一种用于家用电子产品的实物仿真维修训练系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及操作实训领域的训练系统，尤其适用于家用电子产品维修实训等领域。
【背景技术】
[0002]目前电器修理培训领域常用的实物操作实训方式，就是在实物上制造一些故障，让学员通过已学到的知识设法排除故障，是用真实的产品为学员提供实际动手练习机会，是传统的实训方法。这种方法的优点是最直观，学员在操作时和真的维修一样，适合培养学员的动手能力，但它有一些无法避免的缺陷:首先是用这种方法所设置的故障局限性比较大。以彩电为例，考虑到实训成本问题，不大可能设置诸如电源管、行管、行输出变压器、集成电路、高频头等元件损坏的故障，而恰恰这些元件的故障在实际维修中，占维修总量的80%。只能设置一些小的元件开路或短路的故障，但同时所设置的元件损坏还不能造成其它元件的损坏，这类故障在实际维修中最多占维修总量的20%，也就是说实训与实际维修脱节比较严重。实物操作的第二个缺陷是，由于所设置的故障要反复给许多学员实习，这就造成了在印刷板的同一个地方，元件被反复拆装，该点的印刷板很容易损坏，甚至有些学员根本不是查出故障的，而是专门找“烂”的印刷板上的元件，投机取巧。
【发明内容】
[0003]本发明为了解决实物操作实训中高成本高损耗和故障模拟环境种类过少的技术问题，提供了一种实物仿真实训系统，所述系统是将实物线路板上某些元件，通过连接到控制板和电脑方式，人为模拟出故障现象进行实训的方式。它所模拟的故障不是在实物上装坏元件，而是通过开关，将某个元件在电路中断开或短路，以模拟该元件的开路或击穿，从而避免了由于元件的反复拆装而造成的印刷板损坏。
[0004]所述系统有以下几个方面的特点:
[0005]1、系统的方便易用
[0006]整个系统的使用应该是非常简单易用的。考虑到学员的计算机水平参差不齐，因此系统需要提供清晰明了的系统界面，和现实接近易于理解，即使受过很少计算机技能实训的学员也能很方便的明白系统的功能和操作，能够在很短的时间内掌握系统的使用。另外也要系统中尽可能的提供各种说明和帮助，及时对学员的操作和问题给予知道。使学员能够最方便的使用该系统。
[0007]2、系统的通用性和可扩充性
[0008]系统需要提供对多类产品的不同品牌进行仿真，因此，系统在设计的时候需要考虑整个系统仿真功能的通用性和可扩充性，能够方便提供对各种不同产品的不同品牌进行模拟仿真。同时，对于各个产品的故障内容需要是可设计的，便于扩充。
[0009]3、快速和高可靠性
[0010]系统能够及时对学员的使用操作及时做出反映，实时显示学员所进行的操作对维修结果的影响。尤其是教师能够及时监控到学员的操作，没有明显的延迟。系统的可靠性也是衡量系统性能的一个关键指标，因此要求系统有比较高的吞吐量，比较好的容错性和低的错误率。
[0011]4、实时性和真实性
[0012]为了让学员能够真实的理解维修的过程，系统要求有比较良好的实时性和真实性，主要包括:
[0013]能反映各部件的实时变化
[0014]可对各部件进行实时测量
[0015]能对部件造成的参数变换进行逼真模拟
[0016]5、资源的统一管理
[0017]系统管理在于对该系统的操作运行、监视、管理、分析、控制、评估和扩展提供有效的手段。从而以合理的代价，组织和利用系统资源，充分发挥系统功能，提供正常、安全、可靠、有效、充分、用户友好的服务和使用。
[0018]6、教师机对学员的监视和控制
[0019]教师机可以实时监视各个学员机上正在进行的操作并可以进行录像并保存，在考试时候可以设定学员的考试时间，并且在上课的时候可以切换到演示模式，此时学员只能观摩老师的示范操作。
[0020]7、系统管理员对仿真系统的管理和监控
[0021]系统管理员在仿真系统中拥有最高权限，可以管理并监控整个系统是否正常运营，比如可以查看每节课的进行情况，上课质量，维持秩序等等，并处理一些突发事件。
【附图说明】
[0022]图1为本发明仿真系统结构图；
[0023]图2为本发明仿真系统的数据库示意图；
