第一篇:基于JAVAEE的网上药店销售平台的设计与实现
毕 业 论 文(设 题目:基于JAVAEE的网上药店销售
平台的设计与实现
(英文):Based on JAVAEE online pharmaciessell platform design andimplementation 学
院:科学与技术学院 专业:软件设计 姓名:曾祥武
学号:
2012041543147
指导教师:钟桂凤 日
期:2016年4月
计)
基于JAVAEE的网上药店销售平台的设计与
实现
摘 要
随着计算机技术的不断发展,应用软件迅速普及,大到厂矿校企,小到图书、餐饮、医药管理等,随处都可看到它的身影。在以往依靠人工为主的医药管理方面,计算机和计算机管理系统逐步唱起了主角,凭借省时、省力、低误差等优点,从根本上改变了医药管理的传统模式,节省了人力资源,提高了工作效率。
该系统是基于JAVA EE 技术开发的Web应用,以典型的MVC模式架构为基础。通过SSH框架来实现,系统基于B/S分布式结构,适应范围广阔。
关键词:JAVA EE;SSH
Based on JAVAEE online pharmaciessell platform
design andimplementation
Abstract
With the continuous development of computer technology,the rapid expansion in the application software,a wide range to factories and mines or a small range to books, food, medicine, management.It can be seen in everywhere.In the past mainly rely on artificial medicine management,computers and computer management system in a plumb position gradually,with the advantages of the saving, energy saving, low error, fundamentally change the traditional pattern of medicine mannagement, save the human resources improve the working efficiency.The system is based on Jave EE Web application of the technology development,based on the typical pattern of MVC architecture.Through SSH framework to implement,distributed system based on B/S structure,wide adaptation Keywords: JAVA EE,SSH
目录
1前言..............................................................6 1.1 课题背景......................................................7 1.2 课题意义......................................................7 1.3 课题开发环境..................................................7 1.4 国内发展现状..................................................7 2相关技术介绍......................................................8 2.1 系统设计采用的核心技术........................................8 2.1 系统开发环境..................................................9 3可行性研究和需求分析.............................................11 3.1 可行性分析...................................................11 3.1.1经济可行性................................................11 3.1.2技术可行性................................................11 3.1.2操作可行性................................................11 3.1.3系统功能需求描述..........................................12 4数据库设计....................................................13 4.1 数据分析.....................................................13 4.2 数据库表设计.................................................14 4.2.1 数据库 E-R 图............................................14 4.2.2 数据库表.................................................15 5详细设计与实现...................................................18 5.1 系统前台基本功能的设计与实现...............................18 5.1.1注册..................................................18 5.1.1.1实现效果.........................................18 5.1.1.2实现过程.........................................19 5.1.2 登录..................................................26 5.1.2.1 实现效果........................................26 5.1.2.1 实现过程........................................27 5.1.3 商品展示模块..........................................32 5.1.3.1 实现效果........................................32 5.1.4 购物车模块............................................38 5.1.4.1 实现效果........................................38 5.1.4.2 实现过程........................................38 