量的高速增长，给汽车应用与服务行业 展开了广阔的发展空间。据统计，在未来3年，汽车应用与服务行业每年约有8千亿元市场。当前国内汽车职业教育教学情况由于汽车销售量的飞速增长，导致相关行业用 人需求激增。国家六部委于2004年启动了“紧缺人才培养培训工程”，将汽车运用与维修等 四种人才列为“技能型紧缺人才”加快培养，国家和各地方政府都在加大对汽车职业教育的 投入，使我国汽车职业教育事业呈现出欣欣向荣、蓬勃发展的良好局面。但是，在汽车复杂 系统实物上开展技能训练，投入过大，成本过高，无法满足技能训练的要求，学生的实际动 手能力与行业企业的用人需求还有很大差距。电子控制技术被大量引入汽车装置随着电子工业与汽车科技的飞速发展，现代 汽车广泛采用电子控制燃油喷射技术(EFI)、电子控制防抱死制动技术(ABS)、电子控制安 全气囊技术(SRS)、电子控制自动变速器技术(ECT)以及CAN-BUS现场总线控制技术，汽车 维护与故障诊断维修作业，已不同于满足以往单纯的机械故障诊断与维修，而更多地着眼 于对电子故障以及机电一体化故障的诊断、维护技术服务，亦更多地依赖于使用先进的电 脑检测、诊断设备，通过数据流分析、波形分析以及尾气分析等综合技术分析加以判断，因 此，当前的汽车故障诊断与维护作业，难点在于针对电子故障以及机电一体化故障的诊断 与排除，它是一项技术性很强，同时又是操作性很强的工作，对从业人员的文化知识、专业 理论、技术水平、检测装备使用等综合素质提出了更高的要求，这是汽车运用与维修专业领 域技能型人才紧缺之所在。汽车运用与维修服务的理念随着汽车技术的更新也在发生根本 转变，经济性、合理性、有效性原则越来越受到重视，突出体现“预防为主，定期检测，强制维 护，视情修理”的原则。也正是由于电子装置在汽车上广泛应用，每辆汽车上都装有几块、甚 至几十块电脑，才为汽车技术实训模拟器的互联创造了先决条件。虚拟现实技术(Virtual Reality)，又称灵境技术，它是上世纪90年代为科学界 和工程界所关注的技术。它的兴起，为人机交互界面的发展开创了新的研究领域；为智能工 程的应用提供了新的界面工具；为各类工程的大规模的数据可视化提供了新的描述方法。 这种技术的特点在于计算机产生一种人为虚拟的环境，这种虚拟的环境是通过计算机图 形构成的三度空间，或是把其它现实环境编制到计算机中去产生逼真的“虚拟环境”，从而 使得用户在视觉上产生一种沉浸于虚拟环境的感觉。但是纯粹的虚拟现实技术又无法满足象汽车这样的复杂系统的模拟训练。在汽车 运用与服务工程教育教学中，学习者不但需要良好的“沉浸感”，还要有良好的“手感”，通过
3触力觉、视觉和听觉，实现理论与实践的统一，培养造就一大批既有深厚的基础理论知识， 又有娴熟的实际动手能力的高素质人才。而虚实融合是今后虚拟现实技术的重要发展方 向，在复杂产品设计、工程设计论证、复杂系统模拟训练、娱乐学习等方面都具有重要的应 用价值。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种汽车实训模拟器的协同工作系统，他通过若干 个测试终端来进行故障测量，而且可以设置远程控制、诊断故障，还能接入网络，实现远程 网络操作，形成一种虚实融合的联网工作装置。本发明解决上述技术问题的技术方案是一种汽车实训模拟器的协同工作系统， 包括汽车技术实训模拟器1、测试终端6、所述汽车技术实训模拟器1的通讯接口 5连接测 试终端6，测试终端6上设置有带有测试端口的汽车技术实训模拟器1的电路图，操作测试 端口能够获取汽车技术实训模拟器1的信息参数，其特征是汽车技术实训模拟器1上还设 置有网络接口 3，网络接口连接远程控制台2，操作远程控制台2能够控制汽车技术实训模 拟器1并设置、诊断汽车技术实训模拟器1的故障。汽车技术实训模拟器1为汽车发动机实训台、自动变速器实训台、ABS防抱死制动 实训台、安全气囊实训台、自动空调实训台、汽车电子点火与燃油喷射实训台、汽车灯光电 器实训台、车载CAN-Bus总线与多路信息传输系统实训台、教学整车或汽车电控转向系统 实训台中的一种或几种的组合。所述远程控制台2包括有预置有远程控制软件、远程诊断软件、多媒体动画教学 软件或教学资源软件7的计算机。所述远程控制台2能够接入局域网或互联网，操作者通过局域网或互联网4实现 对远程控制台的网络远程操作。所述测试终端6接入实训模拟器1的数量可根据参与实训的学生人数自由增减。所述测试终端6上的电路图与相对应的的汽车技术实训模拟器1匹配，当更换不 同的汽车技术实训模拟器1后，只需更换测试面板8与之对应就能实现不同的教学实训内容。