基于Internet远程教育系统的网络架构

基于Internet远程教育系统的网络架构（精选8篇）

基于Internet远程教育系统的网络架构 第1篇

摘 要：采用B/S网络模式作为系统的软件体系结构，采用三层架构体系作为系统服务器端，设计构建了完整的网络培训与考核体系，指导员工进行更好的学习。

关键词：B/S架构，远程培训，三层结构

1.引言

随着信息技术发展与应用的不断深入，几乎彻底地改变了传统的培训模式。随着网络技术的不断发展，为了给企业构建适合的培训条件和环境，从而使其能够快速掌握新的行业理论知识和政策，并实现素质的不间断提高，网络培训的模式渐渐得到了推广和应用。传统的培训方式往往是以课堂（培训班）为组织特征的，这种模式的缺点在于需要培训人员集中脱产培训，因而培训内容更新缓慢、资源耗费较大、也难以对学员的学习进度进行及时跟踪，因此难以满足形势发展的需要。

在网络培训系统的设计中，本文选用DataSet。利用DataAdapter，在DataSet中实现与数据源的交互。在应用DataSet的时候，引入DataView实现数据应用筛选和排序。作为强类型对象属性公开表、行和列，从而实现从DataSet继承。

3.3.2业务逻辑层的设计

业务层的功能承上启下，一方面为表示层实现功能调用，另一方面经由数据层提供的功能来实现数据库访问。业务逻辑层首先对数据访问层实例化，执行一些业务操作或是返回一些DataSet为表示层，包括上传以及下载等，同时，业务逻辑层为表示层建立同一个对象或是方法可以实现多次实例化。结合分布式多层设计的思想，在本系统的设计中，根据系统的不同功能模块来划分业务层，然后由业务基类来进行具体的构建。业务基类是由ASP.NET对类的调用和类定义而租成的。

3.3.3表示层的设计

表示层首先接受客户端数据，接着对其进行简单整合和判断，将其传递给系统逻辑层进行处理。同时，表示层接收来自逻辑层的DataReader或Dataset，将其表示在信息系统前台页面。表示层由代码隐藏文件和ASP.NET Web窗体组成。Web窗体通过HTML语言来支持用户操作，而各个控件的事件处理由代码隐藏文件实现。

在本系统的设计中，表示层包括了网络培训系统的主要界面，如系统主页面、学习资讯页面、学习者注册页面、在线测评页面、课件资源页面等，以及系统管理模块的试卷管理、用户管理等页面。

4.系统整体实现

本网络培训考试系统采用B/S构架模式，客户端运行环境为标准的中文浏览器 IE6.0 及以上版本。

4.1课程模块的实现

课程模块的概念是为学习者提供与具体课程直接相关的内容。它包括的概念有五个：

（1）课程设置功能：此功能为学习者提供课程具体内容的导航。学习者可以在此获得课程体系的全局情况，从而明确学习的内容与目标。

（2）课程文档功能：此功能为学习者提供各种课程的数据包，数据包里存放课程学习的主要资源与材料。其中最重要的概念是智能化的学习起点诊断，使学员能够了解自己的学习目标和初始水平之间尚存的差距。

（3）作业或任务设置功能：此功能为学习者提出与课程相关的任务或离线作业，为学员在培训中要达到的学习目标提出具体的要求。

（4）参考资料功能：此功能为学习者提供课余时应该阅读的资料和书籍，以指导学员规划自己的自由时间里学习。

（5）外部链接功能：此功能为促进学习者的自主学习，为学习者提供与课程学习相关的重要网络资源的链接。

4.2培训模块的实现

网络培训系统的信息模块为参与学习的学员提供一个自我管理和主动学习的场所，除此之外，此模块还能够支持教师、管理者监督和管理学习者的学习进度和知识掌握情况。该模块又可细分为以下几个子模块。

（1）案例分析子模块：这个子模块为学习者提供典型的丰富性案例，从而构建多维度的学习情景。在同一主题之下实现学习者的交叉学习。

（2）趣味竞赛子模块：这个子模块为学习者提供趣味性的精彩网上竞赛功能，授课者和管理者可以藉由这个模块提供的功能来组织类能手竞赛、网上知识竞赛等，以达到自我练习、增强学习的趣味性和学习质量。

（3）虚拟实验室子模块：这个子模块为学习者构建一个机遇网络的可视化的三维环境，其中每一种实验对象由一个可视化的三维物体代表。该子模块支持示范、模仿和学习专家的工作。用户登陆以后，通过鼠标的拖曳以及点击操作，可以进行虚拟现实的操作。可以针对新手向专家、熟手的学习来构建这种虚拟实验环境。

（4）考试和评估子模块：这个子模块为学习者提供在线题库，来进行在线成绩评估和考试，学习者的考核结果均会被统计入数据库。通过采集以及关联查询和分析学习者的学习、培训、考试等各方面数据，管理人员和在线教师能够分析他们掌握知识点的薄弱环节，把握学习者的具体学习进度，从而结合具体的分析结果调整整个教学实施情况。

（5）虚拟图书馆子模块：这个子模块为学习者提供一个机遇网络的虚拟图书馆，里面存放着相关的学习资源以及各类电子杂志和电子报纸，例如：学术性文章、会议报告、课件的文档资料、音频资料以及影像资料等。在虚拟图书馆中，还提供了其它大学的WWW地址以及其它学术机构和图书馆的图书目录等。以做到最大程度的资源的共享。

（6）答疑室子模块：这个子模块是一个适应性的知识库系统，为学习者提供一个集中解答在学习中各类疑难问题的场所，答疑室子模块分人工与自动答疑两种方式。它通过自身的问题解答BBS，征集并公布学科教学专家对问题详细的正式解答以及学生问过的典型问题；在答疑室的支持下，学习者能够藉由填写布告栏中所示的各项表单，轻松提交自己的问题，等待其它学习者的见解以及来自教师、专家的解答。

4.3考试模块的实现

课前测试功能:在学员学习课程之前，对其该门课程相关知识的掌握程度进行检测。考试的流程图如图所示：

结课考试功能：学员选择参加考试功能，根据系统提示选择考卷类型及考试课程，如图所示：

考生考试完毕提交试卷后，系统首先将获取的试卷信息全部收集，并保存到系统库中，然后把题库中的试题答案和用户提交的答案进行比较，最后根据试卷信息获取具体题型的每题分值，将答案一致的试题数量乘以分值就可得出此题型的分数。各个题型得分相加就可得出试卷的总成绩。

4.4交流模块的实现

网络培训系统的交流模块主要功能是为学习者提供一个学习交流的空间，其功能主要包括交流、协作、留言、公告等。交流模块又可细分为三个子模块。

（1）学习社区交流子模块：这个子模块为学习者提供一个内容生动丰富的虚拟交流社区，以实现培训参与者以及培训教师、专家之间的互动与交流。在学习资源之下，该子模块继续细分成不同主题的讨论板块，以实现学习者对各类学习主题进行个性化的交流与讨论。此外，学员结合自身需求，还可以参与各类在线组织或团体，这些团体是由学生、教师或其他群体组成的。在团体中，文本交流方式主要是通过电子论坛的异步交流工具实现的。

（2）课程论坛子模块：这个子模块为学习者提供围绕课程学习的异步交流。学习者在此模块中，通过电子邮件、电子公告等方式，就在课程学习中的问题、体验，与教师、学习伙伴进行开放式交流。就学生学习过程中的疑惑，教师、专家给予及时的反馈。在此基础上，授课教师与专家结合具体课程的相关的讨论主题，以此模块为工具，引导学员们对某些专业问题进行深层次的思考，鼓励学习者们各抒己见，积极发言。

