X射线衍射仪远程网络实验室开发

X射线衍射分析是进行化学、材料、物理、地质、电子、环境等多学科研究的必备基本分析手段，但仪器价格昂贵，对教学来说仍然是一种稀缺资源。故X射线衍射分析有必要通过网络化教学对学生和研究人员进行知识普及，提高实验水平。从20世纪90年代初到目前为止，已经建立了十余个科学仪器网络实验系统，它们在提升仪器利用率和异地专家协同实验等方面取得了显著成果。但是未见大型分析仪器，特别是X射线衍射仪用于网络实验教学的报道。针对上述问题，本文开发了一套X射线衍射仪远程网络实验室，将X射线衍射用于教学工作。结合现有的科学仪器网络实验室和网络教学，构建了X射线衍射仪远程网络实验室的系统框架，包括网络实验教学管理、实验互动交流、实验过程同步播放、实验信息共享、实验案例点播五个子系统，具有现场视频与计算机屏幕视频的实时播放、语音交互、实验案例点播、课程预约、信息发布、实验报告上传、成绩记录等功能。设计基于B/S结构的软件框架，分为数据库、Web服务器和管理员软件。系统数据库使用MySQL软件进行开发，并从逻辑结构设计和物理设计两方面进行设计。Web服务器使用Java语言结合SSH框架和AJAX技术开发；设计了课程预约的流程，解决过多人同时上课网络拥堵的问题；采用基于FTP传输协议的文件传输模式，解决了传统文传输时电脑易感染病毒的问题，实现了实验信息的共享；采用flowplayer页面播放器，实现了实验案例的点播。管理员软件使用C++语言结合ActiveX技术开发，包括同步播放控件，互动交流控件和多条管理线程。设计了常规显示、教师主控、学生主控、学生收听，学生发言等情况下的工作流程，解决了多通道视频源同时显示，浪费带宽的和传统网络教育语音模式单一的问题。实现了对视频源的控制、管理以及教师与多位学生双向多点之间的互动交流。本文针对于Web服务器和管理员软件进行了功能测试，各项指标符合预期的设计。并在吉林大学X射线衍射中心完成安装及调试，展开了试验教学应用工作，运行状态良好，性能稳定。