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数智化电工实验平台
（一）功能用途
1.满足电路实验教学及其扩展创新要求。
2.采用独立式积木器件结构，能够自由移动灵活组合搭建实验电路。
（二）技术规格及参数要求
1.需至少完成以下实验内容：
基本电工仪表的使用与测量误差的计算；
减小仪表的误差方法；
线性与非线性电路元件伏安特性的测绘；
电位、电压的测定及电路电位图的绘制；
基尔霍夫定律的验证；
叠加原理的验证；
电压源与电流源的等效变换；
戴维南定理和诺顿定理的验证；
受控源VCCS、VCVS、CCVS、CCCS的特性曲线；
典型电信号的观察与测量；
R-C一阶电路响应测试；
二阶动态电路的响应研究；
R-L-C元件的阻抗特性的测定；
RC串、并联选频网络特性测试；
R-L-C串联谐振电路的研究；
三表法测量电路等效参数；
三相交流电路电压、电流的测量；
三相电路功率的测量；
功率因数及相序的测量；
日光灯功率因数的改善实验测试；
2.设备组成及结构要求：
电工电路实验台（桌）、实验支架、移动矮柜、仪器平台、电源及测量仪表、实验模块、开源测量软件平台等组成，要求整台装置轻便、灵活、可靠。实验装置支架与实验桌组合灵活、拆装方便。支架采用L形设计，双层铝合金结构， 可放置A4纸及A4成倍尺寸规格的模块。各实验模块可根据实验需求自由组合放置。为提高实验台利用效率，方便学生自主实验，实验台桌面可使用宽度大于600mm 。
3.装置整体尺寸要求：
采用桌架可分离式结构设计；整台高度≤1.5M，长度≤1.6M，宽度≤0.7M；实验桌采用可拆卸钢木结构，带调节脚。
4.装置电源要求：
(1)交流电源：三相五线交流电源输入，电源母线及接地点清晰显示在实验模块板面上；过流、过载、短路保护及声光报警功能。要求具有漏电保护功能。
(2)三相交流输出电压：≥380V，电流≥2A。
(3)单相交流输出电压：单相交流输出电压：0～250V可调，0～36V可调，电流2A；带隔离变压器。带有过载和漏电保护。
(4)直流电源要求：可调输出双路0～30V可调输出，最大电流：1A，带有短路保护。固定输出：直流电源：-15V、0V、+5V，+15V，最大电流：1A 。
5.装置测量仪表要求：
#(1)可同时测量交流电压、电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、相位角（四象限角度）等多种常用的电参量，且带数据通信接口，数据可同步上传实验室管理系统。（投标文件应提供可二次开发的通信接口及报文协议。）
(2)电压测量范围：≥500V，0.5级（自动量程）。
(3)电流测量范围：≥2A，0.5级（自动量程）。带有过流保护功能。
(4)功率测量范围：≥1000W，测量精度需显示到小数点后两位；0.5级（自动量程）。
(5)四象限角度测量范围：≥0～360度，分辨率1度。
(6)功率因数测量范围： -1～0～+1 。
(7)有功电能精度：≥0.5级。
(8)无功电能精度：≥1级。
(9)直流数显电压表：≥0～20V 0.5级
(10)直流数显电流表：≥0～200mA 0.5级
(11)仪表接口：RS485串口通信，Modbus工业通信协议.