（3）虚拟课堂子模块：这个子模块支持学习者之间的同步协作与会话。在信息资源中，存在着一些高层次的学习任务，学习者们通过协同合作，才能共同完成任务。虚拟课堂子模块能够支持教师的实时在线视频或音频授课，同时，学员还能够接受来自授课者通过软件共享白板进行资料讲稿的演示。同时，提供学习者个人的问题收集箱和同步记录工具，并未学习者提问发言演示自己的观点提供技术支持。此外，该子系统也可以支持学习者之间、学习者与教师之间的发送私人信息和公开交流，并且能够支持学员之间的分组协作，通过任务的分配和角色的分工，最终汇报学习成果，形成问题的解决方法。

5.结束语

系统构建了基于B/S的网络培训系统平台。平台的主要功能包括员工在线培训、员工在线测试、在线交流系统等。在本文的设计中，结合信息技术与网络优势，有效管理和使用网络资源，构建完整的网络培训与考核体系，指导员工进行更好的学习。

参考文献：

[1]周恕义，扬晓华，侯洪涛.多媒体CAI及网络化远程教学技术[M].中国水利水电出版社，北京，2009.[2]莫崇慧，陈玉健.开放的分布式教育资源管理平台的构建[J]，教育技术通讯，2009..12

[3]穆丁[美].PHP技术内幕[M].中国水利水电出版社，2010.3

[4]康晓东.网站规划与实施-网络构建[J].网页设计和数据挖掘[J].清华大学出版社，2010.6

基于Internet远程教育系统的网络架构 第2篇

自80年代以来，为了迎接信息化社会对教育提出的种种挑战，国内外的学者作了许多探索，从CAI、ICAI、卫星电视、多媒体到教育网络，努力运用各种最新的信息技术手段来优化教育与教学过程，并且取得了显著的成效。例如美国杨百翰大学用于一对一强化训练的多媒体辅助外语教学系统，目前已能做到：对于一般的大学生，不论任何语种均能在一个月内达到能听能说的要求，极大地提高了教学质量与效率。我国近年来在小学实施的语文“四结合”教改试验，运用建构主义的学习理论与教学理论为指导把小学语文的识字教学、阅读教学、作文教学和计算机的汉字输入编码、打字以及多媒体的情境教学、计算机网络环境下的协作学习有机地融合在一起，形成一种新型的教学模式，从而使学生的学习积极性和主动性得到较充分的发挥，显著地提高了语文教学的质量与效率。上述事例说明，在先进的教育科学理论指导下采用信息技术手段进行教学模式、教学内容和教学方法的改革，完全有可能在同样时间内甚至较短的时间内取得更大、更好的教学效果，即实现教学质量与教学效率的大幅度提高。但是，如何在更大的范围内(不是在一个教学系统或一个学校范围内，而是在全社会的范围内)，在更为理想的教学环境下(比如在图文、音像并茂的多媒体环境下)来获取最佳的教学效果，使我们的人材培养模式完全适应21世纪的需求，这就需要在理论上进行更高层次的探索，需要有更强大的信息技术的支持，从而建构出更为完善的教育体制与教学模式。

众所周知，自进入九十年代以来，在信息领域有两大技术迅速兴起、蓬勃发展，正以排山倒海之势、雷霆万钧之力席卷全球，把自己的应用扩展到国民经济的一切领域，并引起人类社会生产方式、工作方式、学习方式乃至生活方式的重大变革。在人类几千年的文明发展史中，还没有过任何一种其它的技术能像这两大技术那样，在这样短的时间内，以如此巨大的声势与规模把自己的影响扩展到全世界范围，并对人类社会的文明与进步打下如此深刻的烙印。这两大技术就是“多媒体”与“因特网（Internet）”。

在人类文明的历史上，文字的出现，印刷术的产生，曾是信息技术发展史中的两个里程碑，并引发过教育体制与教学模式的两次飞跃：前者使书面语言加入到以往只能借助口头语言和动作语言进行的教育活动中，不仅扩展了教育的内容与形式，而且大大提高了学生的抽象思维能力和自学的能力；后者使纸张印刷的书籍、课本成为知识的主要载体，由此推动了科学文化的传播和教育的普及。这两次飞跃显然都大大加速了人类社会发展的进程，把人类文明提高到前所未有的`高度。如上所述，当前以多媒体和Internet为标志的新的信息技术革命，正以惊人的速度改变着人们的生产方式、工作方式、学习方式和生活方式。毫无疑问，这不仅是信息技术发展的又一个里程碑，而且必将引起教育领域的深刻变革，使教育体制与教学模式产生新的重大飞跃。换句话说，在基于Internet的教育网络的基础上进一步与多媒体相结合，将发展出一种有可能适应21世纪教育需求的全新教育体制与教学模式。

基于Internet远程教育系统的网络架构 第3篇

随着信息技术发展与应用的不断深入, 几乎彻底地改变了传统的培训模式。随着网络技术的不断发展, 为了给企业构建适合的培训条件和环境, 从而使其能够快速掌握新的行业理论知识和政策, 并实现素质的不间断提高, 网络培训的模式渐渐得到了推广和应用。传统的培训方式往往是以课堂 (培训班) 为组织特征的, 这种模式的缺点在于需要培训人员集中脱产培训, 因而培训内容更新缓慢、资源耗费较大、也难以对学员的学习进度进行及时跟踪, 因此难以满足形势发展的需要[1]。采用B/S网络模式作为系统的软件体系结构, 构建完整的网络培训与考核体系, 指导员工进行更好的学习。

2. 系统需求分析

网络培训系统的设计需求是:结合信息技术与网络优势, 有效管理和使用网络资源, 构建完整的网络培训与考核体系, 指导员工进行更好的学习, 因此将用户需求定位在:构建基于B/S的保险公司网络平台。平台的主要功能包括员工在线培训、员工在线测试以及成绩查询, 此外还包括在线交流系统等。

系统实现的功能为:员工在线培训子系统的功能是支持员工进行在线自主培训, 员工通过页面搜索功能搜索课程, 通过浏览各种培训资料来自主学习, 员工在线测试的功能是检测和评价员工的培训效果。成绩查询的功能是员工进入系统之后, 根据考试的科目与时间, 查询自己的成绩、排名, 也可以查询某一用户组的平均成绩等。在线交流系统则支持学习者进行彼此之间的知识探讨, 以及与教师进行交流互动。

3. 系统概要设计

3.1 系统结构设计

结合信息系统的设计原则, 以及对网络培训系统的具体业务需求, 本文设计了如图1所示的网络培训系统模型:

下面对系统整体架构图进行简要说明:系统由服务器、数据库等硬件构成底层架构基础, 目的是能够满足使用的基本要求, 包括最大在线人数的支持、用户对于系统的响应速度以及系统对用户的页面响应速度等等[2]。此外, 这个体系结构能够满足各种网络培训的功能要求, 并支持用户以互联网访问的模式来进行远程访问和操作。从整体来看, 系统的基本型功能管理模块和专业型功能管理模块共分为三个, 每个模块均具备一定的扩展性, 例如, 在基本型功能管理模块中, 管理员可以通过调用增加/删除的功能, 进行应用的增减;图中的专业型功能管理模块包括了培训管理模块、课程管理模块以及考试管理模块, 而在此基础上, 结合实际需求和业务发展, 也可以继续为系统增加新的模块, 系统也可以随着技术手段的优化而进行自动平滑的升级过渡。

