SBLYJD-6物聯網智能家居實訓系統
一、 設備系統概述：
本系統平臺主要采用zigbee無線通訊技術來實現家居智能化控制，Zigbee是一種新興的近程、低速率、低功耗的無線網絡技術，主要用于近距離無線連接。具有低復雜度、低功耗、低速率、低成本、自組網、高可靠、超視距的特點。主要適合應用于自動控制和遠程控制等領域，可以嵌入各種設備。ZigBee就是一種便宜的、低功耗、自組網的近程無線通訊技術。系統主要包括消費電子、能源管理、衛生保健、家庭自動化、建筑自動化和工業自動化。隨著物聯網的興起，此設備是現代智能居家系統最具代表之一，提供良好的 教學設備實訓平臺。
二、技術參數
1、實訓設備模擬房間尺寸長2000 mm×寬1200 mm×高2000 mm 操作臺長1600mm×寬700mm×高1800由鋁合金型材框架和安裝布線網孔板組成。用于ZigBee基本的傳感數據采集與輸出控制實驗
2、智能家居電器安防管理系統 模擬智能家居應用，通過軟件對產品模塊進行管理
3、提供3V、5V、12V等電源接口，以及電源適配線纜。
4、配接通用串行接口擴展到桌面，以方便模塊與PC通信，提供串口線纜
三、實訓項目
1、遠程控制實訓
2、定時控制實訓
3、智能照明操作實訓
4、無線遙控操作實訓
5、場景控制操作實訓
6、集中控制操作實訓
7、電腦控制操作實訓
8、家電控制操作實訓
9、電動窗簾操作實訓
10、家居安防模塊的連接實訓
四、設備配置表
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1.智能家居安裝維護操作臺 | ||
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序號 |
器材名稱 |
器材規格或型號 |
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1 |
智能家居安裝維護操作臺 |
1、規格尺寸 1600 mm×750 mm×1700 mm 2、基礎控制區 用于基本的傳感數據采集與輸出控制實驗 3、智能家居電器安防管理系統 模擬智能家居應用 4、智能家居生態園藝管理系統 模擬家居園藝應用 5、智能書架管理系統 利用RFID技術，通過軟件對產品模塊進行管理 6、電源及配件 提供3V、5V、12V等電源接口，以及電源適配線纜。 7、串口及配件 通用串行接口擴展到桌面，以方便模塊與PC通信，提供串口線纜 |
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2 |
基礎控制區 |
智能家居安裝維護操作臺基礎控制區，集成了多種傳感器和輸出控制設備，學生利用ZigBee協調器、路由器、傳感控制節點板，采用多種無線技術完成環境數據采集和控制實驗，組網實驗，同時也可以進行組合創新實驗。基礎控制區功能 1、溫濕度傳感器模塊 采集環境的溫度與濕度 2、光敏傳感器模塊 采集環境的光照強度 3、煙霧探測傳感器模塊 模擬安防中的煙霧探測 4、人體感應傳感器 模擬安防中的入侵檢測 5、緊急呼救按鍵 模塊緊急呼救求助按鈕 6、數碼管模塊 模塊溫度顯示等 7、LED燈模塊 模擬室內照明 8、直流電機 模擬空調風扇等家電設備 9、步進電機 模塊電動窗簾、洗衣機等設備 10、繼電器輸出（燈） 模擬環境加溫設備 11、自動灌溉模塊輸出 12、土壤溫度傳感器 |
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3 |
智能家居電器安防管理系統 |
