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第1篇

關鍵詞:網絡互聯;虛擬現實;Web3D;MySQL; JSP

中圖分類號:TP393文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2010)11-2591-03

Study of the Networking Interconnection Training System Based on the Web3D Technology

HUANG Yan

(Information Technology and Engineering College, Tianjin University of Technology and Education, Tianjin 300222, China)

Abstract: Currently the species and quantity of the network interconnection training system facilities usually cannot meet the actual requirements. Most normal network simulators now are based on one brand network interconnection devices, and mainly for function configuration, absence of virtual environment. It concluded the system design scheme of the networking interconnection virtual training system. The technology of Web3D, database and Web design is applied to finish a virtual training environment, meanwhile the command sets of different brands and types of network interconnection devices are saved in databases. In this case the users can use different brands and types of devices to fulfill the training under the vivid 3D virtual environment provided by the computer. The system is an efficiency method to solve the existing problem of the networking interconnection training.

Key words: networking interconnection; virtual reality; Web3D; MySQL; JSP

網絡互聯實訓是大中專、職業學校計算機或網絡專業,以及相關培訓機構必須實施的重要實踐環節。設置網絡互聯實訓室往往受到經濟條件的制約,不能滿足教學和培訓需要。因此網絡模擬器作為一種輔助方式被普遍使用?？v觀目前流行的網絡模擬器,大多著眼于互聯設備的配置,使得初學者對互聯設備沒有感性認識,造成與實際操作的差距很大。另外,網絡模擬器一般只支持一種命令集,給需要學習不同品牌的學生或學員帶來不便。

蓬勃興起的虛擬現實技術為上述問題提供了解決方案。它可以利用計算機生成極為逼真的環境,通過生動的視覺、聽覺、觸覺等效果以及隨參與者的動作而變化的場景使人獲得身臨其境的感覺。

1 網絡互聯實訓現狀

所謂網絡互聯是指用網絡互聯設備將多個計算機網絡連接起來,構成更大的網絡系統,實現網絡間信息交換和資源共享。Internet就是由千千萬萬個計算機網絡互聯而成的。實現網絡互聯即是在使用網絡互聯設備連接不同網絡的基礎上,對相應互聯設備設置相關網絡協議的過程。

網絡互聯實訓是大中專、職業學校計算機或網絡專業,以及相關培訓機構必須實施的重要實踐環節。開設網絡互聯實訓需要的主要硬件設備包括路由器、交換機、計算機、網線以及制作和測試工具等。路由器和交換機的品牌繁多,且命令集各不相同,加之每個品牌又具有多個型號,因此設置網絡互聯實訓室往往受到經濟條件的制約,設備種類和臺套數難以滿足教學或培訓的需要。

基于上述情況,作為實訓的補充,網絡模擬器普遍用于教學或培訓中。但是縱觀目前流行的模擬器,其共同特點是著眼于互聯設備的配置,網絡連接大都采用拓撲圖顯示。使得初學者對互聯設備沒有感性認識,造成與實際操作的差距很大。另外,網絡模擬器一般是基于一種品牌的網絡互聯設備開發的(支持一種命令集)。若要掌握不同品牌設備的配置,往往需要使用不同的模擬器。

因此,需要開發一個虛擬實訓系統,來解決網絡互聯實訓中出現的問題。

2 網絡互聯虛擬實訓系統

網絡互聯虛擬實訓系統采用B/S結構。既可以安裝在計算機機房(小型局域網)的服務器上,也可以安裝在校園網的服務器上,作為相關課程網絡平臺的組成部分。瀏覽器只需安裝相應的插件即可。

2.1 設計構想

在網絡互聯實訓的實際操作中,學生或學員必須在實訓前做好充分的準備工作,確定規劃方案,其內容如圖1所示。實訓中則需按照事先準備的規劃方案,進行連線、配置及測試工作,如圖2所示。實訓過程中大多需要配置、測試的多次反復,交互性極強。

為了盡可能地模擬真實的實訓過程,虛擬實訓系統應首先實現逼真的三維虛擬實訓環境,展示出網絡設備的外觀,實現網線端口對端口的連接。在功能上應以圖1和圖2的流程作為步驟,依次引導學生完成實訓。在配置和測試階段,系統應模擬學生所選取的互聯設備的操作系統,對學生的配置及時響應,盡可能地縮小與實際操作的差距。