5.1.5 关键字搜索............................................44 5.1.6 在线客服..............................................46 5.1.6.1 实现效果........................................46 5.1.6.2 实现过程........................................46 5.2 系统后台管理功能设计与实现.................................47 5.2.1商品信息管理模块......................................47 5.2.1.1实现效果.........................................47 5.2.1.2实现过程.........................................47 5.2.2 用户信息管理模块......................................62 5.2.2.1 实现效果........................................62 5.2.2.2实现过程.........................................62 5.2.3 订单管理模块..........................................66 5.2.3.1实现效果.........................................66 5.2.3.2 实现过程........................................66 6.系统测试........................................................74 6.1软件测试概述.................................................75 6.2测试内容.....................................................75 结论..............................................................75 参考文献..........................................................76 致谢..............................................................77
1.前言
1.1 课题背景
在日常医药管理中,面对众多的药品和众多不同需求的顾客,每天都会产生大量的数据信息。以传统的手工方式来处理这些信息,操作比较繁琐,且效率低下。此时,一套合理、有效、实用的医药销售系统就显得十分重要,利用其提供的药品查询、药品分类功能,可以进行高效的管理、销售,更好的为顾客服务,于是,网上药店应运而生。
网上药店是能够通过电子商务交易市场实现与个人消费者在互联网上进行医药商品的交易,其主要功能是网上药品零售和在线药学服务。同时,网上药店与实体药店相比具有药品便宜、购药方便、保护隐私等优点,实体零售药店很少见的药品,消费者可以在网上药店购买到。当今社会,使用网上购物的消费者也是越来越多,网上购物的方便与快捷也令网上药店这一模式越发的普及。1.2 课题意义
随着科学技术的发展,计算机领域不断取得新的研究成果。并不断地代替和延伸脑力劳动方面发挥越来越重要的作用,无论是工业还是日常生活都越来越离不开计算机,尤其是在商店里,随着规模不断扩大和产品的不断增加,要处理大量的产品数据信息显得尤为的重要.本系统主要是管理药品的销售管理和在线发布、客户在线咨询,其功能包括:后台登陆、登陆的权限、不同的用户登陆到不同的后台、根据登录到后台的用户权限不同能实现对信息的添加、删除、修改、查询等一项或多项功能。系统使用动态页面设计,并用Mysql进行后台数据库的链接设计,以此形成整个管理系统。1.3 课题开发环境
主要开发工具:MyEclipse 10,MySQL、Tomcat6.0 主要技术包括:Java EE轻量级框架SSH 1.4国内发展现状
自2005年9月29日国家食品药品监督管理局正式发布《互联网要批交易服务审批暂行规定》以来,经监管部门批准,可以在互联网上进行药品交易的单位共有69家,其中38家可向个人售药,现如今全球的发展趋势来看,医药电子商务必将成为未来的大势所趋。
2.相关技术介绍
2.1 系统设计采用的核心技术
该系统采用目前最流行的SSH框架进行设计。Java的开源框架非常多,SSH便是由这众多的框架集合而成的。SSH 在Java EE项目中表示了3种框架,即 Spring + Struts +Hibernate。Struts是一个优秀的MVC框架,对Model,View和Controller都提供了对应的组件。Spring是一个轻量级的控制反转(IoC)和面向切面(AOP)的容器框架,是为了解决企业应用开发的复杂性而创建的。Hibernate是一个开放源代码的对象关系映射框架,它对JDBC进行了轻量级的对象封装,可以应用在任何使用JDBC的场合,可以在Servlet/JSP的Web应用中使用。
本网站主要采用Struts2+Spring+Hibernate框架技术。框架的主要优势之一就是其分层架构,分层架构允许使用者选择使用哪一个组件,同时为 Java EE 应用程序开发提供集成的框架。,以下对它们做一个简单的介绍:
(1)Struts2框架技术
Struts 是一款优秀的MVC框架,但随着时间的流逝,技术的进步,Struts1的局限性也越来越多地暴露出来。而Struts 2是Struts的下一代产品。是在 Struts 和WebWork的技术基础上进行了合并,全新的Struts 2框架。其全新的Struts 2的体系结构与Struts 1的体系结构的差别巨大。Struts 2以WebWork为核心,采用拦截器的机制来处理用户的请求,这样的设计也使得业务逻辑控制器能够与Servlet API完全脱离开,所以Struts 2可以理解为WebWork的更新产品。因为Struts 2和Struts 1有着太大的变化,但是相对于WebWork,Struts 2只有很小的变化。
(2)Spring框架技术
Spring是一个开源框架,是为了解决企业应用开发的复杂性而创建的。Spring使用基本的JavaBean来完成以前只可能由EJB完成的事情。然而,Spring的用途不仅限于服务器端的开发。从简单性、可测试性和松耦合的角度而言,任何Java应用都可以从Spring中受益。
(3)Hibernate框架技术
Hibernate是一个开放源代码的对象关系映射框架,它对JDBC进行了非常轻量级的对象封装,使得Java程序员可以随心所欲的使用对象编程思维来操纵数据库。Hibernate可以应用在任何使用JDBC的场合,既可以在Java的客户端程序使用,也可以在Servlet/JSP的Web应用中使用,最具革命意义的是,Hibernate可以在应用EJB的Java EE架构中取代CMP,完成数据持久化的重任。2.1 系统开发环境
(1)Eclipse Eclipse 是一种基于 Java 的可扩展开源开发平台。就其自身而言,它只是一个框架和一组服务,用于通过插件组件构建开发环境。幸运的是,Eclipse 附带了一个标准的插件集,包括为人熟知的 Java 开发工具。
