“这个寒假我是一点没放松,除了除夕过年,我一直在参加数字电路系统创新设计竞赛,和以往不同的是,我们的竞赛都是在线上,而且是远程操控硬件设备的那种,硬核而刺激,也算是长了见识。”
刚刚寒假结束返校,中国计量大学机电工程学院的大三学生朱晋杨自觉“寒假收获很大”。他所说的,正是杭州电子科技大学寒假开始时举办的“首届全国数字电路系统远程实境创新设计竞赛”。
记者了解到,数字电路课,是电子信息、计算机、通信工程等学科的基础课。像数字电路系统创新设计竞赛,因为涉及到硬件实验,一般都是线下在实验室举行。“而自从2020年新冠疫情发生以来,无接触硬件实验的理念,开始热起来。实验室毕竟是较封闭环境,做实验难免人接触人,人接触物,对疫情防控不利。这一痛点问题,让我们加快完善自己研发的远程控制实境实验平台的步伐。”杭电电子信息学院副院长、远程实验平台开发项目负责人陈龙教授表示。
何为远程控制实境实验平台?以杭电目前已经研发完成的电机远程实验平台为例。它是由模拟操作界面、云端服务器,加上实体实验设备以及相关传感器组成。用户可以通过电脑上的操作界面来下达指令,指令再上传到云端服务器,云端服务器作为中转,把指令传输到实验设备上,实验设备根据这些指令进行一系列的实验动作,这些实验动作中产生的实验数据被传感器采集,再传回云端服务器,从而到达用户界面,这些数据形成可视化的图线。同时,用户可以通过高端“摄像头”实时观察实验设备的运转状况。“互联网所及,不管你离实验设备有多远,就像在设备前亲自做实验一样。”
“去年上半年疫情肆虐,不少大学无法返校上课,南开大学电子信息与光学工程学院给学生寄电路芯片、LED、数码管让学生在家做实验的新闻,给我触动很大。刚刚结束的寒假期间,不少学生在家也想做硬件实验但没有硬件条件,毕竟电子类实验器件动辄上千,所以我们就有了依托学校现有的远程控制实验平台搞数电系统设计竞赛的打算。”陈龙说,为了让更多电子信息学科群学生受益,本次竞赛面向全国所有高校学生。
记者走进杭电下沙校区电子信息学院的远程实验中心。一个大约80平米的实验室里,靠墙的一排长桌上一溜排满了大实验箱。一个大立柜里的横向、纵向隔间里,大试验箱错落放置。总共有50个大试验箱。而每个实验箱里配置有交通灯模块、点阵显示模块、VGA显示控制器设计、多功能电子钟设计模块等实验单元。“试验箱是杭电自己几十年办学积累研发的,这里的每一个实验箱集成度都很高,可以支持做几百个电子信息学科实验。”远程实验中心成员马学条介绍道。
一个个试验台上,各种显示灯明灭、电机转动停止、显示屏色调变幻,其实是分布在天南地北的近60所大学上千名学生,正在通过电脑远程控制试验设备,通过写代码、观察、分析在做设计。他们通过平台提前预约,每次获得20分钟的做实验时间,做不完的话,可以继续预约,从而获得大量的动手远程控制实验机会。
马学条老师指着其中一个试验台上的灯光变化不停的交通灯实验模块说,“这是实现交通灯功能的实验,这位同学的红绿灯协调代码写的不错,但是右上角的数字倒计时一直没动,他可能还在写倒计时代码,或者代码写的功能不行。
“到目前为止,后台上显示,有988名上海大学、西南交通大学、杭电等高校大学生参加了这个线上硬件竞赛,后台都有他们的实验数据,他们也会撰写实验报告参加线上答辩决定获奖名次,为了展示硬件实验过程效果,做实验的同学随时可以远程调整硬件控制实验平台上安装的摄像头,确保达到最佳画面捕捉效果。”陈龙告诉记者。
“研发远程控制实境实验平台,对打造有深度、有难度、有挑战度的实验金课,意义重大,”杭电电子信息学院院长李文钧认为,其将在工科无接触硬件实验竞赛中大显身手,办大规模的全国性电子设计竞赛,师生人员流动大,实验室数量要求多,而且做实验难免接触,这些都对疫情防控不利,“倒不如开发完善远程控制实境实验平台,本身这样的实验平台占物理空间不大,一个大实验室的提供实验机会量相当于一幢楼传统实验室的接纳能力。关键是无接触、体验感强,随时随地能如臂使指的远程操控实验设备,它代表着未来发展趋势。”(程振伟 周彦均)