[0024]图3为本发明仿真系统的功能模块结构图；
[0025]图4为本发明仿真系统的身份认证的基本流程图；
[0026]图5为本发明仿真系统的仿真引擎的仿真部分结构图；
[0027]图6为本发明仿真系统的仿真故障脚本的有限状态转换图。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图，详细描述本发明的实训系统:
[0029]1、系统框架
[0030]如图1所示，本仿真系统采用Client / Server / Database (以下简写为C / S /D)三层体系结构。
[0031]2、仿真系统客户端(Client)
[0032]根据客户端的不同权限和使用功能，我们将客户端分为三种类型:管理员机、教师机和学员机，客户端与服务器的网络通信模式有两种:若远程实训点地面网络条件非常好，则通信完全通过地面网络进行；若远程实训点地面网络通信质量不是太好(通过modem、ISDN等拨号上网)，可以通过卫星通信网和地面Internet相结合来进行，“天地合一”，实现操作技能的远程实训和鉴定(如上图所示)。
[0033]学员机在我们这个系统中指的就是学员使用的计算机，学员在客户端使用的是仿真系统的学员端软件，类似的，教师机、管理员机使用的是仿真系统的教师端软件和管理员端软件。因为目前个人电脑功能日益增强，为了充分利用客户端机器性能，同时减轻服务端的负担，我们采用胖客户端，即主要仿真计算集中在客户端进行运行；当然，客户端和服务器之间需要进行通信，交换部分的数据。
[0034]学员机的主要功能就是登录到服务器，加入“虚拟教室”，并且能够运行仿真软件客户端，实现与服务器、教师端的交互等。
[0035]教师机除具有学员机的所有功能外，还能够通过仿真系统服务器对数据库系统进行读取访问，并且能够通过仿真服务器监控学员机的各种操作，对学员机的操作进行评价，还能够在服务器的“虚拟教室”中维持课堂秩序和对学员机进行管理。
[0036]管理员机既可以用作学员机，也可以用作教师机，并且它还具有某些功能，专门针对管理用的，提供管理员作为监测仿真系统，提供数据管理、用户管理等等能力。
[0037]3、仿真系统服务器(Server)
[0038]在本系统，仿真系统服务器运行了一系列的server程序，将各种客户端联系在一起，实现教师和学员双向的实时交互，认证服务(提供对各个客户端以及服务端用户的身份认证)，学员监控，操作演示，“虚拟教室”、操作评价等各种功能，并且与数据库服务器进行交互。
[0039]总之，作为仿真系统的核心的服务端，拥有许多强大的功能，对各个客户端拥有控制权。
[0040]客户端和服务器主要的通信:
[0041](I)用户登录——客户运行网络仿真系统需要首先进行客户登录，这主要是安全需要，客户端请求服务器的认证服务，判定用户的合法性；
[0042](2)仿真命令一传递实时交互的各种仿真命令；
[0043](3)虚拟教室一仿真服务器将建立一个虚拟教室，所有客户端可以加入到服务器的虚拟教室，实时进行交流等等；
[0044](4)评价反馈——学员进行操作，仿真系统将对操作进行适当评价，并将评价信息反馈到各学员端；
[0045]4、数据库(Database)
[0046]仿真系统存在许许多多的数据，统一组织并存放在数据库中，即方便又安全。有一点需要说明的是，我们的数据库是分级的，见图2。
[0047]具体说明如下:
[0048](I)服务器数据库(或称为“主数据库”)
[0049]顾名思义，数据库位于服务器端，供服务器访问的，整个仿真系统的全部数据都存放在主数据库中；服务器数据库只向服务器提供数据，部分重要的数据客户端只有透过服务器才能访问主数据库，例如，用户身份数据只存在于主数据库，客户端进行身份认证是通过服务器来完成的；
[0050]数据的隔离可以保证数据的安全性。
[0051]主数据库一般需要采用一些性能较好的数据库，否则，可能造成数据访问瓶颈，而且数据安全性不够，管理也不是非常方便，性能更是不够，我们选用的是Oracle数据库。
[0052](2)客户端数据库(或称为“辅数据库”)
[0053]顾名思义，数据库位于