1、智能家居電器安防管理系統實現家居環境監測、智能家電自動控制、安防系統與報警、遠程監控等功能 2、通過ZigBee協調器和傳感控制節點組成無線網絡，采集室內溫度、濕度和光照度，實現燃氣與煙霧探測、入侵探測、門窗防撬，緊急求助報警等功能，并將采集的數據傳輸到服務器，對模擬的家電設備進行控制功能 3、溫濕度傳感器模塊 采集環境的溫度與濕度 4、光敏傳感器模塊 采集環境的光線強度 3、煙霧探測傳感器模塊 用于安防中的煙霧探測 4、燃氣探測傳感器模塊 用于安防中的燃氣探測 5、人體感應傳感器模塊 模擬安防中的入侵檢測 6、干簧門磁 模擬安防中的門窗防撬 7、緊急呼救按鍵 模塊緊急呼救求助按鈕 8、數碼管模塊 2位數碼管，模擬空調溫度設定 9、LED燈模塊 一組四只LED燈，模擬室內照明 10、直流電機 模擬空調風扇等家電設備 11、步進電機 模塊電動窗簾、洗衣機等設備 12、ZigBee傳感控制節點 利用ZigBee協調器，通過傳感控制節點采集多種傳感數據，并進行輸出控制。 13、網絡攝像頭 采集捕捉視頻圖像，遠程實時動態攝像監控。 14、繼電器控制模塊，通過傳感器I/o輸出控制模塊。 15、壓力傳感模塊，可檢測氣壓，重壓等外力壓力信號。 16、紅外對射周界防范模塊，檢測直線人體感應穿越信號。 17、電氣控制仿真軟件需提供計算機軟件著作權證書 以三維仿真交互技術和三維動畫視覺表現及多媒體數字技術為核心，能進行三維電路分析、電氣電路模擬電路考核、綜合技能虛擬實訓、電氣基礎訓練、元器件識別檢測。 |
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4 |
智能書架管理系統 |
1、物聯網智能書架管理系統包含了一個RFID智能貨架，它由RFID高頻讀寫器、天線多路器和若干平板天線構成，書架內嵌的平板天線采用水平方式放置，平放于每層書架的底部，每層書架放置一組數碼管輸出，用于顯示當前該層書架的數量。將基礎實驗中使用的每個設備當作書籍，在其底部貼上電子標簽（寫入貨品信息），平放于書架的天線上，保證能夠讀取到貨品信息。使用時要領用和歸還。 2、無線傳輸庫管信息，通過RFID高頻讀寫器讀寫圖書惑貨物進出入管理，及數量，及時在對應的一組電子顯示屏上顯圖書數，借出或出庫信息等。 |
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5 |
智能家居生態園藝管理系統 |
1、采用無線傳感網絡技術，可定時采集空氣溫度、空氣濕度、CO2濃度、光照強度，土壤溫度和水分等，來獲得作物生長的最佳條件，通過自動調節溫室環境、實現溫室集約化、網絡化遠程管理。 2、利用ZigBee協調器，通過傳感控制節點將環境監測數據傳輸到服務器，并以圖表方式顯示給用戶，當監測數據出現異常時，可利用軟件網絡實現對溫室設備（溫、光、氣、水等）的自動控制，也可以通過Internet網絡遠程監測環境信息和設備運行狀態等。 智能家居生態園藝管理系統功能 3、溫濕度傳感器模塊 采集溫室環境的空氣溫度與濕度 4、光敏傳感器模塊 采集溫室環境的光照強度 5、CO2傳感器模塊 監測溫室環境空氣中的CO2濃度 6、加熱器 提供真實溫室大棚內環境加溫，實現溫室恒溫控制。 7、直流電機 模擬溫室大棚內風機/換氣設備 8、繼電器輸出（燈） 模擬溫室大棚內補光燈 9、電磁閥水閥 模擬開閘放水，實現對土壤微噴灌溉 10、ZigBee協調器 組建ZigBee無線網絡，將傳感控制節點采集的數據傳輸到服務器進行處理。 11、ZigBee傳感控制節點 利用ZigBee協調器，通過傳感控制節點采集多種傳感數據，并進行輸出控制。 12、無線調光模塊，通過光敏傳感過通節點模塊進行遠程無線改變實時照度。 13、自動萬向噴灌器，實現土壤全方位進衍灌溉的模擬。 |
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6 |
產品組件參數 |
1、溫濕度傳感器主要參數 輸入電壓 DC 5V 測量范圍 溫度 -40℃～120℃ 濕度 0～100%RH 測量精度 溫度 ±0.5℃ 濕度 ±4.5%RH 2、光敏傳感器主要參數 輸入電壓 DC 5V 測量范圍 0～200000LUX 測量精度 ±20LUX 3、煙霧傳感器主要參數 輸入電壓 DC 5V 測量范圍 0～2000PPM 測量精度 ±50PPM 4、可燃氣體傳感器主要參數 輸入電壓 DC 5V 測量范圍 0～2000PPM 測量精度 ±50PPM 5、紅外人體傳感器主要參數 輸入電壓 DC 5V 工作波長 6～14μm 靈敏度 3300W/V 輸出信號 >2.2V 6、攝像頭主要參數 接口類型 USB 