28857 96882 1 pb 4497

TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 9, SỐ 1-2006 PHỊNG THÍ NGHIỆM ĐIỆN TỬ DÙNG MẠNG MÁY TÍNH Phạm Thị Thu Phương, Nguyễn Trường An, Nguyễn Hữu Phương Bộ môn Điện tử – Viễn thông, Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG – HCM ( Bài nhận ngày 01 tháng 12 năm 2005, hoàn chỉnh sửa chữa ngày 14 thng 02 năm 2006) TĨM TẮT: Có nhiều phịng thí nghiệm (thực hành) điện tử, phịng thí nghiệm khác tương tự, tổ chức theo cách truyền thống Bài báo trình bày tự động hóa phịng thí nghiệm dùng mạng máy tính Trước tiên kết nối thiết bị điều khiển đo lường vào máy tính PC (máy trạm), kết nối hai chiều nhiều máy trạm đến máy tính chủ trung tâm thành mạng nội Máy trung tâm giao tiếp với File server, máy in, và, cần, qua Modem vào mạng diện rộng để phục vụ đào tạo từ xa Ưu điểm cách tổ chức thể nhiều mặt mà khả lưu trữ xử lý liệu Để có phịng thí nghiệm thực phận sau, phận gồm phần cứng phần mềm: Máy phát tín hiệu (máy tạo hàm) điều khiển từ máy tính Chuyển đổi máy tính thành dao động ký số hai tia Nối kết mạng nhiều máy tính trạm với máy tính trung tâm Cả phận phần đề tài NCKH trọng điểm ĐHQG-HCM nghiệm thu năm 2004 [1] Bộ phận trình bày [2] Bài báo trình bày phận tức nối kết truyền thơng mạng GIỚI THIỆU Một máy tính PC biến thành trung tâm đo lường điều khiển (gọi đo lường ảo) [1] cách gắn thêm Card DAQ (Data Acquisition – thu nhận liệu), mạch điện tử tương đương, giao tiếp với máy tính qua cổng song song Bus PCI Một trung tâm đo lường ảo tạo tín hiệu, thu nhận kết đo, xử lý hiển thị lên hình, phát điều khiển phục vụ cho thí nghiệm (thực hành) điện tử (hình 1) thí nghiệm khác có sử dụng nhiều thiết bị đo Vấn đề nối kết máy học viên (máy trạm) đến máy giáo viên (máy chủ) chung phòng xa thành mạng máy Máy giáo viên nối kết với mạng diện rộng hệ thống đào tạo qua mạng Hình sơ đồ hệ thống Các cảm biến mạch tiền xử lý Thu nhận tín hiệu MÀN HÌNH MÁY TÍNH Các chương trình Tạo tín hiệu (hay điều khiển) Mạch hay thiết bị cần đo (hay điều khiển) Hình 1: Máy tính trung tâm đo lường, điều khiển, xử lý hiển thị Trang Science & Technology Development, Vol 9, No.1 - 2006 Máy học viên Máy học viên DA Máy học viên DA DA HV: Máy in Máy giáo viên Mạng WAN Hình 2: Mạng máy tính kết nối máy học viên với máy gio viên Mục đích việc kết nối mạng để giáo viên theo dõi diễn tiến thí nghiệm (hay thực hành) học viên, trao đổi với học viên, đưa mạch điện tử câu hỏi thực hành thi Bên cạnh việc quản lý lập danh sách học viên, cho điểm, in kết Trong mạng, máy giáo viên thường đóng vai trò máy chủ, máy học viên máy khách (hay máy trạm), nhiên có trường hợp ngược lại Phần lại báo gồm mục kết nối truyền thông mạng, mục chương trình học viên, mục chương trình giáo viên, cuối mục kết luận KẾT NỐI VÀ TRUYỀN THÔNG MẠNG Các chương trình viết ngơn ngữ lập trình Visual C++, có chức xử lý tín hiệu giao tiếp mạng để truyền thơng qua lại máy Tùy theo nhiệm vụ chương trình, chức mà có cách giao tiếp mạng khác Cách thứ Pear-to-Pear, dùng Buffer để lưu thông tin cần chuyển đi, cách cho phép giao tiếp hai máy, lúc truyền ba máy Đây cách sử dụng việc học viên khai báo tên vào chương trình truyền liệu từ máy học viên sang máy giáo viên Cách thứ hai dùng CArchive Serialize, tương tự kiểu truyền mạng quảng bá, từ máy gửi đến tất máy mạng Chương trình dùng cách việc truyền thông máy giáo viên máy học viên, máy học viên với nhau, có