虽然大多数用户很乐于将 Eclipse 当作 Java 集成开发环境(IDE)来使用,但 Eclipse 的目标却不仅限于此。Eclipse 还包括插件开发环境,这个组件主要针对希望扩展 Eclipse 的软件开发人员,因为它允许他们构建与 Eclipse 环境无缝集成的工具。由于 Eclipse 中的每样东西都是插件,对于给 Eclipse 提供插件,以及给用户提供一致和统一的集成开发环境而言,所有工具开发人员都具有同等的发挥场所。
(2)MySQL MySQL是一个小型关系型数据库管理系统,开发者为瑞典MySQL AB公司。MySQL是一种关联数据库管理系统,关联数据库将数据保存在不同的表中,而不是将所有数据放在一个大仓库内。这样就增加了速度并提高了灵活性。MySQL的SQL“结构化查询语言”。SQL是用于访问数据库的最常用标准化语言。MySQL软件采用了GPL(GNU通用公共许可证)。由于其体积小、速度快、总体拥有成本低,尤其是开放源码这一特点,许多中小型网站为了降低网站总体拥有成本而选择了MySQL作为网站数据库。
因此本系统选用MySQL 5.5进行开发。(3)Tomcat Tomcat是Apache 软件基金会的Jakarta 项目中的一个核心项目,由Apache、Sun 和其他一些公司及个人共同开发而成,是一个免费的、开放源码的、支持JSP和Servlet技术的容器。由于有了Sun 的参与和支持,最新的Servlet 和JSP 规范总是能在Tomcat 中得到体现,Tomcat 5 支持最新的Servlet 2.4 和JSP 2.0 规范。因为Tomcat 技术先进、性能稳定,而且免费,因而深受Java 爱好者的喜爱并得到了部分软件开发商的认可,成为目前比较流行的Web 应用服务器。Tomcat6.0也很受广大程序员喜爱。
目前最新版本是6.0,本系统将使用该版本。
3.可行性研究与需求分析
3.1可行性分析 3.1.1经济可行性
现代网络高速发展,影响着人类生活的方方面面。电子商务也应运而生,蓬勃发展。足不出户就能获取方便快捷的购物途径、享受超值的购物乐趣和优质的在线服务;商家也可以无需真实的店铺,不但降低投入、节省资金和摈弃传统贸易的落后方式,更重要的能通过电子商务平台扩展商机、捕获机遇,赢得更大利益。互联网用户的庞大规模是电子商务市场欣欣向荣的重要推动力。
利用电子商务和信息化从事网络贸易的企业和个人,正成为社会经济领域的主体,在国民经济中发挥着重要的作用,随着这类群体的不断扩大,传统的商业规则和商业秩序受到冲击,重新解构,新的基于互联网的电子商务经济体系正在构建。政府的指引、主导和监督、相关法律法规的制定和实施、电子商务行业行规制度的完善等都是促进我国电子商务良好发展的重要因素.3.1.2技术可行性
本系统采用轻量级的Java EE架构而成,由Struts、Hibernate、Spring三大框架整合的集成框架。框架一般具有即插即用的可重用性,成熟的稳定性和高度集成易用性。Java EE 复杂的多层结构决定了日益复杂的Java EE 项目需要运用框架和设计模式控制软件的质量,SSH框架是目前Java EE Web 项目开发的主流框架,具有良好的团队可协作性,被广泛的应用于多个软件系统中,所以框架的稳定性很好,技术上具有很强的可行性.3.1.2操作可行性
目前SSH 框架流行与各大网站项目建设,比如淘宝,京东,凡客等大型网上购物网站,其中一部分项目就是综合运用SSH技术。
网上购物主要是资金流,商流,物流的结合,资金流的应用目前广泛体现在网银的使用,如支付宝等第三方安全支付软件,商流就是各大购物网站及B2B;B2C,C2C 市场的广大商家和买家。物流体系的配套设施也在逐步完善和提高,因此从资源,市场,顾客这些市场和经济方面以及开发环境技术方面,电子商务网站,也就是网上商城是完全可以趁工操作的。3.1.3系统功能需求描述
本系统分为前后台两部分,前台主要包括已登录用户和未登录用户,任何用户都可以进行商品的浏览,当已注册用户登录后,即刻进行商品的购买,查看自己的购物车以及添加、删除、修改自己购物车中的商品,确认后即生成订单。未登录用户如已注册即可直接登录,未注册则可进行注册用户操作。后台管理员登录进入管理员中心,可进行商品管理,商品一二级分类管理,订单管理和用户管理.系统用例图如3-1所示
图3-1 系统用例图
4.数据库设计
4.1 数据分析
1)对于本系统的数据库的需求而言,由于主要是用于信息的提供、保存、更新和查询等;因此,需要分析该系统功能所隐含的对数据应用的需求,从而确定数据库的结构。
2)用户注册、登录、验证等功能需要对用户信息建立数据表,其中的数据项包括用户id,用户名,密码,收货人,邮箱,手机号码,收货地址,激活状态,激活码.3)查看商品分类信息和商品详细信息等功能既需要对商品一二级分类进行管理,也需要针对每一个商品进行管理,由于此系统商品属性有两层分类,于是此处我们至少需要三张数据表.4)用户购物后产生的订单需要进行管理,包括订单的基本信息和详细信息等;因此需要一张购物车的数据表。
5)订单生成后,在订单处理的过程中,用户需要付款,确认收货等,修改订单的状态,所以需要记录订单的状态,包括订单包含的商品,收货人,收货地址以及订单的状态。
6)后台系统管理员需要对该系统进行管理,所以需要建立管理员信息数据表,其中的数据包括管理员ID、管理员用户名、密码。
综上所述,至少要创建如下的数据结构和数据项
用户信息表,包括用户ID,用户名,密码,收货人,邮箱,手机号码,收货地址,激活状态,激活码。
管理员信息表,包括管理员ID,管理员用户名,密码。商品一级分类信息表,包括一级分类ID,一级分类名
商品二级分类信息表,包括二级分类ID,二级分类名,所属一级分类 商品信息表,包括商品ID,商品名,商品市场价,商品商城价,商品图片地址,商品描述,商品是否热门,商品上传时间,商品所属二级分类ID。
购物车信息表,购物车ID,购买商品数量,购买商品总价,购买商品的ID,购物车所属的订单表 订单信息表,订单ID,订单总价,订单生成时间,订单状态,订单收货人名,收货人联系方式,收货人地址,收货人用户ID 4.2 数据库表设计 4.2.1 数据库 E-R 图
图 4.1 数据库 E-R 图
4.2.2 数据库表
本系统的数据库命名为shop,分为八张数据库表。a.用户表,如图4.2.1所示
图 4.2.1 用户表
b.一级分类表,如图4.2.2所示
图 4.2.2 一级分类表
c.二级分类表,如图4.2.3所示
图 4.2.3 二级分类表 d.商品表,如图4.2.4所示
图 4.2.4 商品表
e.购物车表,如图4.2.5所示
图 4.2.5 购物车表
f.订单表,如图4.2.6所示
图 4.2.6 订单表 g.管理员表,如图4.2.7所示
图 4.2.7 管理员表
5.详细设计与实现
5.1系统前台基本功能的设计与实现 5.1.1注册 5.1.1.1实现效果
用户单击注册后需要输入用户名、密码、确认密码,E-mail以及姓名,电话,地址,其中用户名,密码,确认密码和E-mail为必填项,姓名,电话以及地址将作为用户的收货人姓名以及联系电话和收货地址。当填写的用户名在数据库中已存在时,当光标从用户名栏离开,将提示用户名已存在,否则则提示用户名可使用;信息填写完整以及正确后提交会根据所填写的邮箱向用户邮箱发送一封包含注册激活码的邮件,用户需打开该邮件中的网址进行激活,成功激活后的用户将可以进行登录操作。界面设计如图5.1.1.1所示
图 5.1.1注册界面
5.1.1.2 实现过程 a.异步校验代码 如图5.1.1.2.1所示