2.0 分辨率 800X600 最大幀頻 30FPS 對焦范圍 >6mm 視場 >50mm 曝光控制 自動（在范圍22000:1內） 系統支持 Windows 7，Windows Vista，Windows XP 7、直流電機主要參數 輸入電壓 DC 5V 額定轉速 7000 rpm 預計壽命 25 °C時預計壽命40000小時 最大風量 9.0 m³/h 噪音指標 <31.0 dbA 工作溫度 -10℃～60℃ 8、步進電機主要參數 輸入電壓 DC 5V 步進角度 5.625 x 1/64 減速比 1/64 噪音指標 <35.0 dbA 牽入轉矩 300gfcm 摩擦轉矩 600～1200gfcm 數碼管主要參數 輸入電壓 DC 5V 數碼管顯示位數 2位 顯示數值范圍 0～99 9、LED主要參數 輸入電壓 DC 5V LED燈數量 4個紅色LED 預計壽命 30000～50000小時 10、求助按鍵主要參數 輸入電壓 DC 5V 預計壽命 100,000次 反應時間 <100ms 工作溫度 -30℃～70℃ 11、繼電器主要參數 觸點形式 一開一閉 線圈電壓 DC 5V 觸電電壓 DC 12V 線圈功率 0.36W 吸合電流 70mA 釋放電流 0mA 觸點電流 <10A 預計壽命 100,000次 12、RFID貨架讀寫設備主要參數 產品尺寸 讀寫器180X140X38mm（不含天線及固定部分） 天線多路器70X60X22mm（不含天線及固定部分） 平板天線70X70X10mm（不含天線及固定部分） 輸入電壓 DC 12V 支持天線數 標配12個，最大16個 天線切換時間 1S 支持標準 ISO14443A，ISO15693 讀卡距離 0-7cm 讀卡時間 1-2ms 工作頻率 13.56MHz 支持接口 RJ45，RS232 工作溫度 -20℃～60℃ |
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2.智能家居樣板操作間 | ||
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序號 |
器材名稱 |
器材規格或型號 |
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1 |
智能家居樣板操作間 |
1、 整套設備采用鋼結構及鋁合金型材承重支架，組成半封閉實訓環境；模擬真實家居環境。 2、鈑金采用1.5加厚型鋼板，數控沖銑網孔、便于學生組裝設備及布線實習； 3、實訓工位整體色調一致、整個系統采用烤漆工藝，確保產品不易生銹、易維護和保養； 4、模塊化設計，標準連接件，積木式架構，可隨意組裝成各種結構，便于維護、拆卸和運輸。 5、樣板間頂部鋼板采用滑塊式前置型固定法。側板采用擋片式后置式固定法；側面靠下裝有活動桌面，必須采用前置式固定法，牢固可靠，保證安全； 6、樣板間上固定線槽，線槽內布置實訓專用的電源線；支持每一個實訓所用部件的供電； 7、溫濕度傳感器：采用 CMOS 過程微加工專利技術，確保產品具有極高的可靠性和出色的長期穩定性。該傳感器由電容式聚合體測濕組件和 能隙式測溫組件組成，并與 A/D 轉換器以及數字接口在單晶片中無縫結合，使得該產品具有功耗低、反應快、抗干擾能力強等優點。 8、電子門禁：安裝在每個工位的側面，學生通過刷卡和集中控制方式可控制門禁通行；強制門狀態為常開或者常閉功能；射頻頻率：315MHZ。 9、煙霧探測器：一種半導體氣體感測器，它用來偵測生物性的揮發性氣體，它的電阻值隨著大氣所含的氣體的增加而減少，這種電阻的減少現象，便是用來偵測氣體的電氣輸出信號。 10、安裝配套實訓部件：換氣扇 1個、旋轉式警示燈（不帶蜂鳴器）1個、節能燈 2個、梯子 1個、萬用表測量表 1只、32英寸LED液晶電視 1臺、掛壁式空調 1臺、電動窗簾 1套、平板電腦 1個、DVD、無線攝像機、掛式音響 11、智能開關，智能插座，吸頂燈、螢石智能監控等。’ |
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3.智能網關 | ||