kiểm sốt 2.1 Nối kết mạng máy giáo viên máy học viên Khi giáo viên vào chương trình, giáo viên cần khởi động việc kết nối mạng, tức lắng nghe đường truyền, lúc máy giáo viên máy chủ, máy học viên máy khách Học viên vào chương trình, khai báo tên học viên tên máy tính, gởi tới máy chủ Sau kết nối thành cơng, chương trình giáo viên có tên máy học viên kết nối, cịn chương trình học viên kết nối lúc trở thành máy chủ để lắng nghe đường truyền xem có yêu cầu máy giáo viên để truyền liệu (diễn tiến thực hành) không Nếu giáo viên yêu cầu học viên truyền liệu máy gởi thơng điệp tới học viên với tên máy tương ứng, học viên truyền liệu đến máy giáo viên Khi giáo viên muốn chuyển sang nhận liệu từ học viên khác, giáo viên dừng kết nối trước đó, Trang TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 9, SỐ -2006 chuyển yêu cầu nhận liệu tới học viên mong muốn Giáo viên lần nhận liệu nhận từ máy học viên Khi giáo viên khởi động việc Chat với học viên, máy giáo viên máy chủ, máy học viên máy khách Vì máy chủ nên giáo viên nắm quyền kiểm sốt ví dụ cho phép câu hỏi học viên trả lời giáo viên trả lời học viên truyền tới máy học viên khác (truyền quảng bá) truyền cho học viên định (truyền Pear-to-Pear) Phần truyền File từ máy giáo viên kết hợp hai giao thức truyền quảng bá truyền Pear-to-Pear Khi truyền File, trước hết truyền cho máy học viên (truyền Pear-to-Pear), sau sử dụng vịng lặp để truyền nội dung tới máy học viên khác mạng (truyền quảng bá) Nhờ sử dụng Port giao thức truyền khác nên tránh xung đột xảy kiểu liệu truyền khác Sự hoán vị máy giáo viên máy học viên để máy chủ máy khách trường hợp khác tạo linh hoạt kết nối mạng 2.2 Trao đổi thông tin Trong phần này, máy giáo viên máy chủ, máy học viên máy khách Bởi giáo viên phải quản lý nội dung truyền mạng, cấp quyền cho phép câu gởi đến có quảng bá hay không, bảo đảm cho học viên không trao đổi với mà không thông qua máy chủ giáo viên Hình sơ đồ giải thuật việc trao đổi thơng tin (gởi đi) giáo viên Hình sơ đồ giải thuật việc trao đổi thông tin (nhận) học viên Chọn gởi cho tất sai Chọn học viên Tìm tên học viên trùng với tên giáo viên chọn Gởi thông tin lưu vào List Box Gởi thông tin lưu vào List Box sai Là học viên cuối dừng Hình 3: Sơ đồ giải thuật gởi thơng tin giáo viên Trang Science & Technology Development, Vol 9, No.1 - 2006 Khi có kiện nhận thơng tin Nhận thành công sai Thông báo lỗi Thêm vào cuối thơng điệp nhận kí tự kết thúc Hiển thị List Box Hình 4: Sơ đồ giải thuật nhận thông tin học viên 2.3 Truyền File Trong truyền File, để bảo đảm truyền nguyên File khối, việc truyền nhanh chóng bảo đảm nguyên vẹn File, ta dùng CSocket CFile Các sơ đồ giải thuật hình hình minh họa việc truyền, nhận File máy giáo viên máy học viên Hình cho thấy hình học viên Tạo Socket Tạo CFile Đọc tên file muốn gởi Đọc nội dung file vào CFile Mở file đọc độ dài file Gởi độ dài file Gởi CFile Đóng CFile, xố đệm, đóng Socket Hình 5: Sơ đồ giải thuật truyền File giáo viên Trang TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 9, SỐ -2006 Tạo Socket Kết nối Socket với máy chủ Khi Socket nhận file Tạo CFile Đọc độ dài file Đọc nội dung file vào CFile Lưu CFile với độ dài file biết Đóng CFile, xố đệm, đóng Socket Hình 6: Sơ đồ nhận file học viên Hình 7: Học viên nhận thông báo cho phép lưu file Hình 8: Học viên lưu File vừa nhận vào máy Trang Science & Technology Development, Vol 9, No.1 - 