2.2 總體設計

通過分析、研究,得出網絡互聯虛擬實訓系統的總體結構,包括系統管理、設備展示、虛擬實訓、經典案例和幫助五個模塊,如圖3所示。

2.2.1 系統管理

系統管理分為用戶管理和實訓管理兩個子模塊。

1) 用戶管理

系統的用戶設為三級:系統管理員、教師和學生,其權限有所不同。系統管理員可根據學?；蚺嘤枡C構的編制,設置合法的教師和學生。學生具有瀏覽設備、學習經典案例、進行實訓和使用幫助的權限。教師除具有學生的權限之外,還具有管理實訓的權限。

2) 實訓管理

實訓管理是教師的專用子模塊,包括實訓報告批改、經典案例編輯、添加修改網絡設備及其命令集等內容。

2.2.2 設備展示

該模塊構建虛擬實訓室的三維場景,三維展示實訓室中的設備、網線、連接器及機柜等設施,且能放大、旋轉,端口、網線及連接器結構清晰。使學生獲得進入實訓室身臨其境之感,特別使初學者能近距離觀察、學習實訓室中各種設施的結構,為實訓做好準備。

2.2.3 虛擬實訓

該模塊為系統的核心模塊。為模擬真實的實訓,此模塊可分為實訓準備、配置和測試以及實訓報告三個依次執行的步驟。

1) 實訓準備

此步驟為虛擬實訓模塊的第一步。目的是避免學生未經準備直接實訓,影響效果。其流程可模擬實際操作過程(圖1),并在此基礎上添加一些約束條件,例如IP地址分配正確性判定,設備連接時所選取網線是否正確等。這樣可在一定程度上充當教師對規劃方案的檢查。規劃方案的內容為網絡拓撲圖、IP地址規劃方案、相關參數設定以及確定連接端口等。

2) 配置和測試

此步驟為實訓過程的核心步驟。根據“實訓準備”得到的規劃方案,按照圖2的流程進行。為給學生模擬真實的實訓環境,界面布局盡量模仿真實的實訓場景,例如應將網絡拓撲圖始終顯示在界面上,作為配置的依據;設備及網線均應以三維形式出現,連線過程亦能顯示出端口結構;界面的中央區域是網絡的連線圖;配置和測試某一設備時,可通過鼠標點擊該設備,彈出窗口,模擬超級終端界面,系統將指向數據庫中該設備所屬的命令集,接受學生的配置或測試命令,并及時給出對應的響應。

3) 實訓報告

實訓報告既是實訓的總結,也是對實訓加深理解的過程。在實訓操作完成之后,系統要求學生必須完成報告。為避免重復工作,該模塊提供實訓報告模板,并把規劃方案的有關內容自動添加到實訓報告中。該模塊還提供上傳和輸出功能,上傳供教師審閱,輸出可轉換為文檔格式,供學生保留。

2.2.4 經典案例

該模塊可按照相關教程中的經典案例設計實現,即給定網絡設備、網絡拓撲圖及IP地址規劃方案等,配置和測試步驟自動演示。其功能是課堂教學的補充,也可為初學者或自學者提供一個學習平臺。

2.2.5 幫助

提供幫助信息,包括系統使用說明、設備介紹和相關理論知識簡介等內容。

2.3實現技術

系統的實現可以采用Web3D、MySQL和JSP等技術和工具。

2.3.1 Web3D

Web3D技術是虛擬現實技術的一種實現形式。它是指基于Internet的、依靠軟件技術來實現的桌面級虛擬現實技術。作為Internet上的交互式3D圖形技術,Wed3D正在取得新的進展,并形成自己獨立的框架。最具魅力的Wed3D圖形將在Internet上得到廣泛應用,如電子商務、聯機娛樂、休閑與游戲、科技與工程的可視化、教育、醫學、地理信息和虛擬社區等。

