基于Android的远程实验客户端设计.docx

1基于的远程实验客户端设计黄广发吴先球华南师范大学物理与电信工程学院广东广州摘要为了让实验者在移动终端上完成远程实验的异地操作设计一种基于平台的远程实验客户端通过对开源播放器进行二次开发使用通信传输跨平台控制指令利用中的标签绘画波形图实现客户端进行远程实验的视频监控远程控制实验仪器和数据处理等功能以单摆法测重力加速度实验进行效果验证实测结果表明客户端具有稳定可靠实验数据处理精度高人机交互性好等优点关键词远程实验客户端中图分类号文献标识码文章编号收稿日期基金项目广州市科技和信息化局科普计划资助项目引言在当今信息技术高速发展的时代学习的自主化智能化和终身化使得远程教育必须要与时俱进就是要运用信息技术改善远程教学系统以满足人们的迫切需求远程实验是通过互联网远程操作实2验仪器在异地完成真实的实验过程远程实验不受时空限制特别是随着平板电脑智能手机等移动终端的普及系统占据了主流只要连接了就可以根据实验者的水平和需要随时随地使用客户端去选做各种实验这种移动学习环境下的实验教学模式增加了教学的灵活性具有广泛的应用前景为了满足移动学习的需求本文结合远程控制实验的系统特点设计了一种基于的客户端实现了远程控制实验的移动性操作系统硬件及其工作原理远程实验系统的硬件结构如图所示服务器通过串口连接控制模块控制模块连接实验仪器通过执行服务器传送过来的指令控制实验仪器并采集实验数据摄像机捕获现场仪器的运行情况通过接口反馈给服务器服务器再通过网络及时反馈给远程的操作者控制模块主要由主控单片机和相关外设组成服务器上使用软件与控制模块进行通信使用进行流媒体数据的编码和传输使用进行搭建应用服务器响应页面的请求访问提供了实验数据处理功能客户端设计客户端是远程实验系统的一部分实验者直接在客户端上进行远程实验的操作具有实时观察实验现象实时远程控制实验仪器实验数据接收与处理等功能3应用程序开发环境开发环境由开发工具包开发程序的软件工具专属的软件开发工具包开发应用程序的插件原生开发工具包部分组成通过安装和进行相应的配置即可完成开发环境的搭建功能流程远程实验的实验仪器是实际设备远程用户使用客户端通过网络对其进行操作控制实验设备的运行客户端的整体功能如图所示其中观察实验现象部分是先要接入流媒体服务器再把通过协议传输过来的视频流进行解码最后通过控件播放出来控制实验仪器部分主要是通信在主线程下申请子线程进行处理具体采用消息传递机制数据处理部分是下载服务器端采集为格式的数据文件读取后在上使用绘制波形图这种可视化的数据分析可以让实验者读取数据进行公式运算关键技术接口将开源播放器应用到上需要通过将的源代码编译成库文件再通过提供的接口调用因为的代码完全由编写在需要调用第三方库文件时使用4接口的应用可以让开发者实现一些用语言难以实现的功能在上层通过以下代码载入已经编译好的库文件类通过声明库中的本地函数就可以在上层应用程序调用在主类中调用接收服务器端发送的视频流经过程序处理后进行播放关键代码如下多线程应用采用多线程技术可以避免线程的阻塞其中方法最为常用具体操作是在新启动的线程中发送消息在主线程中获取处理消息通过回调的方式主线程能够处理先启动线程所发送的消息5在观察实验现象的同时要对实验仪器进行控制这就需要使用多线程来实现主线程是视频播放实验仪器控制就会开启新的子线程来执行简单的代码实现如下在主线程中定义在另一线程中执行任务控制实验仪器通过通信实现包括个步骤建立连接发送数据关闭套接字核心代码如下6整个通信过程需要采用机制标签标签是中的新标签只是一种图形容器必须使用脚本来绘制图形有一个基于的绘图所以在绘图方面非常方便其基本的使用步骤如下获取要操作的的操作的代码在控件中使用必须在中使能还要解决乱码问题代码如下应用实例7使用该客户端进行操作远程控制实验选用单摆法测重力加速度实验因为此实验需要实时观察实验现象远程控制电机的开关采集传感器数据进行运算等内容最后通过实验的完成进而算出重力加速度通过读图输入然后客户端会自动计算出重力加速度计算原理是由周期得到重力加速度客户端的数据处理界面如图所示结语本文设计的客户端结合基于模式的远程控制实验系统实现了在客户端上通过互联网完成远程实验的操作过程实时观察实验现象低延时控制实验设备准确处理实验数据等功能增强了远程实验的真实感有助于更好地掌握实验原理本客户端除了应用到以上实验外还可以应用到其他物理实验的教学当中基于平台的远程实验客户端突破了传统实验的时空限制提高了实验设备的利用率最大限度地共享实验教学资源参考文献吴先球刘朝辉叶穗红等网络环境下远程实验的技术探讨实验技术与管理公磊周聪基于的移动终端应用程序开发与研究计算机与现代化刘龙飞章坚武基于的视频监控客户端设计与实现现代电子技术8李宗辰朱秀昌基于的多路视频监控系统现代电子技术杨丰盛应用开发揭秘北京机械出版社闫伟叶建栲多线程技术在手机开发中的应用信息通信孙剑董超夏继媛等基于的在灯光控制系统中的应用深圳职业技术学院学报庞程崔宣粟潘等基于平台的研究与实现机械管理开发佚名标签的具体使用方法张冠芬单摆智能化测量重力加速度实验的研究菏泽学院学报作者简介黄广发男广东阳江人硕士研究生研究方向为物联网技术与应用吴先球男广东平远人教授博士研究方向为信息技术在物理实验中的应用核磁共振技术及其应用