3.2 系统平台的选择

采用B/S结构形成所谓三层结构, 达到减轻了系统维护, 简化客户端荷载以及系统升级的工作量和成本, 最终使用户的总体成本降低。

系统平台是基于B/S应用系统, 适应此种系统的开发环境包括JSP、.NET、PHP等。鉴于开发效率等考虑因素, 本文选择的开发工具为.NET, 这是微软公司的一种应用, 是一种简单、方便的编程工具, 能够代替CGI脚本程序与数据库进行高效率的交互。同时很好地解决了CGI严重的扩展性问题, 实现了有效的利用了网络资源以及解决了多用户访问进程。

3.3 系统层次设计

本文应用.NET平台, 设计基于N层由.NET提供的应用系统分布式体系结构来构架。具体可以分为:表示层、业务层和数据层[3]。如图所示:

其中, 表示层的功能是实现系统与用户的交互, 可以将数据表示为用户能理解的方式。

业务层用以实现业务规则的各种逻辑Web服务组件, 同时由ADO.NET来在.NET平台中提供主要服务。

数据层:包括交互的组件和服务以及数据存储, 采用关系数据库作为平台。

3.3.1 数据访问层的设计

(1) 数据库链接的实现

网络培训系统中涉及到不少数据库操作内容。因此, 在web.config文件中, 出于编程及调试方便的目的, 定义connstr作为数据库的连接字符串。通过此字符串对数据库连接进行设置, 可以引用连接字符串connstr在系统中任何需要连接数据库的地方。然后在名称空间imports System.Configuration进行事先导入即可。

(2) 数据库访问的实现

ADO.NET为了检索关系数据并将其存储在内存中, 提供了两个对象, 分别是Data Set和Data Reade。Data Set的功能是构建数据的内存中关系表示形式, 包括一些表在内的一整套数据, 还包括表与表之间的逻辑关系。Data Reader提供一个只读数据流, 源自数据库[4]。

在网络培训系统的设计中, 本文选用Data Set。利用Data Adapter, 在Data Set中实现与数据源的交互。在应用Data Set的时候, 引入Data View实现数据应用筛选和排序。作为强类型对象属性公开表、行和列, 从而实现从Data Set继承。

3.3.2 业务逻辑层的设计

业务层的功能承上启下, 一方面为表示层实现功能调用, 另一方面经由数据层提供的功能来实现数据库访问。业务逻辑层首先对数据访问层实例化, 执行一些业务操作或是返回一些Data Set为表示层, 包括上传以及下载等, 同时, 业务逻辑层为表示层建立同一个对象或是方法可以实现多次实例化。结合分布式多层设计的思想, 在本系统的设计中, 根据系统的不同功能模块来划分业务层, 然后由业务基类来进行具体的构建。业务基类是由ASP.NET对类的调用和类定义而租成的。

3.3.3 表示层的设计

表示层首先接受客户端数据, 接着对其进行简单整合和判断, 将其传递给系统逻辑层进行处理。同时, 表示层接收来自逻辑层的Data Reader或Dataset, 将其表示在信息系统前台页面。表示层由代码隐藏文件和ASP.NET Web窗体组成。Web窗体通过HTML语言来支持用户操作, 而各个控件的事件处理由代码隐藏文件实现。

在本系统的设计中, 表示层包括了网络培训系统的主要界面, 如系统主页面、学习资讯页面、学习者注册页面、在线测评页面、课件资源页面等, 以及系统管理模块的试卷管理、用户管理等页面。

4. 系统整体实现

本网络培训考试系统采用B/S构架模式, 客户端运行环境为标准的中文浏览器IE6.0及以上版本。

4.1 课程模块的实现

课程模块的概念是为学习者提供与具体课程直接相关的内容。它包括的概念有五个:

(1) 课程设置功能:此功能为学习者提供课程具体内容的导航。学习者可以在此获得课程体系的全局情况, 从而明确学习的内容与目标。

(2) 课程文档功能:此功能为学习者提供各种课程的数据包, 数据包里存放课程学习的主要资源与材料。其中最重要的概念是智能化的学习起点诊断, 使学员能够了解自己的学习目标和初始水平之间尚存的差距。

(3) 作业或任务设置功能:此功能为学习者提出与课程相关的任务或离线作业, 为学员在培训中要达到的学习目标提出具体的要求。

(4) 参考资料功能:此功能为学习者提供课余时应该阅读的资料和书籍, 以指导学员规划自己的自由时间里学习。

(5) 外部链接功能:此功能为促进学习者的自主学习, 为学习者提供与课程学习相关的重要网络资源的链接。

4.2 培训模块的实现

网络培训系统的信息模块为参与学习的学员提供一个自我管理和主动学习的场所, 除此之外, 此模块还能够支持教师、管理者监督和管理学习者的学习进度和知识掌握情况。该模块又可细分为以下几个子模块。

(1) 案例分析子模块:这个子模块为学习者提供典型的丰富性案例, 从而构建多维度的学习情景。在同一主题之下实现学习者的交叉学习。

(2) 趣味竞赛子模块:这个子模块为学习者提供趣味性的精彩网上竞赛功能, 授课者和管理者可以藉由这个模块提供的功能来组织类能手竞赛、网上知识竞赛等, 以达到自我练习、增强学习的趣味性和学习质量。

(3) 虚拟实验室子模块:这个子模块为学习者构建一个机遇网络的可视化的三维环境, 其中每一种实验对象由一个可视化的三维物体代表。该子模块支持示范、模仿和学习专家的工作。用户登陆以后, 通过鼠标的拖曳以及点击操作, 可以进行虚拟现实的操作。可以针对新手向专家、熟手的学习来构建这种虚拟实验环境。

(4) 考试和评估子模块:这个子模块为学习者提供在线题库, 来进行在线成绩评估和考试, 学习者的考核结果均会被统计入数据库。通过采集以及关联查询和分析学习者的学习、培训、考试等各方面数据, 管理人员和在线教师能够分析他们掌握知识点的薄弱环节, 把握学习者的具体学习进度, 从而结合具体的分析结果调整整个教学实施情况。

(5) 虚拟图书馆子模块:这个子模块为学习者提供一个机遇网络的虚拟图书馆, 里面存放着相关的学习资源以及各类电子杂志和电子报纸, 例如:学术性文章、会议报告、课件的文档资料、音频资料以及影像资料等。在虚拟图书馆中, 还提供了其它大学的WWW地址以及其它学术机构和图书馆的图书目录等。以做到最大程度的资源的共享。

(6) 答疑室子模块:这个子模块是一个适应性的知识库系统, 为学习者提供一个集中解答在学习中各类疑难问题的场所, 答疑室子模块分人工与自动答疑两种方式。它通过自身的问题解答BBS, 征集并公布学科教学专家对问题详细的正式解答以及学生问过的典型问题;在答疑室的支持下, 学习者能够藉由填写布告栏中所示的各项表单, 轻松提交自己的问题, 等待其它学习者的见解以及来自教师、专家的解答。

4.3 考试模块的实现

课前测试功能:在学员学习课程之前, 对其该门课程相关知识的掌握程度进行检测。考试的流程图如图2所示:

结课考试功能:学员选择参加考试功能, 根据系统提示选择考卷类型及考试课程, 如图3所示:

考生考试完毕提交试卷后, 系统首先将获取的试卷信息全部收集, 并保存到系统库中, 然后把题库中的试题答案和用户提交的答案进行比较, 最后根据试卷信息获取具体题型的每题分值, 将答案一致的试题数量乘以分值就可得出此题型的分数。各个题型得分相加就可得出试卷的总成绩。