所述一个远程控制台2可以同时连接至少二个的汽车技术实训模拟器1。所述网络接口5 为 RS232、RS485、USB 接口。所述通讯接口3 为 RS232、RS485、USB、CAN 接口通过上述设计，本发明的有益效果在于一是由多个不同的汽车总成实物实训台(含整车)组成多个软、硬件交互结合的 汽车技术实训模拟器1，各实训模拟器互联并组成局域网，实训模拟器1的数量可根据需要 任意增减；二是该互联局域网可通过代理服务器并入校园网4，向上联机联网实现教学资源 的共享；三是每个不同的汽车技术实训模拟器1均可连接由学生测试终端6构成的实训模 拟工位，向下实现联机联网，组成实训模拟工位群，增加实训人次、减少实训批次、降低训练 成本、放大教学效果。学生测试终端6构成的实训模拟工位数量也可以根据需要任意增减；
四是具有多媒体教学软件7作为辅助教学手段，直接与各种汽车电子实训台硬件 链接，通过软、硬件交互结合，实现教与学的互动，并具有考核评估与职业技能鉴定功能；五是通过全仿真与半仿真的结合、模拟软件与汽车实物总成的结合、单台设备与 互联网络的结合、实际操作与模拟工位的结合，构建系统完整的汽车技术虚实融合协同工 作环境，在一定的物理空间(专业教室)建立支持多人自由参与，包括触力觉、视觉、听觉交 互响应的、具有临场体验感的集成实训系统。
附图1是本发明的原理示意图。附图2是本发明又一实施例的原理示意图。
具体实施例方式下面结合附图详细论述本发明的
具体实施例方式如图1-2，1是汽车技术实训模拟器(实训台)，2是远程控制台，3是网络接口，4 是校园网络，5是通讯接口，6是测试终端，7是多媒体动画教学软件和其他教学资源，8是测 试面板，9是网线，10是数据线。—种汽车实训模拟器的协同工作系统，包括汽车技术实训模拟器1、测试终端6、 所述汽车技术实训模拟器1的通讯接口 5连接测试终端6，测试终端6上设置有带有测试端 口的汽车技术实训模拟器1的电路图，操作测试端口能够获取汽车技术实训模拟器1的信 息参数，其特征是汽车技术实训模拟器1上还设置有网络接口 3，网络接口连接远程控制 台2，操作远程控制台2能够控制汽车技术实训模拟器1并设置、诊断汽车技术实训模拟器 1的故障。在汽车技术实训模拟器1上安装网络接口 3(网络接口 3可以为RS232、RS485、USB 接口形式之一)和通讯接口 5 (通讯接口 5可以为RS232、RS485、USB、CAN接口形式之一)， 使用网线9通过网络接口 3与远程控制台2连接组成互联的局域网，远程控制台2又通过 标准接口及网线接入互联网或局域网4(如校园教学网络)，在校园内的任意一个网络节点 都可以使用计算机远程控制某个汽车技术实训模拟器1工作，包括起动、运行、停止、设置 故障、清除故障、诊断故障。诊断故障包括读取故障代码、分析动态数据流、绘制主要传感器 与执行器的波形图。这些数据通过远程控制台2接入校园网络4实现教学资源的共享，并 通过投影仪、电子白板展示出来。使用数据线10通过通讯接口 5将各种汽车总成实物教学装置构成的汽车技术实 训模拟器1与学生测试终端6连接，在学生测试终端6上面的测试面板8上，使用外接的汽 车保修设备，如汽车故障诊断仪、汽车万用表、汽车示波器、汽车尾气分析仪等可以测量到 汽车技术实训模拟器1发出的所有真实的电信号。当教师使用远程控制台2控制汽车技术 实训模拟器1工作并做相关讲解时，学生可在测试终端6构成的模拟工位上同时做相关测 量，实现教与学的互动。模拟工位的数量还可根据参与的人数自由增减。本发明工作如图1-2所示，将多媒体动画教学软件和其他教学资源7嵌入汽车技 术实训模拟器1，当教师使用远程控制台2、投影仪、电子白板讲解到相关汽车总成或部件 时，可随时调用与之配套的三维动画、平面动画和工作原理动画等教学软件，以及在校园网络4上面的其他教学资源辅助教学，实现软硬件交互与虚实融合的协同工作。学生也可使 用位于模拟工位的计算机自有参与，实现教学互动。将汽车发动机实训台、自动变速器实训台、ABS防抱死制动实训台、安全气囊实训 台、自动空调实训台、汽车电子点火与燃油喷射实训台、汽车灯光电器实训台、车载CAN-Bus 总线与多路信息传输系统实训台、教学整车和汽车电控转向系统实训台等汽车总成实物教 学装置之一或组合构成的汽车技术实训模拟器1，使用远程控制台2通过RS232/RS485/USB 网络接口 3互联组成局域网，与校园网络4联网实现教学资源的共享；使用RS232/RS485/ USB/CAN通讯接口 5将学生测试终端6与汽车技术实训模拟器1连接，实现多人自由参与的 真实信号与数据测量装置；将多媒体动画软件以及其他教学资源7嵌入硬件系统，即汽车 技术实训模拟器1，可同时表现该部分总成及部件的三维动画、平面动画、工作原理动画、工 作参数、检修流程等，形成一套完整的虚实融合协同工作与学习的装置。