6.装置组件要求:
(1)实验中的弱电模块必须以独立封装的塑盒结构为单一模块，包括独立器件模块和电路功能模块。模块封装内的电气元件参数外形与面板上的符号要求一一对应,真实器件直接可观察。对于弱电相关的实验，所用模块统一都能配合九孔万能插件板像搭积木一样的形式自由搭建组合电路。模块面板上器件符号以及电路图必须防刮耐磨，可以持久使用。
(2)强电模块以半张A4左右尺寸的整数倍，作为标准模块大小。模块采用绝缘防火材料作为面板。模块放置于实验台架上后仍可自由移动位置、组合，使实验连线清晰，检查故障方便。挂板面板采用防腐、阻燃的非金属材质。挂板上三相五线的母线和支线系统对应的指示图要清晰的陈列在版面上，零线、地线标志清楚。包括日光灯组件、三相灯负载组件等。（投标文件应提供该项各模块实物高清图片）
(3)实验连接导线为不大于1mm2超软优质铜芯线，连接线带护套。示波器导线一头为BNC端子一头为标准型端子。要求配有电路连接的短接桥，代替实验导线的使用，使电路直观清晰。使用短接桥控制挂板上电源的走向、通断并固定挂板。
(4)九孔万能插件板可以挂式使用也可以置于桌面使用。为保证可靠性，模块内部需内嵌铜材质一体成型嵌件，并能与独立器件相配合，使用灵活方便
7.人工智能训练部署模块：
(1)提供与电工学相关的针对时间序列、语音信号以及图像识别领域，包括数据采集、模型训练、在线推理、离线部署功能在内的一站式AI教学实践平台。投标提供编程使用界面截图不少于3张。
#(2)完成实验内容应结合电工学实验，结合原有基础实验内容展开。投标文件应列举至少2项实验项目，简述实验目的、实验过程及内容
#(3)提供数据采集模块，可以利用任意手机，实现语音信号、图像信号以及内置加速度计和陀螺仪的数据采集。数据采集接口可以通过二维码扫描实现。投标提供截图演示通过二维码扫码实现加速度计采样的功能，并图形化显示采集数据的全过程，包括生成二维码界面及采集数据的结果界面，不少于3张。
(4)数据处理模块：可以实现对采集数据的处理，包括设置标签、分类、分组、设置训练集和验证集等功能。可以通过菜单快速筛选不同分类及组别。
(5)训练模块：可以结合不同的功能（比如分类）进行模型训练。可以设置学习率，学习步长等参数。在完成训练后，可以看到包括准确率在内的训练结果以及可视化呈现。投标应提供软件截图，说明以上操作步骤过程以及最终的结果呈现，不少于3张。
(6)部署模块：配有至少一套相关硬件，可以将训练好的模型，快速部署到终端设备，比如树莓派或者单片机上部署，实现离线推理功能。需要提供配套的硬件或对应终端设备。
8.实验讲义要求：
(1)提供与设备配套的中文版本指导书。
(2)为配合英语教学实验，提供与设备配套的英文版实验讲义。投标文件中提供指导书章节证明。
开源虚拟仪器电路实验测量套件。
（一）支持的创新实验课题：
标准虚拟仪器的使用与设计（波形测量、相量图、频域测量、X-Y图测量等）；
数字化电路测量分析工具（数字滤波、频谱分析、数字平滑等）
数字交流仪表电压电流有效值、平均值计算；
数字交流仪表功率因数、有功功率、无功功率测量算法探究与验证；
使用虚拟仪器测量三相电路电压、电流、功率、相量图、谐波分量；
电网谐波分量测量以及数字交流仪表精度误差影响因素分析；
功率因数补偿过程中干路与支路电流时域波形变化及谐波分析；
串联谐振电路频谱特性及相频特性曲线测绘；
RC一阶电路频谱特性及相频特性曲线测绘；
（二）电路测量开源创新套件要求：
# (1)要求配有基于C#的开源仪器测量平台。支持USB或PCIe接口。满足4通道模拟量输入AI，共享最高采样率≥300kS/秒（单通道≥500kS/秒），不低于16位ADC，64M缓存，输入范围±10V。2通道模拟量输出AO，共享最高更新率≥1.25MS/秒，不低于16位DAC，32M缓存，时钟频率不小于100MHz。输出范围±10V/5V。16通道数字量输入DI，16通道数字量输出DO，时钟10MHz。支持2个计数器资源，32位计数器，4M缓存，200MHz时钟。用户交互界面可编程二次开发。提供基于C#编程环境的底层驱动以及基于C#的全开源虚拟仪器测量demo程序。可实现电路分析不同实验的数据采集实验。 (随投标文件提供demo功能演示视频)。