4.4 交流模块的实现

网络培训系统的交流模块主要功能是为学习者提供一个学习交流的空间, 其功能主要包括交流、协作、留言、公告等。交流模块又可细分为三个子模块。

(1) 学习社区交流子模块:这个子模块为学习者提供一个内容生动丰富的虚拟交流社区, 以实现培训参与者以及培训教师、专家之间的互动与交流。在学习资源之下, 该子模块继续细分成不同主题的讨论板块, 以实现学习者对各类学习主题进行个性化的交流与讨论。此外, 学员结合自身需求, 还可以参与各类在线组织或团体, 这些团体是由学生、教师或其他群体组成的。在团体中, 文本交流方式主要是通过电子论坛的异步交流工具实现的。

(2) 课程论坛子模块:这个子模块为学习者提供围绕课程学习的异步交流。学习者在此模块中, 通过电子邮件、电子公告等方式, 就在课程学习中的问题、体验, 与教师、学习伙伴进行开放式交流。就学生学习过程中的疑惑, 教师、专家给予及时的反馈。在此基础上, 授课教师与专家结合具体课程的相关的讨论主题, 以此模块为工具, 引导学员们对某些专业问题进行深层次的思考, 鼓励学习者们各抒己见, 积极发言。

(3) 虚拟课堂子模块:这个子模块支持学习者之间的同步协作与会话。在信息资源中, 存在着一些高层次的学习任务, 学习者们通过协同合作, 才能共同完成任务。虚拟课堂子模块能够支持教师的实时在线视频或音频授课, 同时, 学员还能够接受来自授课者通过软件共享白板进行资料讲稿的演示。同时, 提供学习者个人的问题收集箱和同步记录工具, 并未学习者提问发言演示自己的观点提供技术支持。此外, 该子系统也可以支持学习者之间、学习者与教师之间的发送私人信息和公开交流, 并且能够支持学员之间的分组协作, 通过任务的分配和角色的分工, 最终汇报学习成果, 形成问题的解决方法。

5. 结束语

系统构建了基于B/S的网络培训系统平台。平台的主要功能包括员工在线培训、员工在线测试、在线交流系统等。在本文的设计中, 结合信息技术与网络优势, 有效管理和使用网络资源, 构建完整的网络培训与考核体系, 指导员工进行更好的学习。

摘要：采用B/S网络模式作为系统的软件体系结构, 采用三层架构体系作为系统服务器端, 设计构建了完整的网络培训与考核体系, 指导员工进行更好的学习。

关键词：B/S架构,远程培训,三层结构

参考文献

[1]周恕义, 扬晓华, 侯洪涛.多媒体CAI及网络化远程教学技术[M].中国水利水电出版社, 北京, 2009.

[2]莫崇慧, 陈玉健.开放的分布式教育资源管理平台的构建[J], 教育技术通讯, 2009..12

[3]穆丁[美].PHP技术内幕[M].中国水利水电出版社, 2010.3

基于Internet远程教育系统的网络架构 第4篇

关键词：计算机网络技术；B／S模式；远程教学

中图分类号：TP302.1文献标识码：A

人类社会文明的不断进步，促使人类对新知识、新技术的渴望不断的增强。传统的教育模式显然已经不能满足人们获取知识的要求。远程开放教育的出现打破了传统教育的僵局。

现代远程教育资源建设包括媒体素材库、题库、案例库、课件库和网络课程建设，以及适合多种教学模式的教学支挥系统和现代远程教育管理系统的研制开发。媒体素材库在整个资源中是最基础的，课件库中的课件，案例库中的案例、网络课程，甚至题库都可能要使用媒体素材库中的媒体数据，多个知识点课件或不同教学环节的课件、自测或考试题库综合而成网络课程。所有上述资源库都分别建有其索引信息，以便快速地查询、浏览和存取。教学支撑系统由一系列支持多种教学模式的教学工具构成，这些教学工具都是基于远程教育资源库的，用以完成远程教学中的各项教学活动和实现远程协作。

1 需求分析

系统功能较全面，但是它也有自己的特色。下面就简单地阐述一下该系统的功能。

该系统针对普通用户和管理者提供不同的功能：针对普通用户提供的功能：(1)用户登录(包括学生和教师)；(2)电子教材的浏览；(3)技术信息、产品信息的查阅；(4)教学实验计划的浏览；(5)学员档案的浏览；(6)等级考试信息的浏览；(7)等级考试通过者的信息验证；(8)设备与图书的信息查阅；(9)电子邮件问答和精选问题查阅；(10)学生讨论专栏；(11)用户的教材、工程实例、技术产品信息的上传和链接；(12)教材、工程实例、技术产品信息资料下载；(13)设备的仿真实验；(14)针对管理者提供的功能；(15)管理者登录和授权；(16)电子教材的管理；(17)技术信息、产品信息的管理；(18)教学实验计划的安排与管理；(19)实验预约的情况统计分析和实验预约的审批管理；(20)学员档案的管理；(21)等级考试信息的管理；(22)等级考试通过者的信息管理；(23)设备图书信息管理；(24)邮件问答中的学生问题的解答和精选问题的管理；(25)学生讨论区的信息管理；(26)用户上传和链接资料的管理；(27)资料下载区的管理；(28)设备仿真实验区的管理

采用一种全新的模式：B／S模式。B／S模式事实上是一种类似于终端，主机系统的结构模式，同时又具有客户，服务器模式的分布计算机特性，其主要特点是集中管理。从管理的角度而言，程序代码的维护、更新以及数据库的备份和日常维护等都可以在服务器端进行。

2系统设计

根据以上的功能需求，可以得出模块的数据流图，文章因篇幅所限，流程图从略。

2.1计算机系列教程

本模块提供电子化的计算机系列教材的浏览和数据库的管理，并提供了校外教材的链接和上传功能，以及对链接和上传资料的处理。

2.2教学实验内容进度发布

本模块提供了计划安排内的实验的信息发布和管理。

2.3实验设备仿真系统

本模块提供设备仿真程序，这对无法濒临自动化中心实验的学员很有用途。但是实验设备仿真程序还没有，所以本模块暂且不予考虑。

2.4技术产品信息

本模块提供电子化的技术、产品信息的浏览和管理，并提供了用户的上传和链接功能。

2.5专题讨论会

在管理员给定的讨论话题下，学生可以自由讨论，并留有记录，以备管理者精选记录中的精彩部分，及时汇入“精选问题库”中。本模块可以以BBS的形式设计。

2.6问答精选发布区

本模块提供精选问题的浏览、管理和统计功能。

2.7疑难解答区

本模块提供学生问问题，老师回答问题的功能。

2.8学生讨论区

本模块与“专题讨论区”的功能相近。不同的是该讨论区分不同的小区，每个小区的名称由第一个进入该区的同学命名，服务器只做好记录方面的工作，以备老师检查是否有比较好的问题，纳入“精选问题库”中。

本模块中将调用“专题讨论区”的一些功能。

2.9管理者的注册、登录和管理

本模块提供了管理者注册、登录和管理，它是各个模块的管理部分提供验证的前提。

3结束语

基于Internet远程教育系统的网络架构 第5篇

基于Internet的教育(www.xfhttp.com-雪风网络xfhttp教育网)网络与21世纪的教育(www.xfhttp.com-雪风网络xfhttp教育网)革新

[文章作者]何克抗

[文章来源]不详

一、21世纪对教育(www.xfhttp.com-雪风网络xfhttp教育网)需求的特点

21世纪将是人类全面进入信息化社会的世纪，21世纪对教育(www.xfhttp.com-雪风网络xfhttp教育网)需求的特点也就是信息化社会对教育(www.xfhttp.com-雪风网络xfhttp教育网)需求的特点，下面是对这类特点的初步分析。