图5.1.2 当用户名存在时,如图5.1.3所示
图5.1.3 当用户名不存在时,如图5.1.4所示
图 5.1.4 b.注册功能实现代码 注册所属页面:regist.jsp 信息填写后提交到user_regist.action userAction中设置模型驱动接收JSP中传过来的数据,代码如下:
Action中实现regist方法,代码如下:
Service中实现save方法,代码如下:
其中有一工具类UUIDtils、MailUitls用于向用户邮箱发送激活邮件,工具类代码如下: MailUitls.java:
UUIDUtils.java:
DAO层中再实现save方法,代码如下:
在Struts.xml中配置返回值信息,msg返回值为全局变量页面,用于信息的通知,配置以及页面代码如下:
Msg.jsp页面:
界面效果如5.1.4所示
图 5.1.4 c.邮箱激活
收取到的邮件如图5.1.5所示
图 5.1.5
Action中active方法的实现,代码如下:
Service层中findByCode方法的实现,代码如下:
激活成功后界面如图5.1.6所示
图 5.1.6
5.1.2登录 5.1.2.1 实现效果
已注册的用户且激活后的用户输入注册的用户名和密码,以及填写正确的验证码后提交,若用户名存在且密码正确,则登录成功,若用户名不存在或密码不正确则提示用户名不存在或密码不正确,若验证码输入错误则提示验证码错误重新输入。
登录界面如图5.1.7所示
图5.1.7
5.1.2.2 实现过程
登录页面:login.jsp,代码如下:
用户信息提交到user_login.action中,代码如下:
验证码类CheckImaAction.java的代码如下:
Dao层中login方法的实现,代码如下:
登录成功后界面如图5.1.8所示
图5.1.8
验证码输入错误界面如图5.1.9所示
图5.1.9
用户名输入错误或密码输入错误或用户未激活提示界面,如图5.1.10所示
5.1.3商品展示模块
图5.1.10 5.1.3.1 实现效果
用户通过点击一级分类显示所有一级分类下的商品,如图5.1.11所示;点击二级分类显示所有二级分类下的商品,如图5.1.12所示;点击商品则进入商品详细页,如图5.1.13所示。
图 5.1.11
图5.1.12
图5.1.13 5.1.3.2实现过程 a.点击一级分类显示商品
商品显示页为productList.jsp,代码如下:
中findByCid的实现,代码如下:
Service层中findByCid方法的实现,代码如下:
Dao层中findByCid方法的实现,代码如下: b.点击二级分类显示商品
Action中findByCsid方法的实现
Service中findByPageCsid方法的实现
Dao层中findByCsid方法的实现
c.点击商品显示商品详情页 Action中findByPid方法的实现
Service中findByPid方法的实现
Dao中findByPid、findCount、findByPage方法的实现
购物车模块 5.1.4.1 实现效果
用户添加商品到购物车,根据购物车的商品数量单价等计算出单价和小计,提交后生成订单。5.1.4.2 实现过程
购物车页面为orderlist.jsp,页面代码如下:
orderAction中的实现代码:
orderService中的实现代码:
orderDao中的实现代码:
界面效果如图 5.1.13 所示
图5.1.13 5.1.5 关键字搜索 关键字页面代码如下:
Action中findByPname方法的实现
Service中findByPname方法的实现
Dao层中findCountPname、findByPagePname方法的实现
界面效果如图所示5.1.14所示
图 5.1.14 5.1.6 在线客服 5.1.6.1 实现效果
用户点击后会添加客服QQ通过QQ在线联系网站客服.5.1.6.2 实现过程
在线客服页面代码,如图5.1.15所示
界面效果如图5.1.16所示:
图 5.1.16
5.2系统后台管理功能设计与实现 5.2.1 商品信息管理模块 5.2.1.1 实现效果
管理员可以查看,修改,删除商品一级分类、二级分类一级商品信息,界面设计如图5.2所示
图5.2.1 5.2.1.2 实现过程 a.一级分类
一级分类管理页面为edit.jsp、add.jsp、list.jsp,如图5.2.2所示
(a)list.jsp页面
(b)Add.jsp页面
(c)Edit.jsp页面
图5.2.2 页面代码如下:
Add.jsp,如图5.2.3所示
第二篇:教学资源共享平台设计与实现
教学资源共享平台设计与实现
摘要
随着多媒体信息技术和计算机网络技术的日益普及,网络教学作为教育的一种形式在世界范围内得到迅猛的发展,它突破传统教育过程在空间和时间上的限制,实现了教育资源在更大范围上的共享。网络教育资源建设是影响网络教育发展,保障网络教育质量的重要因素之一。怎样有效解决资源的网络共享问题,提高教学资源的可利用率,如何实现教学资源信息化的优化管理,充分发挥网络信息共享资源在高校教学中的作用等问题便成了每个高校迫切需要解决的问题。现在许多高校已经成功的搭建了自己的网络资源共享平台,有许多的成功经验,而作为新型高等本科院校,教学资源平台的建设还往往处于起步摸索阶段,因此有必要借鉴其它高校的成功经验,加快教学资源平台的建设,改善现存的资源共享访问瓶颈,为高校科研教学提供良好的资源服务。
通过创建交互式网页应用的网页开发技术手段,数据不再和页面以及网站混粘在一起,它独立了跟着用户走。在基于数据的应用中,用户需求的数据,可以从独立于实际网页的服务端取得并且可以被动态地写入网页中。帮助用户即师生解决管理、维护、存储、分享内容,并且通过用户对资源的访问密集度来作出整个网络资源的分布调整计划,使系统网络资源平台的共享性得到充分的发挥。
[关键词] 资源共享
管理系统
存储分享系统
ABSTRACT
目录
一、前言...........................................................................................................................................4
二、需求分析.................................................................................................错误!未定义书签。
(一)、系统需求...................................................................................错误!未定义书签。
(二)、功能需求...................................................................................错误!未定义书签。
1.权限设置......................................................................................错误!未定义书签。
三、总体设计.................................................................................................错误!未定义书签。
