Подпрограмма «Окно Настроек»

Подпрограмма «Окно Настроек» предназначена для того, чтобы преподаватель задал необходимые настройки для соответствующих режимов, а также для просмотра результатов тестирования и просмотра неправильных ответов.

На блок-диаграмме показано, что параметры (время, количество вопросов, файл сохранения результатов, файл сохранения неправильных ответов) вводимые в окне «Настройки» записываются в глобальные переменные [11].

Регистрация

Программа «Регистрация» необходима для контроля студентов проходящих тестирование.

При помощи этой подпрограммы берутся данные о пользователе, проходящем тестирование, эти данные отображаются при тестировании, а после сохраняются с результатами.

В случае если при регистрации пользователь не заполнит все поля, появится сообщение. Перейти к тестированию невозможно, пока регистрация не будет завершена.

Тест в режиме «Обучение»

На данной блок - диаграмме происходит обнуление некоторых параметров (1) и создание массива неповторяющихся вопросов (2) из базы вопросов (3), заданных преподавателем в настройках теста.

На блок-диаграмме происходит обращение к подпрограмме «Чтение вопроса для режима обучения», запоминание выбранного ответа и соответствующего ему вопроса, проверка на возможность появления Кнопки «Справка».

Программа соответствующая выбору ответа в режиме обучения. В ней сравнивается правильный ответ и ответ выбранный пользователем, накапливается количество попыток ответов, выдается сообщение, если ответ не правильный и появляется кнопка «Справка».

При нажатие на кнопку «Завершить тест» в режиме обучения выводится сообщение, формирующееся в данной блок-диаграмме. «Завершить тест» - кнопка на лицевой панели, ей соответствует кнопка «стоп обуч» на блок диаграмме.

С помощью данной подпрограммы происходи разделение вопросов, ответов, номера правильного ответа, номера справки, которые распределяются в необходимом порядке на лицевой панели, во время работы программы «Тест».

Тест в режиме «Допуск»

Блок - диаграмма аналогична подпрограмме «выбора вопроса в режиме обучения».

Тест в режиме «Защита»

По окончанию тестирования в любом режиме есть возможность просмотра результатов.

Окно появления результатов, если было выбрано перейти в просмотр «Результатов».

Описание методики работы АОС

АОС разработана в графической среде программирования LabView. Автоматизированный комплекс представляет собой программу проверки и оценки знаний студентов в виде тестовой оболочки, и является дополнением к ФЭС АУЭС, разработанным также в среде LabView.

Первый этап работы в АОС заключается в шифрование тестовых вопросов при помощи специальной программы «Шифрования». С помощью этой программы преподаватель может на любом компьютере зашифровать вопросы, набранные с помощью программы «Блокнот», с расширением *.txt, придерживаясь структуры приведенной ниже. Зашифрованный документ может находиться в любом месте, даже доступном для студентов, так как расшифровать его можно только при помощи специальной программы [12].

Структура вопросов в блокноте:

@ номер вопроса) Вопрос ;первый вариант ответа; второй вариант ответа; третий вариант ответа; четвертый вариант ответа; пятый вариант ответа; номер правильного варианта ответа; номер справки для этого вопроса (если это вопросы для режима обучения)

Пример 1:

@ 1) Закон <Об обеспечении единства измерений> был принят в; 1993 году; 1963 году; 1994 году; 1964 году; 1961 году; 1; 5

Структура справки:

Справка создается в папке «Справка» на локальном диске D:/, в документе с названием и расширением соответствующим примеру.

Пример 2:

«Справка 1.mht», «Справка 2.mht» и т.д.

После зашифровки файл необходимо разместить в любом месте на компьютере, где будет проходить тестирование.

На компьютере необходимо установить, тест и запустить файл Тест.exe. Поле чего появится «Окно запуска» (рисунок 3.20).

При выборе кнопки «Настройки» и правильном вводе пароля, можно задать параметры тестирования или внести изменения, такие как: файл с вопросами в соответствии режиму, количество вопросов для определенного режима, время, отведенное на данный режим тестирования, файл для сохранения результатов, файл для сохранения неправильных ответов (этот файл необходим для анализа, на какие вопросы чаще всего отвечают неправильно), общее количество вопросов. В окне «Настройки» преподаватель может просмотреть результаты тестирования и неправильные ответы, которые хранятся в зашифрованном файле и расшифровываются только при запуске этого окна.