⒈信息社会所需要的新型人材要求全新的培养模式

信息社会需要什么样的人材?信息社会所需要的人材应有什么样的知识结构与能力素质?自80年代以来，国内外的许多专家学者为这类问题开过不下几百次的专题研讨会，提出了各种各样的观点，但似乎还没有得出一致的结论。这里我们想借鉴一下日本政府关于这类问题的看法。1995年5月日本文部省与通产省联合实施了一项在基础教育(www.xfhttp.com-雪风网络xfhttp教育网)领域有重大影响的试验研究项目：“100所中小学校联网试验研究”(实际参与试验学校为111所)[1]。他们之所以投入大量资金实施这个项目，其目的不仅仅在于使100多所试验学校的师生能掌握应用Internet网络的技能，更重要的是要探索一种新的教育(www.xfhttp.com-雪风网络xfhttp教育网)体制与教学模式，使学生在这样的体制与模式下，能培养出很强的信息获取、信息分析与信息加工的能力(通常把这几方面的能力统称为“信息能力”)。他们认为具有这样一种能力对于培养能适应21世纪激烈的国际竞争的新型人材是至关重要的，而基于Internet的教育(www.xfhttp.com-雪风网络xfhttp教育网)网络则为培养这种信息能力创造了最有利的条件。很清楚，日本政府是把具有信息能力，即具有获取、分析和加工信息的能力作为信息社会所需人材的最重要的知识结构与能力素质来考虑的。我们认为这种看法是有道理的，值得借鉴。

此外，为了迎接21世纪人类将要面临的、日益严峻的`种种挑战(例如能源危机、环境污染、人口压力、粮食匮乏、毒品泛滥、色情暴力等等)，要求学校培养出的新世纪接班人应当具有更多的发散性思维、批判性思维和创造性思维，即应当是具有高度创新能力的创造型人材，而不应当是只知接受教师传授的知识、只会记忆与背诵前人经验、不善于创新也不敢于创新的知识型人材。我国当前的教育(www.xfhttp.com-雪风网络xfhttp教育网)体制与教学模式很难适应信息社会所需人材的信息能力培养与创造能力培养这两方面的强烈需求。

⒉信息社会的经济发展要求对劳动力进行终身的教育(www.xfhttp.com-雪风网络xfhttp教育网)与培训

在信息社会中，对劳动力不仅要求进行职前教育(www.xfhttp.com-雪风网络xfhttp教育网)与培训，而且要求进行终身的教育(www.xfhttp.com-雪风网络xfhttp教育网)与培训，理由很简单??信息社会中社会财富的创造与积累即信息社会的经济发展愈来愈依赖基于知识的信息产业。这可通过以下事实来说明：

⑴据有关方面的调查统计，1993年美国就业岗位的78%是与信息服务业有关，显示出信息产业在整个国民经济中起着非常重要的作用，而且这种趋势近年来一直在持续发展。

⑵据美国公布的统计资料，1992年亿万富豪的排名榜，首次由微软公司总裁比尔?盖茨以65亿美元(已达到510亿美元)的个人财产荣

基于Internet远程教育系统的网络架构 第6篇

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>教育网络环境下，可以最大限度地发挥学习者的主动性、积极性，既可以进行个别化教学，又可以进行协作型教学(通过各种协作式教学策略的运用而实现)，还可以将“个别化”与“协作型”二者结合起来，所以是一种全新的网络教学模式。这种教学模式可以完全按照个人的需要进行，不论是教学内容、教学时间、教学方式甚至指导教师都可以按照学习者自己的意愿或需要进行选择。学习者可以在家里或是在办公室学习(通过计算机终端)，也可以在旅途中学习(通过便携式多功能微机)。每个学习者在学习过程中均可完成下列操作功能：

查询和访问分布在世界各地的多种信息源(必要时可以从该信息源拷贝所需的软件或资料);对选择出的信息资料进行分析、加工(排序、重组或变换)和存储;和教师或其他学习者直接通讯(进行咨询、辅导、讨论和交流);和教师或其他学习者共享或共同操纵某个软件或文档资料的内容。

由于在这种教学模式下，能为学习者提供图文音像并茂的、丰富多采的交互式人机界面，能为学习者提供符合人类联想思维与联想记忆特点的、按超文本结构组织的大规模知识库与信息库，因而很易于激发学习者的学习兴趣，并为学习者实现探索式、发现式学习创造有利条件。从而有可能在这种教学模式下，真正达到让学习者主动建构知识的意义、实现自己获取知识自我更新甚至创造新知识的理想目标。

⒋基于Internet的协作式教学系统的实现

在Internet上的所有应用系统都是基于“客户/服务器”计算模式。因而实现协作式教学系统也要采用“客户/服务器”模式。另外又考虑到Internet软件平台的多样性，以及客户端程序发布的困难性。为了不使Internet的操作过于复杂，应在现有服务平台上加载这种学习系统。由于WWW浏览器操作简单、方便，又是基于图形用户界面，所以它在Internet上非常流行，利用WWW浏览实现学习系统客户端是最佳的选择。由于目前主流浏览器均能运行Java程序，而Java语言有良好的“客户/服务器”支持性，故用Java语言实现此类系统是最理想的。该系统的核心部分是客户端和服务器。客户端是学习者与协作式教学系统的界面，而服务器则负责管理和协调学习者之间的交互与协作。

系统结构示意图如图1所示：

图1、支持协作学习的“客户/服务器”模式

⑴客户端以Applet的方式加载到客户端运行，使用Applet的最大好处是能利用现有的WWW浏览器解释运行，无需再学一种新的软件使用方法，而且对于软硬件平台没有要求。客户端核心部分主要有：试题说明区、范例演示区、同伴进度区、应答区、对话区等五大部分。不同协作类型的学习系统对这五个部分的侧重点可能不同。

⑵协作管理服务器：它是网络协作学习系统的核心，它控制和协调协作学习的顺利进行。它的主要功能是监听客户端所提出的要求，根据客户端的请求，执行相应的管理工作。具体说，协作管理服务器有如下功能：

学习者的确认：对于新的学习者可生成一份新的档案，以记录学习者的学习过程; 协作管理：帮助学习者形成协作关系，并维护和协调他们之间的这种关系; 提供学习者之间的信息转发通路; 给学生呈现问题情境、示例解答、测评内容及反馈信息; 记录所有学习者的全部合作过程。

基于Internet网络的协作式教学系统具有非常广泛的应用前景，将人工智能与这种协作系统相结合，将是它的未来发展方向。我们国内对这类系统的研究开发还刚刚处于起步阶段。目前在台湾和上海交通大学虽然已有一些初步的研究成果[3][4][5]，但这些都还属于试验性质，离实用还有一定距离。我们应当看到未来Internet网络教育的发展方向，加大研究力度，促使基于Internet的教育应用尽快迈上一个新的台阶。

三、发达国家对基于Internet的教育革新的探索

由于基于Internet的教育网络(其进一步发展则是基于信息高速公路的多媒体教育网络)在实现全新的教育体制与教学模式方面具有其它技术手段无可比拟的优越性，因此世界各国尤其是发达国家无不对此给予高度的重视，并投入大量的资金开展这一领域的基础与应用研究。

美国总统克林顿在1996年初就向全体美国公民提出一个挑战：要求在2000年以前把每一间教室和每一个图书馆(包括所有中小学的教室和农村的图书馆)都联到Internet上。1997年2月4日，在他向国会提交的国情咨文中又进一步提出：将于98年投入510亿美元的巨额预算用于实施一项称之为“美国教育行动”的宏伟计划。实施该计划的目的是为了达到以下三个目标：