(一)、基本设计概念和处理流程.......................................................错误!未定义书签。
(二)、系统层次模块图.......................................................................错误!未定义书签。
(三)、数据库设计...............................................................................错误!未定义书签。
1.数据库需求分析..........................................................................错误!未定义书签。
四、详细设计与设计.....................................................................................错误!未定义书签。
五、结论与体会.............................................................................................错误!未定义书签。参考文献.........................................................................................................错误!未定义书签。
教学资源共享平台设计与实现
一、前言
目前,大多数的校园网络平台是针对用户使用功能定制的,没有一个统一的校园网教学资源库的建设。教师在使用网络资源时,仍然需要到校园网以外的网上搜索资源,使得某些共享教学资源重复被搜索、下载,降低了他们的利用率。为了提高共享教学资源的利用率,建立一个规范、丰富、实用、可广泛共享的高校网络教学资源共享系统,已经成为亟待解决的问题。
第三篇:磁共振成像仿真平台设计与实现
磁共振成像仿真平台设计与实现
作者简介作者简介:水力(1987-),男,中南民族大学生物医学工程学院硕士研究生,研究方向为磁共振成像。0引言
磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)是一种利用核磁共振原理进行人体断层成像的技术[1]。近年来,随着磁共振成像技术的不断进步,其成像设备的研发得到了飞速发展,对MRI系统成像方法以及临床应用等方面的研究工作也日益增多。但磁共振成像仪是一种昂贵的医疗仪器,研究人员常常需要用仿真方法来检验他们的研究结果,此时,磁共振成像仿真平台的建立尤为必要。MRI仿真平台可方便研究人员比较和评价数据采集和图像重建的新算法。在研究中,一般先借助仿真模型,通过人工合成数据验证算法的可行性和准确性。模型数据测试可行后,才用MRI扫描仪得到的试验数据进行验证。利用仿真平台进行图像重建算法研究的优点是: 模型是已知的,重建结果有可比较的参考对象,而且可以按照成像原理获得不同采集模式的数据,算法研究前期可节省用扫描仪采集数据的花费。
本文利用Matlab图形用户界面仿真MRI成像过程,模拟K空间数据采集和图像重建。该平台模拟了线性、螺旋及并行扫描3种成像方式,可以导入不同模型图像,设计K空间扫描轨迹,模拟K空间数据采集过程,并显示采集信号的波形。还对3种成像方式的图像重建方法进行了实现,对重建误差进行了分析。界面简明友好,为后续MRI成像算法的研究提供了一种有效工具。
1软件系统设计
本文介绍了Matlab图形用户界面开发环境GUIDE[2],实现了磁共振成像仿真模拟平台的结构和功能。该软件可以实现MRI模型图像导入、模型切换、K空间轨迹设计[3]、K空间数据采集、图像重建以及误差分析等功能。是学习以及进一步研究磁共振成像方法的有力平台工具。磁共振成像仿真平台软件由图像导入系统、K空间轨迹设计和数据采集系统、图像重建系统三大功能模块组成,如图1所示。
图1软件系统模块
2软件系统功能
采用Core2-3.0G CPU,1.99G内存和120G硬盘的PC机在Matlab2007上实现,软件界面如图2所示。
以下分别对软件各个模块的功能进行介绍。
2.1图像导入系统
通过选项框有5个图像模型可选,如图3所示,分别为不同分辨率的Shepp_logan模型和分辨率为128×128和256×256的头部模型,点击显示图像按键后导入图像到指定轴。
2.2K空间数据采集系统
K空间数据采集系统分为K空间轨迹设计和模拟数据采集过程的信号波形显示两个部分。
目前,本仿真平台研究了3种采样轨迹的设计和数据采集:①等间隔采样轨迹,即线性采集;②均匀螺旋轨迹设计和采集;③并行轨迹设计和采集。根据扫描轨迹设置相关参数设计出K空间填充轨迹后,再利用模拟数据采集的过程,得到图像重建需要的K空间数据,即采集到的信号。其中线性、并行扫描显示的是一行行采集波形,而螺旋扫描显示的是一支支采集波形。
图2软件界面
图3导入模型
在数据采集波形显示部分,设置了多种扫描方式:单行(支)数据采集、连续动态采集,以及轨迹扫描和波形显示的动态同显。本界面还设计了良好的排错系统,使得界面更加人性化。
2.2.1线性采集
等间隔采样又称笛卡尔网格采样,它在K空间中是等间隔均匀采样,即基于线性填充轨迹的数据采样。在数据采集期间,所得数据沿Kx方向依次存放,Ky不变,采集的数据从左至右地顺序写入K平面的第一行,本行数据写完后,Ky加一再写第二行,直至写完。标准的2D K空间的标记轨迹为K空间内的一组平行线,即线性轨迹。如图4所示。
其频域信号为:S(kx,ky)=??Mxy(x,y,t)×
exp(-j(kx(t)x+ky(t)y))dxdy(1)2.2.2螺旋采集
螺旋轨迹的形式很多,本文采用的是均匀螺旋K轨迹(dK/dθ为常数)阿基米德螺线(Archimedean spiral)。在笛卡尔坐标系中,阿基米德螺线K轨迹可表示为:
图4等间隔K-空间采样轨迹Kx=Kcosθ=Aθ(t)cosθ
Ky=Ksinθ=Aθ(t)sinθ(2)螺旋轨迹一般从K空间中央出发,然后呈螺旋状向外扩展,轨迹如图5所示。其中,(a)是采集单只螺旋轨迹,(b)是采集20支螺旋轨迹。
图5均匀螺旋采样轨迹
2.2.3并行采集
并行磁共振成像的数据用相控阵线圈,以加速因子(acceleration factor)R 进行采集,也就是每隔R个相位编码步做一次相位编码步数据采集,如图6所示。
(a)(b)
图6线性和并行采集的K空间
(a)为正常采集的K空间数据示意图,每一条横线就是一个相位编码步,每个相位编码行之间的距离为ΔK;(b)图为以加速因子R等于4时进行加速采样的K空间数据示意图。K空间中每两个相位编码行之间的距离为R•ΔKy,等于不加速时采样间隔ΔKy的4倍,其中R小于多线圈阵列线圈的数量Nc。增大相位编码行之间的距离,以加速因子R的间隔进行扫描采集,减少了成像FOV,变为了原来的1/R。若成像物体超过了FOV的大小,则会产生卷折伪影。并行磁共振成像就是采用相控阵线圈加速采集MRI数据,利用相控阵线圈提供的额外空间信息,通过适当的并行成像算法,重建出没有卷折的图像。理论上线圈的个数决定了最大的加速因子R,数据采集时间只需要单个线圈的1/R。并行磁共振成像对于提高MRI速度有显著作用。
2.3图像重建系统
图像重建系统分为重建和误差分析两个部分。线性采集的K空间数据通过二维傅里叶变换图像重建法重建出图像,螺旋重建的K空间数据通过Jackson网格化法[4]重建出图像,并行采集的K空间数据通过并行重建算法SENSE[5??6]重建出图像。在重建完图像之后,将原导入图像作为参考图像,将重建图像与之进行对比(误差分析)。本文求差值图并计算误差。差值图越黑说明重建图像与原参考图像越接近,重建质量越好。