2006 CHƯƠNG TRÌNH CỦA HỌC VIÊN Máy học viên kết nối mạng với máy giáo viên nên máy học viên cài đặt chương trình mạng Lúc đầu, học viên vào chương trình kết nối với máy giáo viên, đăng ký tên tên máy cho giáo viên Khi học viên muốn đặt câu hỏi với giáo viên, học viên vào Tools\Communication để đưa câu hỏi tới máy giáo viên Học viên nhận câu trả lời thông tin khác từ máy giáo viên từ máy học viên khác tùy theo cho phép giáo viên Ở máy học viên có chương trình: kết nối mạng, đăng ký tên máy, gửi liệu đến máy giáo viên, trao đổi thông tin Khi học viên vào chương trình học viên đăng ký tên tên máy gởi cho giáo viên Sau đó, học viên trở thành máy chủ nghe xem giáo viên có muốn lấy liệu khơng (hình 9) Tạo socket khách Kết nối với máy chủ Kết nối thành công sai dừng Gởi tên học viên tên máy Gởi thành công sai Tạo socket chủ lắng nghe đường truyền Hình 9: Học viên đăng ký tên số máy Trang 10 dừng TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 9, SỐ -2006 CHƯƠNG TRÌNH CỦA GIÁO VIÊN Chương trình giáo viên chương trình dùng để quản lý, theo dõi kết thực hành học viên 4.1.Các chức chương trình giáo viên Khi bắt đầu chương trình, giáo viên tạo danh sách tên học viên buổi học đầu tiên, buổi học sau, giáo viên cần lấy danh sách học viên tương ứng mà Khi học viên vào học khai báo tên chương trình Oscilloscope học viên gửi cho máy giáo viên (máy chủ), có tên học viên danh sách tên học viên viết hoa, giáo viên nhìn vào danh sách biết học viên diện yêu cầu lấy liệu học viên để quan sát cần Nếu học viên học viên mới, chưa có tên danh sách, giáo viên có quyền định cho học viên vào sanh sách hay khơng Giáo viên đặt câu hỏi, nhận câu hỏi từ phía học viên, giáo viên kiểm sốt tồn thơng tin trao đổi, cho phép không cho phép thông tin từ giáo viên từ học viên truyền tới học viên khác Giáo viên đề thi, đề kiểm tra cách sử dụng phần mềm khác Electric WorkBench File hình ảnh, File text… Chương trình cho phép giáo viên gửi file đến tất máy học viên Kết thúc buổi học, giáo viên liên kết với sở liệu điểm học viên 4.2.Tạo danh sách học viên Khi vào chương trình, giáo viên muốn tạo danh sách lớp học mình, giáo viên nhấn chọn: Make a new student list (thông thường thực vào buổi học đầu tiên), List Box cho phép giáo viên nhập tên học viên lớp Ý tưởng chung phần dùng List Box quản lý liệu lưu lại toàn liệu vào File Giải thuật lưu liệu vào File tương tự phần lưu liệu trình bày chương Nếu giáo viên có danh sách lớp, khơng cần tạo danh sách mới, muốn mở danh sách cũ giáo viên nhấn chọn nút: Choose a student list Lúc đó, hộp Dialog cho phép giáo viên lựa chọn danh sách học viên phù hợp (hình 10) Hình 10: Hộp Dialog giáo viên Sau lựa chọn danh sách học viên, danh sách đưa vào danh sách học viên chương trình Khi có học viên vào chương trình đăng ký tên tên học viên thay đổi, giáo viên biết diện học viên (hình 11) Trang 11 ... viên vào chương trình đăng ký tên tên học viên thay đổi, giáo viên biết diện học viên (hình 11 ) Trang 11 ... student list Lúc đó, hộp Dialog cho phép giáo viên lựa chọn danh sách học viên phù hợp (hình 10 ) Hình 10 : Hộp Dialog giáo viên Sau lựa chọn danh sách học viên, danh sách đưa vào danh sách học viên... số máy Trang 10 dừng TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 9, SỐ -2006 CHƯƠNG TRÌNH CỦA GIÁO VIÊN Chương trình giáo viên chương trình dùng để quản lý, theo dõi kết thực hành học viên 4 .1. Các chức chương