Если нажата кнопка «Запустить тест», появляется окно выбора режима тестирования. Данная АОС включает в себя три режима тестирования:

1. Обучение

2. Допуск

3. Защита

При выборе необходимого режима студенту необходимо пройти регистрацию, заполнить поля: Фамилия, Имя, Группа, Номер зачетной книжки. Только после этого пользователь может приступить к тестированию.

В режиме «Обучения» пользователю задаются общие вопросы об установке ФЭС АУЭС. При неправильном ответе появляется сообщение (рисунок 3.46) и возможность ответить еще раз на этот же вопрос, если ответ опять неправильный, появляется это сообщение второй раз, а на третий раз пользователю предлагается воспользоваться справкой и появляется кнопка «Справка» (рисунок 3.47).

Рисунок 3.46 - Сообщение в режиме «Обучение»

Рисунок 3.47- Появление кнопки «Справка»

При нажатии на эту кнопку появляется окно с информацией по данному вопросу (рисунок 3.48).

Рисунок 3.48- «Справка» в режиме «Обучения»

Пользователь может ознакомиться с информацией и попробовать ответить еще раз. По окончанию тестирования в этом режиме не ставится оценка, а выдается информация о том, сколько правильных ответов из общего количества, сколько неправильных набрал пользователь, сколько было попыток ответить и сколько раз воспользовался справкой (рисунок 3.49).

Рисунок 3.49 - Результаты в режиме «Обучения»

Все результаты шифруются в файл для сохранения результатов. Их можно просмотреть в окне «Настройки».

Если пользователь выбирает режим «Допуск», ему так же необходимо пройти регистрацию, после чего ответить на предложенные вопросы. Вопросы в данном режиме ориентированы на проверку готовности пользователя к проведению эксперимента. Пользователь отвечает на вопросы в течение заданного времени. По истечению времени или нажатию на кнопку «Завершить тест», выдается сообщение с количеством правильных ответов (рисунок 3.50) и допущен ли пользователь к выполнению эксперимента или нет.

Рисунок 3.50 - Результаты в режиме «Допуск»

Если правильных ответов больше, чем 70% пользователь допускается, если меньше, не допускается. Результаты шифруются и сохраняются в файл для хранения. После просмотра сообщения, пользователю предлагается просмотреть (рисунок 3.51) вопросы на, которые он отвечал, и ответы которые он дал на них.

Рисунок 3.51 - Переход в режим «Просмотра результатов»

В режиме «Просмотра результатов» (рисунок 3.21) появляются индикаторы, напротив каждого вопроса, если индикатор не горит, значит, ответ на этот вопрос был неправильный. Поменять ответ в этом режиме нельзя. По нажатию кнопки «Завершить просмотр результатов», появляется окно выбора режима тестирования.

Рисунок 3.52- Режим «Просмотра результатов»

Все данные о прохождении тестирования поступают на сервер лаборатории ФЭС АУЭС. После обработки данных пользователю автоматически будет выслан пароль для доступа к эксперименту [13].

3.2.4 Программа «Обработка данных»

На странице «Обработка данных» пользователю предложено скачать программу для обработки данных, предназначенная для проведения стандартной статистической обработки результатов измерения.

В измерительной практике для повышения качества измерений часто обращаются к измерениям с многократными наблюдениями, т.е. к повторению одним и тем же оператором однократных наблюдений в одинаковых условиях с использованием одного и того же средства измерения. В результате соответствующей обработки полученных данных удается уменьшить влияние случайной составляющей погрешности на результат измерений. При этом могут быть использованы различные процедуры обработки результатов наблюдений. Ниже описана стандартная методика обработки результатов прямых измерений с многократными, независимыми наблюдениями и основные положения по оцениванию погрешностей результатов измерений. Эта методика соответствует рекомендациям действующего ГОСТ 8.207-76 «Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений».