2.3.1线性重建
在用离散二维傅里叶变换模拟数据采集过程,得到频域信号数据的基础上,只需一个二维反傅里叶变换即可重建出图像,其计算公式如下:m(x,y)=∫∞∞∫∞∞S(kx,ky)e2πikxx+2πikyydkxdky(3)其中,m(x,y)是最终得到的图像体素信息,S(kx,ky)是采集到的频率信号(原始K空间数据)。
2.3.2螺旋重建
Jackson网格化法重建出图像的步骤是:①对采样数据进行加权, 以补偿不均匀的采样密度;②卷积加权后的数据, 并重新采样到一个笛卡尔网格;③对笛卡尔网格上的数据进行傅氏反变换;④对傅氏反变换后的数据进行幅值校正, 去掉卷积函数的影响, 得到重建的图像。在数学上可以表示为:Mwcs(kx,ky)={[M(kx,ky)•W(kx,ky)]*C(kx,ky)}•R(kx,ky)(4)其中,M(kx,ky)为k空间采样数据, W(kx,ky)为加权函数,C(kx,ky)为卷积函数, R(kx,ky)是笛卡尔网格的采样函数, Mwcs(kx,ky)为网格化处理后的K空间数据。
2.3.3并行重建
SENSE重建是一种基于图像域的重建方法,它先对各个线圈的K空间数据分别进行傅里叶变换,相控阵线圈中某个线圈j采集的信号可以表示为:Sj(kx,ky)=?毽?(x,y)Cj(x,y)exp(-i(kxx+kyy))dxdy(5)其中,Cj表示第j个线圈的空间灵敏度信息,根据Biot-Savart定理,线圈灵敏度计算方法为:B=∮cdB=μ0I4π∮cdl×rr2(6)ρ(x,y)表示质子密度,kx、ky代表K空间坐标,指数项表示傅立叶编码。相比于单线圈采集的MRI信号,并行MRI中需要知道每个线圈的空间灵敏度编码信息Cj(x,y)。得到各个线圈有重叠伪影的图像,然后在图像域将重叠图像部分展开,最终重建出一幅全 FOV 无重叠图像。
3仿真结果显示及分析
在界面运行时发现,分辨率越大的图像,设计轨迹和数据采集用的时间就越长。比如,对于64*64分辨率的图像,采集数据到保存需要半分钟,128*128分辨率的图像约需1分钟,而256*256分辨率图像的整个采集过程需耗时10多分钟。这是因为磁共振图像频率编码方向上的像素数目取决于在磁共振回波信号采集过程中采样点的多少,采样点越多,则图像在频率编码方向上的像素数目越多。在视野相同的前提下,像素径线越小,空间分辨率越高,但由于采样点增多,采集一个完整的回波信号所需要的时间越长,故分辨率大的图像采集数据时间越长。
单步采集线性轨迹,同样以64*64的Shepp_logan模型图像为例,分别采集具有代表性的第零行(即对应于K空间中心行)信号波形和远离K空间中心的第31行和-32行数据,其中横坐标表示空间频率,纵坐标表示信号幅值。对比观察波形如图7所示,其中,(a)采集的是K空间最上面一行数据;(b)采集的是K空间中间行数据;(c)采集的是K空间最下面一行数据。
图7单行采集数据波形比较
观察结果显示,第零行信号波形幅度最大,且最大幅度位于K空间中心位置(零傅里叶线位置),远离K空间中心的信号波形最小,且相对于零傅里叶线几乎左右对称。由K空间与图像位置关系可知,K空间中心部分对应低频傅里叶空间,信号幅度最大,决定图像的对比度;K空间边缘部分对应高频傅里叶空间,信号幅度最小,决定图像的分辨率。
螺旋采集一共采集20支螺旋轨迹,得到20*473个采样点,其信号波形如图8所示。分析波形可知,从零点开始,波形幅度最高,往后逐渐减小,即信号幅度变低,这与螺旋填充的规律相符合,因为螺旋是由K空间中心向边缘填充,而K空间中心对应低频傅里叶空间而远远对应高频傅里叶空间。
图8螺旋采集波形
并行采集轨迹,以256*256的Shepp_logan模型图像为例,采用加速因子为R=4,线圈个数为Nc=8采集数据,采集8个线圈各64行的数据,通过SENSE重建法得到重建数据。
结果显示,线性采集采用单个线圈采集信号,而并行采集采用多个线圈同时采集信号。线性采集在扫描K空间数据时是采用一行一行连续扫描的方式去采集,而并行采集对K空间进行欠采样,减少相位编码步数,其K空间数据的采样相位编码密度小,频率编码方向密度不变。
4结语
本MRI磁共振仿真平台模拟MRI数据采集过程,为科学研究和获得有效的仿真数据提供了方便,为后期研究其它重建如压缩感知重建新算法提供了数值模拟条件,也是检验和评估新算法是否可行的关键。后续可深入研究压缩感知和其它快速成像方式。
由于仿真都是在很理想的环境下进行的,因而难免会和实际情况有差别。对于仿真平台的可行性,可以引入磁共振仪实际工作中会出现的问题,并灵活地采用不同的脉冲序列进行信号激发和信号采集,在不同参数情况下,用不同的重建方法,观察它们对仿真结果的影响。如果用实际解剖模板作为输入,则可用于临床研究,为临床诊断提供指导。
参考文献参考文献:
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第四篇:《软件测试》教学平台的设计与实现(范文)
《软件测试》教学平台的设计与实现
摘要:《软件测试》教学平台目的在于为学生学习该课程提供一个较为全面的课程知识介绍、信息共享和知识考查的平台。首先对《软件测试》教学平台进行系统需求分析,其次针对系统需求进行系统架构设计,采用B/S架构设计系统,系统分为学生管理模块和教师管理模块,然后对系统进行详细设计与实现,应用C#语言和ASENET技术结合及SQL Server 2008数据库,设计并实现《软件测试》教学平台,最后对系统进行了测试。《软件测试》教学平台实现了学生在线考试,在线播放教学视频及下载,课件下载,在线留言,查看教学大纲,以及作业下载,作业提交,用户密码修改等功能。该平台为教师和学生提供一种全新的教与学方式。
关键词:软件测试;教学平台;浏览器/服务器;功能;数据库
中图分类号:TP315 文献标识码:A DOI:10.3969/j.issn.1003-6970.2016.05.004
本文著录格式:王庆喜,钟家民.《软件测试》教学平台的设计与实现[J].软件,2016,37(5):15-17
0.引言
二十一世纪信息产业的飞快发展推动着各行业的进步,越来越多的学校利用计算机网络技术进行相关的多媒体教学活动。为教师和学生提供高效快速沟通的平台,可以利用网络的即时性、开放性,教师可以把课程相关的教学资料发布到该平台供学生学习参考及下载,教师还可以在线发布作业,发布试题。通过学生的作业完成质量及考试结果了解学生在软件测试课程学习方面的不足,以便更好的帮助学生解决问题。学生可以在本系统进行在线考试,通过成绩反馈,充分认识自己的不足,还可以了解关于本课程学习的最新动态。与传统的方式相比,网上教学平台具有开放性的特点,它打破了地域和时间的限制,实时开放,再加之以必要的传统的方式,大大地提高教师的工作效率,既方便又快捷。系统采用ASENET技术开发,后台采用SQL Server数据库提供数据服务。
1.系统需求分析
本教学平台由后台管理和前台构成,是一个典型的B/S架构,后台管理即教师用户管理模块,主要提供对该教学平台前台内容的管理,这些内容包括课件、视频、试题、作业、通知等,前台即学生用户管理模块主要用于后台内容的显示及信息交互等操作。
1.学生用户模块需求
学生用户模块设计即前台模块设计,普通匿名用户在前台可以浏览通知公告,查看教学大纲,播放教学视频,浏览教学课件等,并可以注册为合法用户,在注册后登录系统,可以获得更多的权限,可以下载视频,下载课件,下载作业,作业提交,在线考试,以及进行当前用户密码资料的修改。
