泰克智能實驗室（TekSmartLab）在全球著名高校的應(yīng)用介紹

安泰測試設(shè)備

背景
傳統(tǒng)電工電子實驗室的大班教學(xué)方式在我國高校已經(jīng)延續(xù)多年，實驗室老師負責(zé)在教室指導(dǎo)同學(xué)進行實驗操作，以口傳身教的方式通過操作實驗儀器幫助學(xué)生掌握實驗原理，熟悉實驗設(shè)備操作。

高校持續(xù)擴招，興建新校區(qū)等因素，導(dǎo)致傳統(tǒng)實驗室教學(xué)方法日漸不足，實驗室老師教學(xué)負擔(dān)日益加重，需要在多個教室甚至多個校區(qū)之間往返奔波。反復(fù)指導(dǎo)同學(xué)完成實驗內(nèi)容，課程壓力較大。對同學(xué)來說，傳統(tǒng)實驗室操作方式固定，受到實驗室空間和時間限制，導(dǎo)致學(xué)生上機實驗時間不足，得不到有效的動手鍛煉。傳統(tǒng)實驗室在教學(xué)方面的局限性日益顯著。

而另一方面，學(xué)校信息化建設(shè)和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)逐漸加強，越來越多的數(shù)據(jù)，信息和管理通過網(wǎng)絡(luò)完成，提高效率的同時，降低了運行成本。在這一信息化進程中，傳統(tǒng)實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(shè)之外。

傳統(tǒng)電子電工實驗室

對未來實驗室的發(fā)展方向，教育部在信息化十年發(fā)展規(guī)劃中提到：縮小基礎(chǔ)教育差距，促進優(yōu)質(zhì)教育資源共享，推進信息技術(shù)與教學(xué)融合 ，建設(shè)智能化教學(xué)環(huán)境。另外2015年虛擬仿真實驗教學(xué)中心建設(shè)工作的通知中，將科學(xué)規(guī)劃、共享資源、突出重點、提高效益、持續(xù)發(fā)展作為指導(dǎo)方針。并對虛擬實驗室建設(shè)提出了：虛實結(jié)合、相互補充、能實不虛的發(fā)展原則。

為加快創(chuàng)新型國家建設(shè)，學(xué)校的智能化和創(chuàng)新發(fā)展是必要條件。我們認為在未來實驗室建設(shè)中，提高效率，鼓勵創(chuàng)新，資源共享，虛實結(jié)合是傳統(tǒng)實驗室與創(chuàng)新型實驗室重要的區(qū)別。未來實驗室將至少具備：網(wǎng)絡(luò)化控制，集中管理，實驗室共享和發(fā)展實驗?zāi)秸n的功能。幫助學(xué)生更好的為將來就業(yè)做好準備，熟悉工程師實驗室的工作環(huán)境，積極引導(dǎo)學(xué)生激發(fā)學(xué)習(xí)和工作興趣。

泰克智能實驗室（TekSmartLab）解決方案和應(yīng)用案例介紹

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

TekSmartLab的設(shè)計原則是基于網(wǎng)絡(luò)管理整個實驗室的儀器儀表，通過網(wǎng)絡(luò)進行狀態(tài)查詢和遠程控制。因此整個實驗室使用標準以太網(wǎng)協(xié)議，可以通過有限網(wǎng)或無線網(wǎng)組成實驗室網(wǎng)絡(luò)。使用無線網(wǎng)絡(luò)的好處是無需對傳統(tǒng)實驗室結(jié)構(gòu)進行大的調(diào)整，只要添加無線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(shè)備都符合通用網(wǎng)絡(luò)標準，使用標準的有線或無線路由器，以及標準的無線網(wǎng)卡進行網(wǎng)絡(luò)連接�？梢允褂矛F(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)進行連接，也可以獨立建立專用的局域網(wǎng)絡(luò)。教師端服務(wù)器是通用PC機，使用常見的Windows操作系統(tǒng)。整個系統(tǒng)可以進行自動ip地址分配或手動ip地址分配。

每個實驗桌需要配置一個泰克公司自主研發(fā)的TSL-3000B智能連接終端，通過USB接口將實驗臺的儀器連接到有限網(wǎng)或者無線網(wǎng)上，每個終端最多可以同時連接6臺USB設(shè)備或儀器。智能連接終端采用工業(yè)化設(shè)計，直接管理實驗桌上的儀器儀表，降低實驗室服務(wù)器負擔(dān)。使實驗室儀器儀表通信具備高可靠性和快速響應(yīng)能力，基于網(wǎng)絡(luò)的通信可以保證長時間穩(wěn)定性，不會出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟包和操控失靈的現(xiàn)象。整個網(wǎng)絡(luò)中所有的儀器設(shè)備設(shè)置和讀取速度非�？臁�

TSL-3000B 智能連接終端

這種配置下，一個實驗室最多可以同時連接100個實驗臺共600臺電子儀器。具備靈活配置的特點，可以隨時添加或刪除實驗臺和實驗儀器。支持的儀器儀表覆蓋泰克公司常見的主流示波器、信號源、電源和數(shù)字萬用表，可以按照學(xué)校教學(xué)實驗的需求，自行組合。

泰克智能實驗室（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

泰克智能實驗室管理界面，提供遠程監(jiān)控和管理，實時查看實驗室儀器儀表連接狀態(tài)

上海交通大學(xué)實驗室，集中監(jiān)查、集中控制實驗室儀器設(shè)備

英國華威（Warwick）大學(xué)搭建的泰克智能實驗室共計55個實驗桌，220臺儀器，可在實驗開始前對所以儀器進行統(tǒng)一的一鍵設(shè)置。避免出現(xiàn)手動配置常見的設(shè)置錯誤導(dǎo)致待測件受損

傳統(tǒng)手動設(shè)置如此大規(guī)模的實驗室儀器需要花費半小時以上的時間，但是用泰克方案后，老師在服務(wù)器進行統(tǒng)一操作，時間減少到1分鐘以內(nèi)，受到任課老師的歡迎

老師在服務(wù)器端可隨時遠程查看和設(shè)置實驗桌儀器。例如示波器顯示波形是否正常，電源電壓電流設(shè)置是否正確等。配合簡單的電化教學(xué)工具，可以隨時將某一個實驗桌的情況分享給全班同學(xué)，進行點評。通過這樣的方式可以進一步提高教學(xué)效率，減少實驗室老師的工作強度。實現(xiàn)遠程指導(dǎo)實驗和分享實驗數(shù)據(jù)

北京郵電大學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)實驗室，系統(tǒng)配合電化教學(xué)工具，幫助老師實現(xiàn)教學(xué)效率的提升

隨時在大屏幕上講解實驗步驟，分享實驗結(jié)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(xí)效率

提供關(guān)閉示波器AutoSet功能，學(xué)生需要手動調(diào)節(jié)示波器觸發(fā)，使信號穩(wěn)定下來。強制學(xué)生通過手動操作示波器，練習(xí)如何設(shè)置觸發(fā)，使信號穩(wěn)定。鍛煉學(xué)生更加熟悉示波器的操作和原理

通過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，從而杜絕了實驗結(jié)果抄襲的現(xiàn)象

在線下載編輯實驗報告，在線提交實驗報告，簡化學(xué)生操作流程

UCLAN 英國中央蘭開夏大學(xué)在創(chuàng)新實驗室使用智能創(chuàng)新實驗室套件，學(xué)生在實驗室自己開發(fā)項目，自己進行實驗，在線提交實驗結(jié)果，無需老師參與

實驗室管理效率的提升
傳統(tǒng)實驗室的資產(chǎn)管理非常繁瑣，需要老師手動抄寫儀器型號序列號進行統(tǒng)計，儀器使用時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(fù)印講義和實驗指導(dǎo)書，造成了一定的資源浪費。
智能創(chuàng)新實驗室提供實驗室儀器儀表使用數(shù)據(jù)，老師可以隨時查看每臺實驗室儀器的型號/序列號以及使用時間，了解實驗室資產(chǎn)信息。另外老師可以為每一門課程建立自己的數(shù)據(jù)庫，包括儀器配置信息，課程教學(xué)資料等。學(xué)生可以在線上下載教學(xué)資料進行提前的預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)。同時泰克智能創(chuàng)新實驗室也為開展實驗?zāi)秸n，以及實驗教學(xué)創(chuàng)新提供支持。

自動獲取精確的實驗室儀器儀表的資產(chǎn)信息和使用時間

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

為每一個老師的每一個實驗課程建立獨立的數(shù)據(jù)庫，包含儀器配置，教學(xué)資料和實驗報告文檔

北郵郵電大學(xué)在智能實驗室基礎(chǔ)上，探索遠程實驗教學(xué)和實驗?zāi)秸n。同時在學(xué)生科創(chuàng)競賽方向持續(xù)投入，先后選購MDO4K，TSG4100和RSA306B，豐富的實驗資源鼓勵學(xué)生實踐更多貼近產(chǎn)業(yè)的科創(chuàng)應(yīng)用。2017年北京郵電大學(xué)在全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽取得了優(yōu)異成績，包括4個一等獎和6個二等獎

泰克公司配合大學(xué)進行實驗課程講解的錄制，幫助同學(xué)在網(wǎng)上進行預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)

總結(jié)
泰克智能實驗室（TekSmartLab）提供穩(wěn)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)校更好的管理實驗室資源。將虛擬的信息化技術(shù)，與實際的實驗室儀器儀表相結(jié)合，為未來的實驗室建設(shè)打下基礎(chǔ)。