可見實現B/S結構的網絡互聯虛擬實訓系統,最佳選擇是采用Web3D技術。在種類繁多的開發工具軟件中,可選擇Cult3D。原因是Cult3D的文件容量非常小,卻有近乎完美的三維質感表現。利用Cult3D可以實現3D真實互動、跨平臺運用,只要用鼠標在3D物件上直接拖動,就可以移動、旋轉、放大或縮小,還可以在Cult3D物件中加入音效和操作指引。對于一般的瀏覽器只需安裝一個插件,即可瀏覽。Cult3D的內核是基于Java的,它可以嵌入Java類,利用Java來增強交互和擴展。Cult3D的開發環境具備人性化和條理化特點,開發效率高。特別是考慮到網絡帶寬的限制,Cult3D也是最好的解決方案。

在實現網絡互聯虛擬實訓系統過程中,三維建模將是一個重要環節。為了更加逼真地構建虛擬實訓環境,擬采用基于圖像的實時建模和基于幾何模型的實時建模相結合的方法。對于網絡互聯實訓室三維場景的構建,可以選取一個網絡互聯實訓室進行全景攝影,然后形成全景圖。對于實訓所涉及的網絡設備和網線等設施,可采用基于幾何模型的實時建模方法。其主要優點是觀察點和觀察方向可以隨意改變,不受限制,允許人們能夠沉浸到仿真建模的環境中,充分發揮想象力。因此,它基本上能夠滿足虛擬現實技術的“沉浸”、“交互”和“想象”的要求。擬選用3DMAX作為建模軟件,由于它是最為常用的軟件,對硬件要求低,且被大多數Web3D軟件所支持,可以方便地把生成的模型導入到Cult3D中使用。

2.3.2 MySQL

MySQL是一個小型關系型數據庫管理系統。目前MySQL被廣泛地應用在Internet上的中小型網站中。優點是體積小、速度快。對于一般的個人使用者和中小型企業來說,MySQL提供的功能已經綽綽有余,而且由于MySQL是開放源碼軟件,因此可以大大降低總體擁有成本。

網絡互聯虛擬實訓系統的數據庫中,主要存儲的是多種品牌網絡設備的命令集和響應以及用戶信息,但數據量不大。另外,系統要求能夠快速響應。因此考慮選擇MySQL。

2.3.3 JSP

JSP(Java Server Pages)是一種動態網頁技術標準。它是在傳統的網頁HTML文件中插入Java程序段和JSP標記,從而形成JSP文件。 用JSP開發的Web應用是跨平臺的,即所謂“一次編寫,到處運行”。

運行JSP需建立服務器端的開發環境,主要由以下三部分組成:JDK(Java Developer Kit),JSP服務器和JSP代碼編輯工具。網絡互聯虛擬實訓系統開發可選用Apache Tomcat和Dreamweaver作為JSP服務器和JSP代碼編輯工具。

3 結論

由于目前網絡互聯實訓設施常常難以滿足需要,而現行的網絡模擬器產品存在不足之處。因此網絡互聯虛擬實訓系統應用Web3D、數據庫和網頁設計等技術,可使得學生在計算機提供的逼真的三維虛擬環境中,使用不同品牌和型號的設備完成實訓。虛擬系統可在一定程度上解決網絡互聯實訓存在的問題,但是還無法模擬實際操作中出現的故障,因此這將是下一步研究的問題。

參考文獻:

[1] 安淑芝.網絡互聯設備實用技術教程[M].北京:清華大學出版社,2008.

[2] 胡小強.虛擬現實技術基礎與應用[M].北京:北京郵電大學出版社,2009.

[3] 高本才,劉光然.基于虛擬現實技術的培訓系統開發模式探究[J].電腦知識與技術,2009,5(31):8670-8672.

[4] 張文峰,張莉娜.網絡虛擬實驗室及其實現技術研究[J].科技信息,2007,(27):60-61.

[5] 陳良海.《計算機網絡》課程虛擬實驗室的研究與探索[J].電腦知識與技術,2009,5(15):3960-3961.

[6] 張偉.Web3D技術在網絡課程建設中的應用[J].電腦學習,2009(6):82-84.