2.教师管理模块需求
教师管理模块主要用于教学相关信息的发布、更新和维护,以及对学生相关信息进行管理,实现对《软件测试》教学平台的管理。教师通过身份验证登录,进入后台管理。在后台管理模块中,教师可以添加学生用户、删除用户,可以发布课件,发布通知,发布教学视频,发布教学大纲,发布作业,发布试题等功能操作,并可对课件、通知、教学视频、教学大纲、作业、试题的信息进行维护管理,可以查询学生的考试成绩,回复学生的留言及留言管理,修改登录密码等。
2.系统总体设计
系统采用B/S模式,即由浏览器、WEB服务器、数据库服务器构成。系统为用户提供恰当清晰的使用界面,便捷的操作方式。用户可以直接在网上查看网站信息,系统分教师用户和学生用户角色,学生用户登录后可以下载相关教学资料、在线考试、在线留言等操作。教师用户登录后可发布相关教学资料,添加用户,回复学生留言等操作。
本系统主要由教师管理模块和学生用户管理模块两个大模块组成,各个模块的具体功能如下。
一、教师用户模块
1.用户管理:添加学生用户、管理学生用户。
2.课件管理:发布教学课件、课件资料管理。
3.通知管理:发布通知信息、查看通知、编辑通知、删除通知。
4.大纲管理:发布教学大纲、查看大纲、编辑大纲、删除大纲。
5.作业管理:发布作业、管理作业、查看学生提交作业情况。
6.试题管理:发布试题、查看修改试题、删除试题。
7.视频管理:发布教学视频、视频资料管理。
8.成绩查询:通过输人学生用户名查询学生的考试成绩。
9.教学互动:解答学生在学习中遇到的问题。
10.修改密码:登录之后可进行当前用户密码资料修改。
二、学生用户模块
1.用户注册:注册成为学生用户,以便能获得更多的信息和权限。
2.用户登录:通过身份验证,以学生的身份登录网站。
3.视频教程:播放相关教学视频、下载。
4.教学课件:在线浏览课件,下载教学课件。
5.作业下载:下载老师布置的作业。
6.作业提交:提交已完成的作业。
7.教学互动:学生在学习中遇到问题可留言向老师咨询。
8.在线考试:在线考试,查看成绩。
9.查看大纲:预览各章节教学大纲,以便更好的学习该课程。
10.查看通知:查看教学通知。
11.修改密码:登录之后可进行当前用户密码资料修改。
3.系统设计与实现
3.1系统登录模块设计
系统登录模块是学生用户,教师用户登录系统进入相应操作界面的入口,其位于系统首页导航栏下方的左边,用户输入用户名和密码,选择身份(学生或者教师),点击“登录”后经验证即可进入相应角色的界面。
登录模块主要是身份的验证,对学生用户或者是教师管理的行为都有一定的安全性控制,其主要功能是验证用户是否合法,用户登录模块页面主要由用于收集登录信息的前台表单部分,点击相应按钮后触发事件通过后台来验证相应的信息。
3.2注册界面设计
用户注册界面是针对还没有账号但是想学习课程相关信息的人员,注册人只需要填写用户名,姓名,密码,确认密码,选择性别,即可成为普通用户,其拥有和管理员初始添加的用户一样的权限,大大提高了信息共享,为想要学习软件测试的人们提供了一个全面并且专业的平台。
该注册界面采用比较常用的控件实现,采用textbox录入用户名,姓名,密码,文本框设置requiredfieldvalidator来约束其为必填项,性别采用DropDownList控件来实现,控制了输入选择,避免了不必要的输入错误,密码采用MD5散列算法直接转换为MD5编码进行比对,经验证后存储相应信息到数据库。
当用户输入相关信息点击“确定”注册时,后台根据数据库所存储的用户名判断当前用户输入的用户名是否重名,若重名则提示“该用户已存在”,并返回注册页面。若用户输入的信息合法,则将注册信息插入到数据库表,并提示用户注册成功。
3.3学生用户管理模块设计实现
学生用户管理模块主要针对学生用户,用于后台内容的显示及数据操作。主要包括视频教程、查看通知、作业提交、教学互动、在线考试、查看通知等9个子模块组成。其中部分子模块设计界面介绍如下。
1.视频教程界面设计
视频教程界面主要是给学生提供课程视频教程在线观看、下载等功能,用户不需要登录就可以在线观看视频,但需登录才可以下载视频。这里采用比较简单的SWF视频格式,无需在网页上添加播放控件即可播放,这在很大程度上降低了视频播放的实现难度。
视频教程界面信息显示主要使用DataGrid控件实现,首先,在Video.aspx页面中添加DataGrid控件,并将数据库表Video中相应的数据字段绑定到列中。并在其后台代码Video.aspx.es中添加数据库查询语句,将数据绑定到DataGrid控件。
2.教学互动界面设计
教学互动模块主要是给学生和老师之间提供交流沟通的平台,学生在学习过程中遇到疑问可以留言请求老师帮助,老师可以回复留言来解答学生的难题,这样师生之间的交流突破了必须面对面的限制,不仅方式灵活很多,而且节省了学生和教师的宝贵时间,更有利于教与学。
在教学互动界面中,使用DataList控件以表的形式呈现用户的留言内容,用户在线留言使用TextBox控件接收用户输入的文字信息。
3.在线考试界面设计
在线考试模块主要是给学生提供在线考试,考试题型为选择题,教师预先录入试题,形成试题库,学生登录后输入题目数量,系统随机生成试题呈现给考生,学生考试结束提交试题后跳转至成绩查询页面,输入用户名即可查询考试成绩。试题界面用DataGrid控件呈现试题内容,学生在考试过程中如果没有完成所选择的的试题量,系统不允许提交试题。
3.4教师用户管理模块设计实现
1.通知管理
通知管理由发布通知和通知信息维护两个子页面组成,发布通知页面用于教师发布教学通知信息,通知信息维护页面用于修改、查看等通知信息的维护。发布通知界面的设计主要是TextBox控件及Button控件的应用,设置TextBox组件及Button的相关属性,双击Button控件。
2.课件管理
课件管理包括发布课件和课件信息维护两部分,上传课件的格式可以为word、ppt、tXt、SWF四种,上传者需要添加课件标题和课件说明,系统会自动获取当前时间,点击确定添加课件,如果上传的格式不符合要求,会给出“对不起,请选择Word/ppt/swf/文本文件!”提示。
4.结论
本文以《软件测试》课程为切入点,通过对《软件测试》教学平台的需求分析,建立了一个在线教学平台,实现教学相关资料的发布、学生与老师留言交流、在线学习、在线考试等多功能的网络应用平台。探讨了基于ASENET技术,采用SQL Server2008数据库,在Browser/Server体系结构的基础上,结合C#等技术实现《软件测试》教学平台;详细介绍了系统数据库的结构与设计实现,及各功能模块的实现过程,并对系统进行了测试。
该平台的实现,为教师和学生提供一种全新的教与学方式,不仅增加了学生的学习途径,同时也提高了教师教学的工作效率。
第五篇:PLC一体化教学实验平台设计与实现
题目:
2013 PLC组态一体化教学实验平台
设计与实现
单位部室:阳煤职教中心实践教学部 专 业:机电一体化与自动控制 作 者:陈志鹏 指导教师:
年10月23日
PLC组态一体化教学实验平台设计与实现
摘要: 随着阳煤集团高产高效矿井的建设,矿井机电设备向着高电压、大功率、控制系统高科技方向发展,PLC在煤矿应用上越来越广泛,它的简化接线、性能可靠、事故率低、编程容易、控制多样等特点,为越来越多的工程师所喜欢,有着广阔的发展前景。同时PLC是一门实践性非常强的课程,实验环节至关重要。针对如何在低成本条件下进行PLC一体化教学,同时保证教学效果,提出了PLC电气控制系统设计与组态监控设计相结合的PLC一体化教学课程。实践表明,监控组态技术的应用可以大大提高学生的编程技巧和动手能力,丰富学生的工程实践经验,达到一体化教学的目的。