# (2)要求配有多通道隔离放大器模块。可测量电路中任意两路不共地的电压、电流信号在电路参数发生变化时，相位差大小及其变化（谐振电路实验和功率因数提高实验）。至少包含3个电压测量通道，1个电流测量通道。增益1-100可调。(随投标文件针对谐振电路实验提供演示视频电感、电容上电压与电流相位的关系。演示电感和电容电压随频率变化时候幅值变化的关系。)
#(3)要求提供Matlab-Simulink环境下调用该模块的动态服务程序，运行后，可以在Matlab-simulink环境下，通过编程方式直接采集数据以及控制输出信号源。支持在Matlab-simulink环境下设置最小工作步长到1ms。(随投标文件提供采集功能演示视频）。
（三）开源测量软件平台要求：
# (1)提供基于C#编写的开源实时波形测量软件平台。支持VS环境下C#语言的编程二次开发。可在用户界面上方便地显示实时测量4通道波形。测量波形图具有通道知识颜色选择，测量数据分通道显示和集中显示。对于波形上的任意点可以进行实时数据测量。测量波形图可以以图片形式进行保存，测量的原始数据可保存到excel用于实验分析。（投标文件中提供波形图截图）。
# (2)要求配有基于C#编写的电路分析相关弱电实验配套的软件程序，实现电路实时参数测量与理论知识及图表的对应连接。通过对电路器件参数的实时调节，反映理论曲线图上的变化。投标文件中提供串联谐振曲线测量、RC一阶滤波幅频特性曲线测量的软件界面截图。幅频特性曲线图应显示滤波前、滤波后信号的频谱以及滤波RC网络的理论幅频特性曲线图。
#(3)要求配有基于C#编写的电路分析相关强电实验配套的软件程序，实现电路实时电压电流及功率、功率因数等参数测量，实时显示电压电流波形，实时显示三相电源及其中一路电流相量图。测量结果随电路状态改变而实时变化。程序应满足三相交流电路测量及单相功率因数提高实验的测量要求。投标文件中提供三相电路测量和单相功率因数提高实验的界面截图。三相电路实验反映出三相平衡与不平衡情况下，三相电压相量的变化。单相功率因数提高实验反映电容欠补偿，最佳补偿和过补偿的状态。（随投标文件提供视频演示，反映三相电及单相电实验功能）。
#(4)要求提供基于C#编写的开源底层软件驱动库。支持VS环境下C#语言的编程二次开发。可连接开源虚拟数据采集卡模块硬件，进行模拟量、数字量采集和控制。提供底层硬件驱动控制程序。可以通过软件编程选择测量任务，添加测量通道，设置采样率及测量方式等。投标提供针对模拟量采集编程的C#语言库函数列表（随投标文件提供相应视频演示说明采集功能）。
数智网关
（一）总体要求
(1)数智网关和电工实验台配套支持与学院已建有的模拟电路课程数智化实践教学管理平台（实验课程教学系统、实验报告智能批阅系统、实验教学管理平台）实现互联互通，支持在数智网关上完成实验数据的自动采集、完成实验报告的自动生成，并提交到实验教学管理平台，支持教师在平台上批阅实验报告，并形成教学数据分析，如：成绩分布统计、实验时长、实验完成率等。（需提供与学院现有数智化实践教学管理平台实现互联互通的承诺书。）
(2)数智网关与数智化实验教学管理平台支持数据交换，通过数智化主控平台学生在实验室登录学号即可实现设备、仪表、学生信息的绑定，学生根据实验剧本要求，完成每一个实验任务，系统自动采集学生的实验数据，并自动生成实验报告，老师在后台可以完成实验报告批阅。
（二）功能要求
(1)数智化主控平台内置智能网关、工控机等模块及功能，内嵌不低于10英寸触摸显示屏。
(2)智能网关带有4个内网接口用来对接仪器仪表，另外带一个隔离的外网接口用来对接管理平台。
(3)为了能适配一些USB接口的仪表设备，平台还内置4个USB接口，用于仪器仪表的对接。
(4)平台包含学生账号登录界面和器仪表绑定界面，实现学生学号、实验平台与测量仪器的三重绑定。
(5)主控平台内置实验指导，教师可通过网络在数智化管理平台上下发课程资源到数智化主控平台上。
(6)支持学生在实验课上通过数智化主控平台上登录对应的账号，完成实验课程中实验过程数据自动采集、提交，并配合管理平台形成实验报告。
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