第2篇

【摘 要】文章就我院高智能數字網絡化護理技能訓練系統在CPR實訓教學中的應用，分析總結了該系統的技術特點，在CPR實訓教學中的優勢和弊端及使用數字網絡化實訓教學中應當注意的問題。

【關鍵詞】數字網絡化護理技能訓練系統；心肺復蘇（CPR）；實訓教學

心肺復蘇（CPR），是一門常見的急救技術，是護理人員必須掌握的急救技能。大連職業技術學院老年服務與管理專業，為了提高實訓教學效果，進一步加快教學數字化、網絡化進程，于2012年引進高智能數字網絡化護理技能訓練系統（GD/H1200）。以下就該系統的功能特點、在教學中的應用以及在CPR教學方面的利與弊與大家探討。

一、數字網絡化護理技能訓練系統的技術特點

CD/H1200高智能數字網絡化護理技能訓練系統，運用現代信息技術、工程學技術與仿生學技術完美結合，將世界上最先進的醫學模擬技術賦予一身，他會說話，會呼吸，有心跳，有脈搏，可以自主表現生命體征，對所給與的治療措施自主而非人為的做出反應。該系統由全身男性模擬人、生命體征仿真器、多參數模擬監護儀、計算機為一體：具有基礎護理和高級護理的功能，可提供心肺復蘇術、體外除顫等多項急救操作技能。通過虛擬護理案例，制造實際醫療工作場景，提供不同狀態病人，不同病情變化，使學生置身于創建的情境當中，利用所學知識做出各種判斷并實施相應急救措施，教師可通過計算機教師端對每個在線學生的操作手法和過程進行實時視頻監控，綜合計算機同步統計數據，便于教師掌握每個學生的訓練考核情況。

二、數字網絡化護理技能訓練系統在CPR實訓教學中的應用

CPR做為應全民普及的急救技能之一，在養老護理員崗位技能培訓中顯得越發的重要。護理人員對該急救技術掌握的程度直接影響到對急危重老人的搶救效果。但由于其過程復雜，學生很難順利掌握。

CD/H1200系統以PPT的形式將CPR課程，通過大量的圖片、案例演示給學生，其形式形象、生動，易于抓住學生的注意力，并有明確的學習目標，規范的操作技巧，應達到的標準，通過不同的訓練模塊使學生能從感性和理性上迅速掌握知識點。該系統執行美國心臟協會（AHA）2011國際心肺復蘇（CPR）&心血管急救（ECC）指南標準。實訓操作提供3種訓練模塊：自操作練習、標準操作練習和實戰操作練習。

（一）自操作練習：可以隨意進行人工呼吸和心外按壓，FLASH同步演示標準動作，時間控制區、統計區、吹氣、按壓條形碼和操作時間實時顯示。不需要按人工呼吸：心外按壓=2：30的比例操作。適用于基礎動作的自主練習。

（二）標準操作練習：（1）檢查模擬人初始狀態：瞳孔散大，頸動脈無自主搏動，判斷是否符合心肺復蘇操作標準。（2）單擊“開始”，計時開始。（3）開始操作練習，FLASH同步演示標準動做。（4）胸外心臟按壓。系統可依據按壓深度和頻率統計正確率。當按壓深度過淺、正確和過深時，條形碼顯示為黃色、綠色和紅色。（5）人工呼吸。系統可根據吹氣量（系統默認為500-1000ML）自動統計正確和錯誤次數，支持口對口、簡易呼吸器對口等多種通氣方式。當吹氣量不足、正確和過量時，吹氣條形碼分別顯示黃色、綠色和紅色。（6）系統實時顯示人工呼吸和心外按壓的波形圖。操作成功后模擬人自主出現胸廓起伏，恢復自主呼吸，可觸及大動脈搏動，瞳孔LED發光顯示。（7）操作結束后，系統自動進行統計，顯示學生姓名、操作日期、教師、成績，并可打印成績單。本模塊適用于標準操作流程的訓練。

（三）實戰操作練習：根據系統內存案例或自定義案例，在規定的時間內完成病人意識狀態的判斷、標準的急救操作流程。本模塊適用于應急演練。

三、數字網絡化護理技能訓練系統在CPR實訓教學中的優勢

（一）數字網絡化護理技能訓練系統的應用使實訓教學真正進入信息化教學環境，促進了學生主動式、開發式、研究式的學習，更新了教學模式。

（二）實訓教學過程中更加體現互動性及人文的特點：學生不再是被動的聽，而是參與到逼真的環境教學中來，從根本上結束了傳統的以課堂為中心的教學方式，代之以學生為中心，以實踐為中心，以模擬環境為中心的教學方式，提高了教學效果和質量。