В соответствии с методикой обработку ряда наблюдений следует выполнять в следующей последовательности:

а) исключить известные систематические погрешности из результатов наблюдений;

б) вычислить среднее арифметическое исправленных результатов наблюдений, принимаемое за результат измерения;

в) вычислить оценку среднего квадратического отклонения результатов наблюдения;

г) вычислить оценку среднего квадратического отклонения результатов измерения;

д) исключить грубые погрешности и промахи из результатов наблюдений;

е) в случае обнаружения грубых погрешностей и промахов после их исключения, повторить б)-г);

ж) проверить гипотезу о том, что результаты наблюдений принадлежат нормальному распределению;

з) вычислить доверительные границы случайной составляющей погрешности результата измерения;

и) вычислить границы неисключенной систематической погрешности результата измерения;

к) вычислить доверительные границы погрешности результата измерения;

л) представить результат измерения в соответствии с установленными требованиями.

При выполнении этой последовательности действий руководствуются следующими правилами:

- проверку гипотезы о принадлежности результатов наблюдений нормальному распределению проводят с уровнем значимости , выбираемым в диапазоне от 0.02 до 0.1;

- при определении доверительных границ погрешности результата измерения доверительную вероятность Р принимают равной 0.95;

- в тех случаях, когда измерение нельзя повторить, помимо границ, соответствующих доверительной вероятности Р=0.95, допускается указывать границы для Р=0.99.

Рисунок 3.53 - Интерфейс программы «Обработка данных»

Рисунок 3.54 - Часть блок - диаграммы программы «Обработка данных»

На рисунке 3.53 показан интерфейс устанавливаемой программы обработки данных. Расчеты проводятся по нажатию кнопки «Имитационный эксперимент».

На рисунке 3.54 показан код программы, выполняющий статистическую обработку данных при нажатии кнопки «Имитационный эксперимент». В данном коде используется подпрограмма «Статистическая обработка» (рисунок 3.55).

Рисунок 3.55 - Блок-схема подпрограммы «Статистическая обработка»

В данной подпрограмме выполняется стандартная обработка результатов многократных измерений, что позволяет использование данной подпрограммы в других программах, где необходимо выполнить расчеты.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Среди большого перечня возобновляемых к использованию и вновь используемых энергий наиболее освоенными на сегодняшний день являются:

- неисчерпаемые энергии (НИЭ) - энергия ветра, Солнца, тепла Земли, энергия водотоков. Они являются постоянными, вне зависимости от воли человека, потоками механической, световой и тепловой энергий;

- возобновляемые энергетические ресурсы (ВЭР) - появляющаяся и используемая в промышленности биомасса, бытовые и сельскохозяйственные отходы.

При использовании возобновляемых источников решается проблема ограниченности ресурсов энергии. Ресурсы любого из этих источников энергии достаточны для удовлетворения потребностей человечества в настоящем и будущем. Их повсеместное использование позволит решать и проблемы экологии.

В связи с актуальностью использования и изучения возобновляемых источников энергии, была выбрана тема данной диссертационной работы «Разработка системы управления экспериментом на лабораторной установке фотоэлектрической станции в режиме удаленного доступа на основе web-технологий». В разработанной системе управления экспериментом предоставляется возможность исследовать характеристики ФЭС в шести режимах управления гелионавигационной установкой, что обеспечивает исследовательский характер данной диссертации.

В данной работе достигнута поставленная цель: разработка программных средств, обеспечивающих дистанционное управление экспериментом на учебно-научном оборудовании фотоэлектрической станции в учебно-научной лаборатории АУЭС «Энергосбережение и нетрадиционные возобновляемые источники энергии» с применением технологий National Instruments, и решены следующие задачи:

1. Изучены технологии удаленного доступа при построении автоматизированного лабораторного практикума;

2. Проведен аналитический обзор ЛУД: АЛП УД МГТУ им. Н. Э. Баумана, Сетевая лаборатория центров коллективного пользования с удаленным доступом Сибирского федерального округа, АЛП УД Российского университета дружбы народов, Всемирная студенческая лаборатория WWSL - World Wide Student Laboratory;

3. Разработана лаборатория удаленного доступа ФЭС АУЭС. В рамках этой задачи:

- изучена лабораторная установка ФЭС АУЭС;

- изучена функциональная схема автоматизации гелионавигационной установкой в шести режимах управления;

- исследованы технические и программные средства сетевого управления оборудования ФЭС АУЭС с применением технологий NI

- разработана блок-схема алгоритма и структура ПО;

- разработано ПО ЛУД ФЭС АУЭС в среде графического программирования Lab VIEW, включающее в себя:

· программу WEB-сайта

· программу «Структурная схема»

· программу АОС;

· программу «Обработка данных».