让每一个8岁的儿童都能阅读，每一个12岁的儿童都能上Internet;使每一位18岁的青年都能受到高等教育;使每一位成年美国人都能进行终身学习。

显然，上述每一个目标的实现都离不开基于Internet的教育网络，尤其离不开广大中小学和每一个家庭的普遍联网。为此，克林顿总统发出号召：希望1997年成为美国中小学校的“网络年”。

美国政府为迎接21世纪而采取的重大教育革新行动，应当引起我们深深的思索，并认真加以借鉴。

英国在这方面采取的行动也非常令人瞩目，它从1989年开始，在全国范围的所有高等学校中实施一项称之为“计算机用于教学创新”(Computers in Teaching Initiative,简称CTI)的庞大项目，其目标是要通过计算机、多媒体与远程通讯技术的结合(在当前就是通过Internet)，实现对高等院校所有学科(包括文科、理科、医学、环境等各个领域)从教学模式、教学内容到教学组织形式的彻底变革。该项目动员全国所有高等院校参与，从一门一门学科做起，到目前为止，在8年多的时间内，已有24门学科不同程度地实现了这种变革。该项目对传统教育的影响及其深远意义，目前还难以估计。但是“CTI”这个新术语及其相关的大量刊物(目前已有20多种)早已越出英伦三岛、在整个欧洲乃至全世界范围日益成为人们关注的焦点，则已是不争的事实。

为了具体说明如何利用基于Internet的教育网络来建构全新的教育体制与教学模式，我们再来看看前面提到的日本政府在100所中小学进行的联网试验研究项目。如上所述，该项目绝不只是为了让试验校师生了解和学会使用Internet，而是要通过一系列科学试验探索新的教育体制与教学模式。仅在1995年他们就作过以下三项试验研究：

⑴南瓜生长模式研究：所有试验学校都要同时参与种南瓜，要求学生仔细观察当地南瓜种子的生长条件与形态，并通过Internet与其他地区试验校所观察的结果随时进行比较，以便了解超出正常气侯与地理条件下南瓜的特殊生长情况，激励学生自己去寻找改善南瓜生态的办法，从而扩展学生的视野，打破书本的局限，达到培养学生的发散性思维和创造性思维的目的。

⑵酸雨研究：让学生了解环境污染的严重性，从小培养热爱环境、保护环境的意识。参加试验研究的学生要在老师指导下了解酸雨产生的原因、危害并寻找解决的办法。学生通过Internet可以获取有关酸雨研究的国内外最新资料，从小就接触科学研究的前沿，破除对科研的神秘感倥嘌?矣诖葱碌囊馐丁!? ⑶热点新闻论坛：教育网络为试验校所有学生(从小学、初中到高中)提供国内外最新消息报道，与此同时还为学生提供交流观点、发表评论的公开论坛。目的是要培养学生对现实问题的敏锐的观察分析能力和批判性思维的能力。

通过上述试验，不难看出，基于Internet的教育网络尽管目前一般还没有多媒体功能，但是已经对传统教育思想、教学观念产生巨大的冲击，并已向人们展现出未来教育体制与教学模式具有何等诱人的前景。 四、建设基于Internet的教育网络促进我国教育革新

经过几年来的努力，我国在网络基础设施的建设方面已取得较大进展。目前国内已建成四大网络，即邮电部的中国网(CHINANET)、中科院的中国科技网、国家教育部的教育科研网(CERNET)和信息产业部的“金桥”。以教育科研网为例，通过国家计委在94-97期间的投资，它的主干网己经建成，各地区网在“211工程”的支持下也已逐步建立，至于校园网则通过各高等院校或地方自筹资金解决，目前已有300多所高校利用这种方式建成校园网络，还有更多的院校正在加紧建设。通过教育系统全国上下的共同努力，一个由主干网?/FONT>地区网?/FONT>校园网组成的全国性网络系统正在形成。这是教育科研网的情况，其余三大网络系统的建设也与此类似。总之，目前我国在网络方面的基础设施尽管尚不完善，尤其和国外相比在信道的传输速率、带宽等方面均有很大差距，但是，从无到有，以四大网络为骨干的网络体系已逐渐覆盖国民经济的各个领域和全国的大部分地区，并且实现了与Internet的互联。这就为我国开展基于Internet的教育应用创造了必要的前提与条件。换句话说，“路”已初步修通(尽管还不很通畅、快捷)，接下来的问题就是要把“路”充分利用起来，尽快解决有“路”无“车”、无“货”的问题，否则将造成资源的极大浪费。正象邹家华副总理于97年4月在深圳召开的“全国信息化工作会议”上所指出的：当前我国的信息化建设必须把网上信息资源的开发与利用放在首位。

对于教育领域的应用来说，网上资源的开发与利用包括两个方面：网上的教育信息管理与各学科的网上辅助教学。教育信息管理主要面向各级教育行政主管部门的办公自动化，例如，可通过网络对教委系统所需的教育综合信息、学生情况、教工情况、教学改革情况、教育科研情况、电化教育情况、基本建设情况、财务情况以及招生录取情况等九大类信息进行高效率的综合、统计与分析。各级教委的各职能部门可根据自己特定的权限和要求，随时对有关信息进行查询、检索、修改、补充、统计并打印出指定格式的各种报表，从而改变长期以来靠发书面通知收集数据、用手工统计分析有关资料、制作各种报表费时费力且时效性差的落后管理状况。各学科辅助教学主要面向各级各类学校的课堂教学、课外自学与辅导以及成人的继续教育。网上辅助教学的应用开发包括以下几方面的内容：

建立CAI软件库?/FONT>库中的CAI软件应满足学科齐全、内容丰富和形式多样等要求，以适合各级各类学校不同年级、不同学科的课堂教学的需要或个别化学习的需要。 建立教学资料库?/FONT>为各级各类学校的教师提供丰富的备课用参考资料(包括各种史料、教参、特级教师的优秀教案和优秀课例的分析等)。

建立电子图书馆?/FONT>在某些校园网上建立CD服务器，采用光盘阵列储存与教育有关的视听材料及重要的图书资料。除此以外，还可将一些电子化图书馆联入网络，从而组成一个庞大的网上电子图书馆，实现一种全新的图书资料检索模式。

建立虚拟学校?/FONT>由不同学校、不同地区的一些优秀教师和教学设计专家组成教研组，负责课程规划与课件脚本的设计，再由软件编程专家负责把脚本制作成高质量的网上教学课件，然后实施网上教学;由来自不同地区的学生组成虚拟班集体，这样就可以形成一所或多所虚拟学校，从而实现某个地区乃至全国范围的远程教学。虚拟学校的教学有多种不同的模式，常用的模式有讲授型(又分同步式和异步式讲授)、个别辅导型、讨论型、探索型和协作型(又分竞争、协同、伙伴和角色扮演等4种不同形式的协作)。其中尤以讨论型、探索型和协作型更能体现网上教学的优越性，也更有利于学生高级认知能力的培养与发展。