（三）該系統可以模擬病人病情發展全過程，設置病人生理參數，設置治療過程，以及治療后的效果，可對各種不同的病情進行訓練和考核，豐富了教學及考核手段。

（四）促進科學高效的管理，更好的培養教師的應用能力和創新能力。

（五）從基礎生命支持到高級生命支持，可以全方位的幫助養老護理學員進行標準化的技能培訓。

四、使用CD/H1200系統在實訓教學中應注意的問題及不足

（一）CD/H1200系統功能強大，涵蓋了護理教學大綱中幾乎所有的訓練項目?？赡苡捎诳紤]面較廣，一些細節問題做的不是很完美。比如模擬人為了進行氣管插管的訓練，口腔會較大，但在做CPR訓練時會發生漏氣現象；比如靜脈穿刺的管路設置、關節部位的固定裝置等等都存在一些小小的瑕疵。

（二）新設備的引用為教學帶來了新的教學模式和豐富的教學手段，但如果教師無法盡快的掌握使用方法并運用自如，提高教學效果就是一句空話。因此，應用前一定要請專業人員做好培訓，熟練掌握軟、硬件系統的操作非常關鍵。

（三）精心維護CD/H1200系統的軟硬件是一件非常重要的工作：要建設一支計算機業務過硬又熱愛實訓室工作的實訓技術維護隊伍，適時進行維護保養。同時要與廠家人員隨時溝通，及時反饋出現的問題，及時將解決，定期保養。

五、結語

通過實踐證明，CD/H1200系統非常適合老年服務與護理專業的實訓教學，尤其在CPR教學過程中，不僅可以迅速便捷的讓學生掌握知識要點，仿真的模擬環境還增加了學生的職業感，更提升了他們的職業素養在以后工作中，我們還需要繼續努力，不斷研究和開發CD/H1200系統，才能使這一高智能的教學系統得到最大化的使用，才能使老年服務與管理專業培養出來的護理人員成為實踐型精英人員。

參考文獻

第3篇

關鍵詞：移動互聯網；輸變電巡檢系統

輸變電設備的巡檢指的是生產工作人員通過各種感官手段和特殊的工具對輸變電設備進行巡檢。為了檢查設備正常運行，需要提前檢查設備有沒有異常，并對其采取措施進行控制，從而防止電網事故的發生，保障電網穩定安全運行。輸變電設備的巡視是電網工作人員的重要內容，加強巡視以及缺陷管理工作，是確保設備和電網穩定安全運行的基礎，也是提高變電站管理水平的重要措施。

一、輸變電設備巡視的重要性

中國經濟快速發展，能源需求日益增加，電力供應的安全問題也受到社會的廣泛關注。所以輸變電設備的運行，就變得非常重要。電力行業也已經進入到信息自動化時代，自動化程度相當高，但還有很多存在問題的運行狀態需要工作人員巡視才會被發現，例如充油設備滲油漏油，瓷瓶裂紋，爬電污閃等現象[1]。

電網企業一直關注變電巡視設備的質量，但是影響該質量的因素是不勝枚舉的，這其中包括各種主客觀因素，客觀因素比如巡視的時間，巡視工具以及天氣等，主觀因素如巡視員的素質、責任心，巡視管理制度等等。在實際工作中，主要表現為以下幾點：巡視人員技能水平有差異，巡視人員的責任感不同，巡視人員描述混亂，用紙張手機的傳統方式也影響到了工作質量，同一問題不同人員描述也不相同[2]。

二、輸變電設備巡視發展的狀況分析

1. 設備巡視的分類

關于設備巡視的分類，主要包括四個方面：首先，定期巡視，根據設備的狀況確定日期；其次，特殊巡視，在遇到天氣驟變如雷雨，大風，高溫，降雪，冰雹時，設備發生事故，變電站所增加的巡視；第三，夜間巡視，變電站熄滅所有燈光后的特殊巡視，用來發現白天無法檢查的爬電，跳火，制熱發紅，污閃等現象。第四，監察性巡視，由運行專員，班長或者上級部門組織，檢查設備運行情況，檢查運行人員的工作狀況[3]。