关键词:PLC ;一体化教学 ;教学实验平台 ;组态控制技术 PLC简介及它在煤矿生产方面的应用
PLC称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC),它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展,这种采用微型计算机技术的工业控制装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围,因此,今天这种装置称作可编程控制器,简称PC。但是为了避免与个人计算机(Personal Computer)的简称混淆,所以将可编程序控制器简称PLC。PLC自1969年美国数据设备公司(DEC)研制出现,现行美国、日本、德国的可编程序控制器质量优良,功能强大。PLC主要特点有:
① 可靠性高,抗干扰能力强。② 配套齐全,功能完善,适用性强。③ 易学易用,深受工程技术人员欢迎。④ 系统的设计、建造工作量小,维护方便。⑤ 体积小,重量轻,能耗低,通用性强。
随着煤矿机械化程度的不断提升,PLC在实际生产中得到了广泛
PLC一体机 的应用。例如:主井箕斗提升就是利用了PLC控制系统实现了定量装载。地面主提升绞车均采用了双PLC加可控硅模块控制系统。煤矿井下采煤机、综掘机、主要扇风机、主排水泵等大型控制设备的核心元件均采用PLC,井下各种低压磁力启动器核心元件也逐步为PLC所代替。地面厂的数控机床等也已经采用了PLC控制,随着现代化管理水平的不断提高,PLC和组态软件的有效结合在煤矿生产领域中得到了越来越广泛的应用。
2 组态控制技术简介及应用
组态控制技术属于计算机控制技术,利用组态控制技术构成的计算机测控系统的原理框图所示可以看出它们是由传感器、下位机、上位机等几部分组成。虽然从结构上看与一般计算机测控系统
组态控制技术框图
基本相似,但是采用组态技术的计算机控制系统从硬件设计到软件开发都具有组态性,系统的可靠性和开发速度都得到了大幅度提高。通常认为,组态技术是计算机控制技术综合发展的结果,是技术成熟化的标志。在组态概念出现之前,要用计算机实现某一控制任务,都是通过编写程序(如使用 C等)来实现的。编写程序不但工作量大、周期长、而且可靠性差。组态控制技术的出现,解决了这个问题,对于过去需要几个月的工作,通过组态几天就可以完成。
目前,国内外许多自动化设备生产厂家,如德国西门子公司、日本三菱、台湾研华、中国时利和等,生产了众多供选择的工业标准机 箱、工业级元件、总线结构过程通道板卡、工控机接口模块等,为推广硬件组态奠定了基础。在软件设计上由于采用成熟的组态软件进 行系统设计,软件开发周期大大缩短了。组态软件是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境,能以灵活多样的组态方式(而不是编程方式)提供良好的用户开发界面和简捷的使用方法,其予设置的各种软件模块可以非常容易地实现和完成监控层的各项功能,并能同时支持各硬件厂家的计算机和I/O设备,与高可靠的工控计算机和网络系统结合,可向控制层和管理层提供软硬件的全部接口,进行系统集成。需要指出,组态软件不仅是组态控制技术中的重要组成部分,而且由于具有远程监控、数据采集、数据分析、过程控制等强大功能,在自动化系统中占据主力军的位置,逐渐成为工业自动化系统中的灵魂。实例介绍PLC一体化教学实验平台的设计与实现 下面用西门子公司的Step7 Pro(内部包含有模拟器PLCSIM)和WINCC组态软件来仿真PLC基础实验--机械手实验。
3.1软件准备与硬件连接
首先需要一台装好了Step7 Pro和 WINCC的计算机,然后准备一台型号为S7-200(300,400)的西门子PLC。S7-200的编程口通过一条通信电缆(PC/PPI)与计算机的USB通信口连接,这样就可以在计算机上进行编程和监控了。
编程下载
仿真模拟
3.2 控制要求及I/O分配
机械手最开始处于左上端(左限位行程开关处于动作状态)。运行过程为:下将YV2--夹紧YV5--上升YV1--右移YV4--下将YV2--放松YV5上升YV1向左返回初始位置。自动控制:按下自动控制的起动按钮,机械手运行上述控制过程。按下停止时,机械手必须运行完当前周期停在初始位置。
I/O分配
梯形图
打开Step7 Pro根据控制要求进行程序的梯形图的编制,程序通过编译后下载到PLC中。下载完成后,关闭Step7 Pro,打开WINCC进行组态设计。
3.3 WINCC组态设计
利用WINCC组态软件建立监控系统,在工作台实时数据库中建立 对应的变量,都为开关型。然后设置好组态软件与PLC的串口通信方式。至此,已经将组态软件中的变量与外部PLC设备的端子进行连接,当PLC的输入、输出继电器状态发生变化时,将直接反映到组态软件的变量。最后建立监控画面模拟机械手实际工作情况。WINCC组态软件内部提供基本绘图工具,同时提供了丰富的元件库,用于画较复杂但常用的元件图形,如电机、阀门等。利用这些元件进行组态,可建立监控画面。对于各个元件对应设置相应的动画连接。监控画面中指示灯分别用颜色的变化指示机械手的工作状态,即当放下物体时,下移指示灯为绿色,否则显示红色,其它灯工作情况相似。接下来将元件的动作与变量的变化进行动画连接,即可利用监控画面控制机械手的动作情况。当没有实际装置时,通过监控画面可以让学生有实际操作的感受,从而增加工程实践的经验。
组态软件最突出的特点就是实时多任务。其用户是自动化工程设计人员,目的就是让用户迅速开发出适合自己需要的可靠的应用系统。典型应用实例如图。
I/O分配流程图
梯形图
传统PLC实训课与组态一体化教学
传统PLC实训课的被控对象多为工业设备,一般都有体积大、质量大、价格高等特点,很难在实验室配备。为了尽可能模拟被控对象,使缺乏实际知识的学生增加感性认识,许多学校在PLC实验室安装了模拟盘,如十字路口交通灯模拟盘、洗衣机模拟盘等,实验相应内容时,将PLC输入端/输出端连接到模拟盘对应的发光二极管上。这种模拟盘方法,一则限制了实验内容,二则不形象,不直观,三则连线很多,耽误时间。实践证明,教学效果并不理想。但是,即使这种模拟盘,在阳煤职教中心实践部微机控制实验室中也只有两套。从一体化教学角度上讲,这种配置远远不能满足为学生开设实验课的需要。另外,随着申办示范校工作的深入展开,PLC实验室也有扩充和更新的必要。如果仍然采用模拟盘方式,不仅占地大、花钱多,而且随着PLC实验内容的不断更新,模拟盘方式也会很快落后,最后被淘汰。
既然的PLC被控对象多为工业设备和机械,那么就给PLC实训课带来一个问题:采用真实被控对象既不现实,也不安全;没有被控对象模型,既不便学生理解实验内容,也很难激发学生的学习兴趣。将可编程控制器技术与组态软件有机结合,能为PLC的实训课教学提供一条新的途径。利用组态软件全真模拟PLC的被控对象,学生不需要实物而仅通过微机的显示器就可检验所编程序的正确与否和执行结果,这给师生双方都提供了很大方便。结束语
从教学意义上来说,用计算机组态全真模拟被控对象,不但可以
克服采用真实被控对象的缺点,而且可以用有限的设备、低廉的成本、多样化的程序,来丰富学生的实验课内容,大大增强PLC实验课的教学效果,形成理论、仿真、实践三位一体的教学模式,达到一体化教学的目的。
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