为了能有效地在一个地区实现上述两个方面的的网上教育应用(即教育信息管理的应用和辅助教学的应用)，采用基于Intranet(企业内部网)的网络方案是比较科学、合理的。这是因为Intranet的结构与工作方式和Internet (国际性的互联网络)完全相同，并且很易于接入Internet，因此可以享有和Internet同样的功能及丰富资源;与此同时，由于Intranet本身属于一个部门的内部网络，所以它又具有便于实现本部门内部的信息管理、资源共享和信息安全性好等优点，可谓一举多得。为此我们建议：在有条件的地区和省市应加快启动建设基于Internet的教育网络工程。这样做不仅有利于促进我国各级各类学校的课程改革与教育革新，而且还可让我国各级教育行政领导部门的管理工作来一个飞跃，甚至迎头赶上国际先进水平。可见，当前抓紧地区、省市乃至全国范围基于Internet的教育网络建设，并积极开展网上资源的开发与利用，对于推进我国教育现代化的进程具有重大的意义。

我们正在经历人类历史发展的一个重要阶段(由工业化社会向信息化社会过渡的阶段)，正面临教育大变革的前夜。如果我们能顺应历史发展的趋势，抓住机遇，利用最新的信息技术手段进行大胆的探索与试验，然后站在信息化社会的高度，运用全新观点、全新视野加以审视，努力从理论上作出合乎社会发展需求、并符合人类认知规律的阐释。我们就完全有可能较快地实现由传统教育体制、教学模式向新型教育体制、教学模式的转变，实现对我国教育的重大革新，从而满足21世纪对人材培养的需求。反之，如果我们不抓住当前全人类正向信息化社会过渡的千载难逢的大好时机，继续保持原来教育领域的传统体制与模式，不愿革旧除弊，不想励精图治，则我们将会坐失良机。等世界上的大部分国家都已完成信息化社会中教育领域的深刻变革时，我们将仍处于原来的落后状况。历史的经验告诉我们：教育落后的民族是愚昧无知的民族，教育落后的国家是孱弱挨打的国家，教育落后的社会是不文明的野蛮社会，那将是一种多么令人痛心的局面!

国家间的竞争是综合国力的竞争，其核心是经济实力的竞争，但是经济发展的关键是科技，而科技振兴的基础在教育，所以教育是国家的根本，是一切基础的基础。没有大量高素质的人材，一切都无从说起，国家的经济更不可能搞上去，因此在抓好经济建设的同时，必须认真抓好全市、全省乃至全国范围的教育网络建设，尤其是要大力发展网上教育资源的开发与利用。让我们共同努力，为我国教育的现代化，为中国教育的崛起作出我们应有的贡献。

基于Internet远程教育系统的网络架构 第7篇

摘要：随着智能建筑的迅速发展，家庭自动化系统在方便、高效、节能和安全等方面逐步完善。设计了一种基于Internet的智能家庭网络控制器，上层实现Internet的互联，下层应用现场总线技术实现对底层设备的管理。其优越性在于充分利用Internet的互联性及现场总线的双向、串行、数字等特点，对家用电器进行监控管理、能源优化使用。

关键词：Internet 智能化 CAN总线 家庭自动化系统

随着计算机、控制、网络、通信、微电子和建筑等技术的不断发展完善，以及相互之间的系统集成和有机结合，智能建筑已经成为现代建筑的发展方向。其中楼宇自动化系统(BAS)、办公自动化系统(OAS)和通信自动化系统(CAS)已有成功应用。同时人们生活水平的提高，对住宅环境在舒适、安全、高效、节能和便捷等多方面提出了更高要求，因此家庭自动化系统(HAS)应运而生，它一方面实现对家庭设备网络的管理，另一方面与整个楼宇主控管理系统互联[1]。对家庭网络的管理主要有：

(1)对电器设备进行自动化监控，对能源进行优化管理与控制，如家电开关、空调调节、灯光控制、声音调节、温度控制、湿度控制、安全和保安管理及水、电、气三表自动计费和转账管理等。

(2)对数字设备实现互联，内部家用网络接入设备之间局域网的连接，如计算机、多媒体计算机、电视、摄/录像机、VCD/DVD和数码相机等娱乐设备。对外实现与互联网连接，实现远程监控、教育、医疗、存贷、购物等。

目前已有多种HAS产品共存，主要集中在欧洲、美国和日本，基本采用DCS控制方案，但是各系统之间网络标准不一，相互兼容性差，具体可参阅文献资料。国内现处于开发研究起步阶段，许多问题亟待解决。

(本网网收集整理)

1 总体方案设计

一般来说，用户是逐个购置家用设备的。从信息化角度看，大多电器设备属于现场设备，不具备信息化条件，为“信息孤岛”，数字设备则具备了信息交换的基础。而设备功能的复杂性和多样性、设备间的相关性、用户使用的随机性及使用程度的.不可预知性等，要求系统具有良好的开放性、可扩展性和较高的智能化程度，系统能够自动调整以适应不同用户和多种环境需求。用户只需简要地操作配置，即可实现设备的“即插即用"，自动识别设备的类型并建立与其相关的联系。

从智能建筑的网络资料以及外设嵌入式联网的趋势持，楼宇局域网与Internet已经实现互联，有的Ethernet直接入户，充分利用现有标准和楼内已有资源，Internet的接入提供了条件，同时可以满足用户方便、快捷、简单地进行异地操作，对家中设备远程查询、监控和管理。对于数字设备与Internet的互联及相互之间的局域网互联技术已经成熟，本文不再多述。

针对家用现场设备分散且数量随机的特点，现场总线以双向、串行、多节点数字通信等技术为基础构成的开放式、数字化、分散化及智能化底层控制网络FCS(Fieldbus Control System)，完全满足分布式和渐增式的控制要求[2]。总线通信协议的公开化，不同厂商生产的设备之间可以进行互联以实现信息交换。控制任务下载分开到现场智能仪表和装置设备中，并通过微处理器完成控制监测等算法，可实现测量控制一体化，提高整个系统的可靠性。

基于上述分析，笔者设计了基于Internet的智能家庭网络控制器，总体方案如图1所示。以Internet/Ethernet直接入户为例，经双绞非屏蔽线接入用户家庭控制器HCU(Home Control Uint)，现场电路设备经过自身控制单元通过CAN总线与控制器连接。这样HAS作为一个信息处理系统，为住宅内部各平等设备嵌入式统一控制平台，一方面对现场设备实现信息化，提供信息智能处理和通信能力;另一方面又提供统一的信息交换接口及控制规则，通过信息集成管理不同功能的子系统以及子系统相互间的信息交换，使住宅成为一个有机整体。

2 HCU硬件实现

HCU的硬件结构原理如图2所示。控制器选用Intel高性能16位单片机80C196KC，在最小系统基础上，分别扩展了32KB数据存储器和程序存储器。X25045集看门狗定时器、电压监控和E2PROM(5128bit)于一体，用来存储记忆系统的一些基本参数，如节点个数、每个节点的特征参数、节点标识符及一些与节点相关的联系。串行实时时钟DS1302提供秒、分、小时、日、月、年实时信息，且能根据月份和闰年情况自动调整月份和结束日期。并行芯片8255扩展了45键盘接口，为用户设置、查询提供输入接口。点阵图形液晶显示器选用MGL(S)12864，字库由字模提取软件生成，存在EPROM中。

HCU与下位机节点之间选用了规模较小、可靠性高、易于扩展的CAN总线，采用双绞线作为通信介质。CAN总线接口选用了Philips公司生产的独立控制器82C200，其支持CANBUS物理层与数据链路层的所有功能，多主鸨，有成组和广播报文功能，总线访问优先权取决于报文标识符，有极强的错误处理能力，且配置灵活允许局域网扩展。选用总线驱动接口82C250结合光电隔离，提供对总线的差动发送和接收功能，实现各节点之间的电气隔离，以增大通信距离，提高总线瞬间抗干扰能力[3]。