2. 現有的巡視制度存在的問題

首先，巡視欠缺標準和內容。巡檢人員往往是去看去檢查，具體要檢查哪些項目，什么內容，不是每個人都能記住，就有可能發生檢查不周全的情況。其次，實際工作中存在漏巡忘查的情況。由于電網的發展，設備的增加，為了企業效益的提高，大多數電網公司都會采用中心運檢的形式，讓一個團隊去負責一片區域，這樣就會增加員工工作量，這就需要合理的制度和技術來規范，否則單憑人力會出現漏巡忘查的情況。第三，巡檢質量有所下降。電網擴大，設備增加，人手卻在減少。第四，巡檢員工的運行經驗和知識結構存在差別，導致對運行狀況的把握存在差異。

三、基于移動互聯網的輸變電巡檢系統設備構成

1. 移動互聯網概述

移動互聯網是由于無線移動網絡和有線互聯網結合在一起而產生的，更加方便人們的生活。移動互聯網以個人數字助理，智能手機，便攜式計算機等作為終端設備，以無線局域網，無線移動通訊網絡以及無線城域網作為互聯，直接訪問互聯網或者通過無線協議實現對互聯網的訪問。隨著第三代通信技術和智能手機的發展，移動互聯網將人們帶入一個全新時代。

移動互聯網的終端體積小，使用方便，簡單方便攜帶，具有靈活性，簡易性以及隱秘性。

2. 輸變電巡檢系統信息流的傳輸

輸變電巡檢系統是終端軟件，在智能手機上運行，首先登錄程序，通過WIFI或者通訊網絡向應用設備發送認證信息，認證后調取服務器的數據庫信息，將信息通通過無線局域網或者通訊網絡返回終端軟件，終端程序的數據和服務端上的數據可以實現實時更新。如下圖1所示：

圖1 數據流在輸變電巡檢系統設備間的信息傳輸

3. 巡檢終端關鍵技術及設備

巡檢系統采用一維條形碼識別技術，通過掃描定點條形碼實現巡視檢查工作。一維條形碼將寬度不等的空白和黑條，按照編碼規則排列，常見條形碼是由反射率差別很大的白條和黑條排成平行線圖案，使用特殊一起進行識別，轉換成計算機識別的信息。將每一個物體建立唯一對應的編碼。一維條形碼只是用來區別物體，沒有過多含義，只有通過數據庫中的數據才能反映相關含義。

4. 輸變電巡檢系統的特點

第一，便攜性、移動性，移動設備體積小，攜帶比較方便，隨時隨地可操作，方便數據錄入。

第二，易操作性，移動設備具有觸屏功能，操作簡單。

第三，業務規范性和標準性。巡檢工作的程序已經固定在系統中，防止人為改變。

第四，電子化、信息化，巡檢工作變得標準化，一部智能手機就可以實現。

四、輸變電巡檢信息管理系統數據庫的建立

輸變電巡視系統的信息數據庫采用MySQL建立數據庫，該數據庫不需要投入更多的資金來進行數據庫建設，因而得到廣泛應用。巡檢系統的工作流程如下圖2所示。

圖2 巡檢系統的工作流程

要保證輸變電巡檢系統順利運轉，要處理好以下問題：第一，保證無線通信網絡能在所有工作的地方都能夠使用；第二，后臺數據庫與移動端必須順暢連接；第三，構建設備基礎數據。

五、巡檢系統功能模塊設計

巡檢系統功能模塊有兩部分，分別是移動端系統和后臺管理系統。

關于后臺管理系統功能模塊，主要需要對其進行以下四點的設計：第一，變電站管理，進行變電站的刪除，增加以及修改，建立相關信息數據表。第二，設備管理，錄入設備數據。 第三，人員管理，刪除或增加人員，設置人員權限。第四，巡檢計劃管理，設定巡檢期限，查詢巡檢結果。

結語：

輸變電巡檢系統有效提升了設備效能，增強人員責任感，保證質量，同時為電力行業引進新的技術手段，巡視工作的標準更加清晰，巡視更加到位，使得變電站的管理又有了很大進步?；谝苿踊ヂ摼W的輸變電巡檢系統的設計與開發，是變電設施巡檢方面的創新設計，但仍然存在不足之處。移動互聯網是未來發展的方向，也是電力行業發展全新的動力。

參考文獻：