- результаты внедрены в лабораторию «Энергосбережение и нетрадиционные возобновляемые источники энергии» АУЭС (имеется акт о внедрении);

- результаты работы могут быть использованы при проведении лабораторных работ на ФЭС студентами АУЭС и пользователями других ВУЗов в режиме удаленного доступа;

- практические результаты работы были доложены на следующих конференциях и опубликованы в 4 статьях:

· X, XI научно-технические студенческие конференции-конкурсы на лучшую научно-исследовательскую студенческую работу АИЭС. (2008 год, диплом третьей степени, 2009 год, диплом первой степени);

· Республиканский конкурс на лучшую работу в технических, социально-гуманитарных и экономических науках (2008 год, диплом III степени);

· VI, VII научно-практические конференции «Образовательные, научные приложения в среде LabVIEW и технологии NATIONAL INSTRUMENTS» (2007, 2008 год, г. Москва);

· VIII научно-практические конференции «Образовательные, научные приложения в среде LabVIEW и технологии NATIONAL INSTRUMENTS» (2009 год, г. Москва);

· IX научно-практическая конференция «Образовательные, научные приложения в среде LabVIEW и технологии NATIONAL INSTRUMENTS» (2010 год, г. Москва);

· Международная научно-практическая конференция «Роль университетов в создании инновационной экономики» (2008 год, г. Усть-Каменогорск);

· Международная конференция «Вычислительные и информационные технологии в науке, технике и образовании» (2008 год, Казахский национальный университет имени Аль-Фараби).

фотоэлектрический станция дистанционный

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Интернет ресурсы: http://1kz.biz/battery/artiklsfe.htm

2. Н.В. Харченко “Индивидуальные солнечные установки” -- М. Энергоатом Издат 1991 г.

3. Интернет ресурс: http://www.cnews.ru/news/top/index.shtml?2009/04/22/345049

4. Интернет ресурс: www.ni.com

5. Журнал Photon International №54, 2008 год.

6. Интернет ресурс: www.mzta.ru

7. Бесекерский В. А., Попов Е. П. Теория систем автоматического регулирования, издание третье, исправленное. Москва, издательство «Наука», Главная редакция физико-математической литературы, 1975.

8. Зимин A.M. «Лаборатории удаленного доступа в практической подготовке инженеров XXI века». - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. - 64с.

9. Lab VIEW для всех / Джеффри Тревис: Пер. с англ. Клушин Н.А. - М.: ДМК Пресс; Прибор Комплект, 2005. - 544с.

10. Син В.Ф., Хан С.Г. Разработка автоматизированной обучающей системы в среде графичекого программирования LabVIEW. - Сб. докладов VI региональной научной конференции студентов, магистрантов и молодых ученных ВУЗов Алматинского региона, Алматы, 2009-3с.

11. Син В.Ф., Хан С.Г. Разработка в среде LabVIEW АОС по дисциплине «Метрология и измерения» кафедры «Инженерная кибернетика». - Сб. материалов межведомственной научно-теоретической конференции «Формирование профессионально значимых качеств военного специалиста. Опыт и перспективы военного образования», Алматы, 2009-3с.

12. Син В.Ф., Хан С.Г. Разработка автоматизированной обучающей ситемы по дисциплине «Метрология и измерения» в среде графичекого программирования LabVIEW. - Сб. трудов XV международной конференции «Современное образование: содержание технологии, качество», Санкт-Питербург, 2009-3с.

13. Хан С.Г., Син В.Ф. Автоматизированный лабораторный практикум «Фотоэлектрическая станция АУЭС» в режиме удаленного даступа. - Сб. труд. IX междун. науч-практ.конф. «Образоват., науч. и инж. приложения в среде LABVIEW и технологии National Instruments», Москва, 2010 - 5с.

14. Стояк В.В., Рахимов К.Е., Янбулатов И.А., «Технологии National Instruments и возобновляемые источники энергии» - Материалы Межд. Науч прак. конф. «Роль университетов в созд. инновац-ной экономики», Усть Камен.: ВКГТУ, 2008.-Т1.-5с

Размещено на Allbest.ru