与Ethernet网的连接选用了基于Rabbit 微处理器及Ethernet芯片开发的Rabbit2000

TCP/IP开发工具箱，它是含TCP/IP协议栈的嵌入式开发系统[4]，提供了一个带有8位高性能的微处理器工作平台和动态C语言软件开发包。开发板提供1个与RS-232接口、1个与厂商配制的端口(既可用于RS-485，又可用于RS-232)、4个高速电流输出设备、4个数据输入设备、7个定时器、1个实时电池支持时钟和1个10Base-T以太网接口，并提供了TCP/IP协议的全部源代码，实现TCP/IP和RS-232之间相互转换，为现场设备的上网提供了软/硬件平台。

对于现场设备需要开发相应的基于CAN总线的控制单元，这里不作介绍。在底层控制网络中，HCU和现场控制单元分别有自己的ID标志，由于采用CAN标准作为通信协议，与节点在网络的地位相同，于是将HCU虚拟为主机，将现场设备虚拟为从机，响应主机的要求，执行相应流程，各节点之间也可以进行信息交换。

3 软件模块与协议

系统软件主由监控、配置、网络管理和网络协议四部分组成，其中监控部分完成对家庭设备运行状态的控制和检测，及时显示且做相关处理，如故障报警、事件提示等。配置部分为用户提供更改系统和设备配置的人机接口，及时提示用户配置步骤及配置过程中的错误，用户可以查询某一子系统的当前状态信息。网络管理帮助用户分析、管理和扩展网络，并进行故障诊断和故障恢复。网络协议实现TCP/IP到HASP(HAS Protocol)相互间的转换，主要是数据流关系为TCP/IP到RS-232到CAN三者之间的相互转换。

系统程序首先完成初始化定义，包括最小系统、X25045、DS1302、键盘定义及处理、LCD、CAN总线、Rabbit2000，然后进入循环监控状态。以水表计费简要说明，水表计费节点自动完成计费功能，当用户按下水费键键盘处理程序检测该键按下向水费节点发出费用指令水费节点响应命令返回当前费用控制器显示水费费用;用户使用密码通过Ethernet访问家中HCU发指令访问水费控制器响应且向水费节点发费用指令水费节点返回费用HCU通过Ethernet向用户返回当前水费情况。

基于Internet远程教育系统的网络架构 第8篇

1 基于Internet的电工电子网络实验室系统结构

基于Internet所建立起来的电工电子网络实验室系统主要是由软件系统和硬件系统两个部分所组成的。就硬件设备而言, 主要是由windows NT服务器来发挥作用, 能够有效地提高网络的信息传递速度, 并且以用户的需求对硬件的配置进行调整, 使其传递速度等得到保证。电工电子网络实验室系统中, 主要由示波器、晶体管、电阻、电容等元器件来构成, 通过模块化的结构形式与计算机技术有机结合, 充分利用系统硬件所提供的真实实验环境, 从而获得相关实验数据并对其进行分析, 保证网络实验室系统建设的有效性, 实现对其远程监控和管理。

对于电工电子网络实验室而言, 其运作的基本原理在于系统浏览器、身份识别系统等的应用来建立起一个完整的信息传递路径。在网络信息传输的基础上, 通过信息传递使得实验室与网络的调度机有机联系, 从而使得对实验室控制信息、相关的实验参数等都能及时的进行传输, 保证调度机能够正常的反应和工作, 将任务依据其内部的分配机制传递到不同的服务器, 并最终传递到终端用户, 实现对实验室的管理。

这种网络实验室系统的建立, 需要有满足实验室运行的专门设备的支持, 并且对于网络的应用, 要综合地考虑实验室硬件装置以及服务器的配置和连接问题, 并且要将网络的安全性以及外部因素的影响等都予以考虑, 以保证网络建设的安全, 使得电工电子实验能够顺利实现, 进一步保证实验的安全。基于Internet的网络实验室系统, 将信息网络的建设与实验室有机联系, 不断地改善其运行的环境, 并且能够有效地保证系统使用时所应具有的安全性以及防干扰能力。

2 电工电子网络实验室系统各组成部分

电工电子网络实验室是一个综合的系统, 其运行质量对于实验效果等有着直接的影响。具体而言, 该系统主要由以下几个方面来发挥其作用:

第一, 任务调度器实现对实验室系统的任务调度。调度器在网络实验室系统中发挥着极为重要的作用, 它接受用户的请求之后将其通过网络传递到其他服务器, 并且使得其他服务器进入到工作状态, 此外它还承担实现系统服务器负载平衡的作用, 因此, 在整个系统中发挥着核心的作用。通过模型的建立和分析, 我们可以看到任务调度器的主要任务是完成数据链的接收和传递以及网络层的连接等。在使用的过程中, 通过简便调度算法的应用来提高请求传递的速度, 并且可以根据网络的条件选择一种兼容的模式, 实现其对系统整体的作用。

第二, 数据信息的传递是网络实验室系统的另一重要组成部分。电工电子网络实验室系统建设的过程中, 可以根据实验室的情况以及用户的需求等来调整服务器的数量, 并且完善服务器和实验装置间的连接。在接收到用户的实验请求之后对该信息进行及时的分析, 并且完成信息的调度和传递。在系统内部, 以一种单通道串行的方式来实现数据通信的传递, 能够实现信号的先进先出, 并且提高传递的速度。这种简单的信号处理和传递方式能够实现计算机和实验室系统硬件的有效链接, 保证实验信息传递的时效性。在当前的计算机条件下, 可以通过串行端口和实验装置来实现相关数据的交换, 并且根据实验的要求以及用户的不同需求等进行必要的程序设计, 使其能够包含更多的内容和工具, 从而有效地提高信息解码的速度及其准确性, 实现网络实验室系统和计算机系统的有机结合, 提高其整体运行的速度。

第三, 其他的基础设施也是网络实验室系统所必需的组成部分。除了上述两部分外, 整个系统的有效运行还需要多线程的请求服务以及能够满足实验交互性需求的界面、数据库的建设以及安全保护、集成接口的应用等方面, 他们对于整个系统的完整性以及整体的应用等都有着重要的作用。实验室系统中, 用户和服务器建立起一种有效的连接, 使得服务器可以快速地接受用户的请求, 并且进行任务的分配。通过用户界面来完成相关的描述并保证其速度, 以编程语言的应用来为用户提供示波器系统的服务, 并完成相应的比较分析和度量调节的工作。在网络实验室建设的过程中, 还要采取必要的网络安全保护措施, 保证网络运行环境的安全, 从而实现信息传递和系统的整体安全性和有效性。

3 结语

基于Internet的电工电子网络实验室系统, 充分利用了信息网络技术发展所带来的便利条件, 将网络实验室系统的建设与计算机系统有机结合, 通过调度器等的综合应用来保证信息传递的速度, 并且通过硬件设施和软件的升级应用来提高其整体的运行效率。它的建设和应用为实验室的管理和完善提供了诸多便利条件, 也为学生提供了更为便利的学习条件, 推动了电工电子实验教学的不断完善。

摘要：随互联网技术的发展和应用, 给人们的学习和生活带来了许多的便利。对于学校的实验室建设而言, 互联网技术提供了诸多的优势条件, 使得数据信息的获取和交流、实验系统的监控等变得更为便捷, 极大的提高了实验系统应用的效率。本文主要讨论基于Internet的电工电子网络实验系统的结构等相关问题。

关键词：Internet,电工电子,网络实验系统

参考文献

[1]唐秋杭, 朱善安.基于Internet的液位控制实验系统[J].实验室研究与探索.2006 (1) .