由于采用了 RS232/ RS485/USB等标准接口，能根据教学需要与课程设置情况，将各种汽车总成实物教学装置构 成的汽车技术实训模拟器1任意增减、自由接入，每更换一种汽车技术实训模拟器1，只需 要更换学生测试终端6上面的测试面板8就可以进行新的模块教学。学生测试终端6的连 接数量也可以根据用户人数任意增减、自由接入。该系统通过软硬件相结合，运用电子信息、数据通讯传输、汽车传感、自动控制、计 算机处理、IntraWeb、三维建模等技术，实现一套完备的基于实训模拟器互联的汽车技术虚 实融合协同工作实训系统，通过多层次模块化的开发结构，使整个系统具备更大的灵活性、 扩展性及稳定性。本专利综合了电子信息技术、数据通讯传输技术、汽车传感技术、自动控制技术、 计算机处理技术，实现多学科、多领域的集成创新与原始创新，综合运用于汽车运用与服务 工程职业教育教学，实现大范围、全方位发挥作用的实时、准确、安全、高效、低耗、环保的综 合运行系统，从而构建系统完整的汽车技术复杂系统模拟训练协同工作环境。
权利要求
1.一种汽车实训模拟器的协同工作系统，包括汽车技术实训模拟器(1)、测试终端 (6)、所述汽车技术实训模拟器(1)的通讯接口(5)连接测试终端(6)，测试终端(6)上设置 有带有测试端口的汽车技术实训模拟器(1)的电路图，操作测试端口能够获取汽车技术实 训模拟器(1)的信息参数，其特征是汽车技术实训模拟器(1)上还设置有网络接口(3)， 网络接口连接远程控制台(2)，操作远程控制台(2)能够控制汽车技术实训模拟器(1)并设 置、诊断汽车技术实训模拟器(1)的故障。
2.根据权利要求1所述的汽车实训模拟器的协同工作系统，其特征是汽车技术实 训模拟器(1)为汽车发动机实训台、自动变速器实训台、ABS防抱死制动实训台、安全气 囊实训台、自动空调实训台、汽车电子点火与燃油喷射实训台、汽车灯光电器实训台、车载 CAN-Bus总线与多路信息传输系统实训台、教学整车或汽车电控转向系统实训台中的一种 或几种的组合。
3.根据权利要求1或2所述的汽车实训模拟器的协同工作系统，其imt_bgs特征是 所述远程控制台(2)包括有预置有远程控制软件、远程诊断软件、多媒体动画教学软件或 教学资源软件(7)的计算机。
4.根据权利要求3所述的汽车实训模拟器的协同工作系统，其特征是所述远程控制 台(2)能够接入局域网或互联网，操作者通过局域网或互联网(4)实现对远程控制台的网 络远程操作。
5.根据权利要求3所述的汽车实训模拟器的协同工作系统，其特征是所述测试终端 (6)接入实训模拟器(1)的数量可根据参与实训的学生人数自由增减。
6.根据权利要求3所述的汽车实训模拟器的协同工作系统，其特征是所述测试终端 (6)上的电路图与相对应的的汽车技术实训模拟器(1)匹配，当更换不同的汽车技术实训 模拟器(1)后，只需更换测试面板(8)与之对应就能实现不同的教学实训内容。
7.根据权利要求3所述的汽车实训模拟器的协同工作系统，其特征是所述一个远程 控制台(2)可以同时连接至少二个的汽车技术实训模拟器(1)。
8.根据权利要求3所述的汽车实训模拟器的协同工作系统，其特征是所述网络接口 (5)为RS232、RS485、USB接口中的一种或几种。
9.根据权利要求3所述的汽车实训模拟器的协同工作系统，其特征是所述通讯接口 (3)为 RS232、RS485、USB、CAN 接 口中的一种或几种。
全文摘要
本发明公开了一种汽车实训模拟器的协同工作系统，其包括包括汽车技术实训模拟器(1)、测试终端(6)、所述汽车技术实训模拟器(1)的通讯接口(5)连接测试终端(6)，测试终端(6)上设置有带有测试端口的汽车技术实训模拟器(1)的电路图，操作测试端口能够获取汽车技术实训模拟器(1)的信息参数，汽车技术实训模拟器(1)上还设置有网络接口(3)，网络接口连接远程控制台(2)，操作远程控制台(2)能够控制汽车技术实训模拟器(1)并设置、诊断汽车技术实训模拟器(1)的故障。其设置若干个测试终端来进行故障测量，而且可以设置远程控制和诊断故障，还能接入网络，实现远程网络操作，形成一种虚实融合的联网工作装置。
文档编号G09B19/00GK102110384SQ20091024504
公开日2011年6月29日 申请日期2009年12月23日 优先权日2009年12月23日
发明者王征 申请人:天津市优耐特汽车电控技术服务有限公司