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序號 |
器材名稱 |
器材規格或型號 |
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1 |
智能主機及網關 |
控制主機： 主機尺寸：205x 150 x 30 (mm) 外形顏色：黑色（帶藍色呼吸燈） 電壓：DC9V 功率：0.5W 重量：1200g 環境：溫度：－20℃-＋60℃；濕度：10%-95% 外置315M、GSM天線，標準以太網接口 SIM卡接口、RS232串行通信接口 無線載波頻率：ASK:315MHz+/- 150KHz /; Zigbee:2.4GHz 擁有800路發射通道 GSM蜂窩頻率：GSM 850/900/1800/1900M 參數： 無線控制協議：2262、1527編碼，PT2262編碼的震蕩電阻、地址碼、數據碼可任意配置。 ◎無線控制距離：配備了大功率315MHz無線射頻發射裝置，發射距離理論值空曠地約4000米，實測可以穿透4-5層樓 ◎Zigbee 2.4G 雙向通信模塊：可以連接各類兼容KinCony的Zigbee協議的相關產品，支持雙向通信。 ◎無線輸入通道：40路無線輸入。 ◎無線紅外控制：標準38KHz紅外線編碼發射，使用時結合紅外線轉發器可以進行360度全方位控制。 ◎8組定時控制：可定時驅動所有輸出和更換工作場景，掉電時鐘保持。可自由配置星期規律，實現不同的定時方案。 ◎16組來電控制(短信控制)：來電進行(接收短信內容)電話號碼識別后，控制輸出和更換工作場景，可設置16個電話號碼(短信內容)作為情景模式觸發源，電話號碼(短信內容）可任意編輯。 ◎40組無線傳感器控制：40路無線傳感器觸發信號，控制輸出和更換工作場景，可設置16個電話號碼作為情景模式觸發源。 ◎50組情景控制：每種場景支持30路輸出組合操作。用戶可根據自己的需求配置觸發命令： 觸發命令來源：1、定時 2、電話 3、短信 4、無線輸入 情景模式控制輸出對象：1、無線 2、紅外 3、電話 4、短信 5、設防 6、解防 ◎帶加密功能的網絡控制功能，支持局域網、寬帶網、GPRS、WiFi等網絡系統。 ◎支持遠程TCP客戶端訪問和監控，支持WindowsXP、Windows7平臺 ◎支持移動手機平臺客戶端軟件、支持安卓Android、iPhone4以上系列等手機或PAD平板。 ◎支持遠程動態域名地址DDNS功能，可以固定域名訪問。 ◎支持P2P穿透方式訪問主機，杜絕了動態域名的不穩定性。 ◎支持遠程網絡固件升級，業內首創，主機固件有更新，只需通過網絡即可升級，而無需將主機寄回我司。 網關： 屏幕尺寸:12英寸 是否PC平板二合一: 是 核心數:八核心 顏色分類:白金（10.6寸八核可通話） 網絡類型:4G 熱門功能:WiFi/重力感應/HDMI/3G外掛/U盤外掛 電話 藍牙 GPS 處理器型號MT6592 存儲容量:16GB 32GB 64GB 128GB可選 操作系統:安卓5.1 分辨率:2560x1600 觸摸屏類型:電容屏 CPU主頻:2.0GHZ 內存容量:128GB 16GB 32GB 64GB 是否支持藍牙:支持 攝像頭類型:雙攝像頭 存儲類型:固態硬盤 接口類型:音頻接口 USB SIM卡音 |
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4.環境監測套件 | ||
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序號 |
器材名稱 |
器材規格或型號 |
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1 |
ZigBee協調器 |
1.支持通過JTAG接口進行嵌入式程序的寫入、調試。 2.Zigbee協調器支持RS232 3.射頻芯片：TI CC2430 4.Flash容量：128KB 5.工作頻率：2.4GHz-2.4835GHz 6.傳輸速率：250 kbps 7.通訊協議標準：IEEE 802.15.4 8.傳輸距離：室內30m，室外100m 9.數據通訊接口：RS232 10.天線接口：2.4G SMA天線 11.工作電壓：電池DC 3.3V；外部電源適配器DC 6V-12V，典型5V 12.工作電流：<120mA 13.供電方式：外部電源適配器/JTAG接口 14.溫度：-20℃～+70℃ 15.工作濕度：5%RH～90%RH |
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2 |
Zigbee傳感控制節點 |
1.每個Zigbee傳感控制節點能夠同時支持下列傳感器和執行器件：LED燈接口,溫濕度傳感器,氣體傳感器,人體感應,干簧管,直流電機,繼電器,步進電機,數碼管同時工作 2.射頻芯片：TI CC2430 3.支持通過JTAG接口進行嵌入式程序的寫入、調試。 4.Flash容量：128KB 5.工作頻率：2.4GHz-2.4835GHz 6.傳輸速率：250 kbps 7.通訊協議標準：IEEE 802.15.4 8.傳輸距離：室內30m，室外100m 9.天線接口：2.4G SMA天線 10.工作電壓：電池DC 5V；典型5V 11.工作電流：<3A 12.供電方式： 4種供電模式。 ①、3v直流干電池現場供電； ②、通過仿真下載器供電； ③、外接DC5V電源供電； ④、通過主板數據接線通過電腦供電等方式； 13.工作溫度：-20℃～+70℃ 14.工作濕度：5%RH～90%RH |
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5.智能家居套件 | ||
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序號 |
器材名稱 |
器材規格或型號 |
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1 |
Zigbee協調器 |
1、支持通過JTAG接口進行嵌入式程序的寫入、調試。 通訊接口：Zigbee協調器支持USB通訊，選RJ45接口 射頻芯片：TI CC2530 Flash容量：256KB 工作頻率：2.4GHz-2.4835GHz 傳輸速率：250 kbps 通訊協議標準：IEEE 802.15.4，Zigbee 2007Pro 傳輸距離：室內50m，室外100m 天線接口：板載天線 2、工作電壓：電池DC 3.7V；外部電源適配器DC 5V ,板載電池充電。 工作電流：<40mA 供電方式：外部電源適配器/JTAG接口 溫度：-20℃～+70℃ 工作濕度：5%RH～90%RH 鍵盤接口：五向鍵 顯示接口:128X64 LCD顯示屏 |
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2 |
Zigbee傳感控制節點 |
1、支持通過JTAG接口進行嵌入式程序的寫入、調試。 通訊接口：支持USB通訊 、TTL UART通訊 射頻芯片：TI CC2530 Flash容量：256KB 工作頻率：2.4GHz-2.4835GHz 傳輸速率：250 kbps 通訊協議標準：IEEE 802.15.4 ，Zigbee 2007Pro 傳輸距離：室內50m，室外100m 天線接口：板載天線 2、工作電壓：電池DC 3.7V；外部電源適配器DC 5V ,板載電池充電 工作電流：<40mA 供電方式：外部電源適配器/JTAG接口 溫度：-20℃～+70℃ 工作濕度：5%RH～90%RH |
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3 |
其它配件 |
1、傳感控制節點外殼 2、無線路由54M 3、節點繼電器板 4、節點繼電器板外殼 5、電壓繼電器板 6、電壓繼電器板外殼 7、紅外學習模塊 8、紅外學習模塊外殼 |
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4 |
一體化智能故障考核軟件（為了避免知識產權糾紛須提供證明軟件屬權的材料） |
該系統集成遠程實驗臺電源管理系統，通過手機或其他移動終端系統監控查詢學生實驗臺的電源開關狀態；單獨開啟關閉學生實驗臺電源；全部開啟或全部關閉實驗臺電源功能；定時開啟關閉電源功能。 該系統還可通過 PC 控制終端進行實訓考核，也可通過手持移動控制終端進行實訓考核，可自由設定任意一處與電控模塊引腳有關的各種常見故障，故障類型包括：線路斷 路、對地短路、接觸不良，偶發等故障現象。每套驅動模塊可以設置 8 路大電流 5A 的 開路故障、16 路小電流 2A 的信號通路的開路、不良、偶發、短路等故障，共 24 路故 障設置。可根據需求擴展設置 64 路大電流 5A 的開路故障、128 路小電流 2A 的信號通 路的開路、不良、偶發、短路等故障，共192 路故障設置。可根據用戶使用要求調整故障設置點的數量和故障設置類型。 所有配備驅動模塊的實訓設備，均可通過內置的專用新型無線數據傳輸模塊無線組網， 實現遠程集中管理。 用戶可選擇通過無線或 RS-232 串口通訊與其它實訓設備配套的無線故障設置控制系統 組成一個網絡，通過主控計算機控制每一臺實訓設備的故障設置、故障排除、參數設定、 遠程起動、信息反饋、考核評分等功能。 集成無線多功能數據采集、分析、控制系統可實時長時間記錄電壓、電流等，并生成趨勢曲線。需提供計算機軟件著作權證書。 |
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5 |
便攜式智能家居信號測試記錄模塊 |
1、具備電壓、電流、溫度采集，可以記錄觀察電壓、電流跳變的圖像數據，精度±0.05%真有效值測量USB數據傳輸，彩屏LCD顯示 2、具有示波器、虛擬頻譜儀、虛擬萬用表、虛擬數字量輸入輸出模塊。 3、集雙通道電子信號圖像數據采集記錄儀、頻譜分析儀和邏輯分析儀于一體，不低于20M，具有1KHz基準方波輸出接口；圖像數據可以按時間和電壓輸出到EXCEL、BMP和OSC；數據記錄最大4G；FFT、相關和功率譜頻譜分析，FFT支持8～1048576點的選擇，支持triangular、cosine、Bohman、Parzen等 18種窗； 4、功率譜支持自功率譜和互功率譜的計算；相關支持自相關和互相關的計算； 5、虛擬任意波形輸出模塊，頻率25Mz ，輸出波形：正弦波，三角波，方波，TTL，任意波形。 6、虛擬萬用表模塊：直流電壓，量程60.00mV、600.00mV、6.00V、60.00V、600.0V、800V；交流電壓測量，量程 60.00mV 、600.00mV、6.00V、60.00V、600.0V；直流電流測量，量程 60.00mA 、600.00mA 、6.000A、10.00A；交流電流測量，量程 60.00mA、600.00mA、6.000A、10.00A；電阻測量，量程 600、6.000 K、60.00 K、600.0 K、6.000 M 、60.00 M；電容測量，量程 40.00nF 、400.00nF、4.000uF、40.00uF、400.0uF；二極管測量 0V~2.0V 7、虛擬電子測量儀器系統軟件為了避免知識產權糾紛須提供證明軟件屬權的材料 1）本軟件系統由安裝于實驗臺學生機上的實驗軟件和教師機上的管理軟件組成，要求程序均由LabVIEW軟件編制。中文菜單式操作界面，人機對話友好。學生在啟動程序后，鍵入自己的學號，系統即在教師機數據庫中找出該學生的姓名，經過學生確認后，學生選擇所要做的相應實驗，即進入正常的實驗界面。 2）能實現密碼登錄系統，設置數據庫路，系統測試(查詢設備)，學生庫設置，題庫與題庫等級設置，考核試卷提取與存儲考核時間設置與啟動，考核成績查詢，考核成績打印，登錄密碼修改與恢復。 3）、學生終端采用LabVIEW軟件編制具有聯機考核功能，學號查詢，故障解除，時間查詢，分數查詢，設備號查詢，學生實驗數據、學生考勤及學生考試、學生實驗選做等管理功能。 4）學生在啟動程序后，鍵入自己的學號，系統即在教師機數據庫中找出該學生的姓名，經過學生確認后，學生選擇所要做的相應實驗，即進入正常的實驗界面。 |
