Inteligentní Measureserver pro řízení vzdálených experimentů s vestavěnou simulací a pokročilou diagnostikou

Ing. Michal Gerža

Doctoral thesis

Abstract:

People are developing various technologies, using laws of physics behind real-world phenomena. This process is continuous and is presently getting faster and more intensive. Achieved technological advances affect all areas of every day?s life, including the field of education. Contemporary society requires more complex tools providing more accessible and effective educational methods. Information and communication technologies offer many tools to meet the requirements on which rest teaching and learning, especially in natural sciences and engineering fields. Studying these fields is based on real experimental work in laboratories with specific equipment and devices for a better understanding the given phenomenon. This form of study, when the user must regularly attend laboratories to perform necessary measurements, is not always acceptable for many reasons. Most of laboratories cannot provide a wide range of the real experiments, where expensive devices, needed for the elucidating and analysis of desired phenomena, are involved. Development in this direction of these requirements led to the design and implementation of the concept of the remote laboratories to deliver physical experiments via the Internet. The connected users are provided with the different tools as, for example, corresponding theory of the studied phenomenon. In our case, the concept is called Intelligent School Experimental System (ISES) operated as an open system platform. The doctoral thesis focuses on the design and implementation of software components related to the ISES Measureserver, finite-state machine in principle that is a core unit of this platform. The activities within the thesis are aimed at five tasks, defined as the goals of the thesis. These goals were solved as the independent project works, integrating progressive concepts, approaches and technologies, which bring new features contributing to better teaching outcomes, reliability and maintenance of the ISES remote laboratories.

Abstract:

Lidé vyvíjejí různé technologie využívající fyzikálních zákonů, které popisují přírodní jevy. Tento vývoj je kontinuální a je v současné době rychlejší a intenzivnější. Dosažený technologický pokrok ovlivňuje všechny oblasti každodenního života zahrnující i oblast vzdělávání. Současná společnost požaduje složitější nástroje poskytující dostupnější a efektivnější vzdělávací metody. Informační a komunikační technologie nabízejí mnoho nástrojů vyhovující požadavkům pro podporu výuky a studia, obzvláště v oblasti přírodních věd a techniky. Studium těchto oborů je založeno na reálné experimentální práci v laboratořích se specifickým vybavením a zařízeními pro lepší pochopení daných jevů. Tato forma studia, kdy uživatel musí pravidelně navštěvovat laboratoře, aby vykonal nezbytná měření, již není akceptována z mnoha důvodů. Většina laboratoří nemůže poskytnout široký rozsah reálných experimentů, kde jsou k dispozici drahá zařízení pro objasnění a analýzu požadovaných jevů. Vývoj směrem k těmto požadavkům vedl k návrhu a realizaci konceptu vzdálených laboratoří s cílem poskytnout fyzikální experimenty přes Internet. Připojeným uživatelům jsou poskytnuty rozdílné nástroje, jako je například odpovídající teorie ke studovanému jevu. V našem případě je koncept nazván Inteligentní školní experimentální systém (ISES) běžící jako otevřená systémová platforma. Tato doktorská práce se zaměřuje na návrh a implementaci softwarových komponent související s jednotkou Measureserver ISES, v podstatě s konečným stavovým automatem, jenž je hlavní jednotkou této platformy. Aktivity v této práci jsou zaměřeny na pět úkolů, které jsou definovány jako cíle této disertace. Tyto cíle byly řešeny jako nezávislé projektové práce, integrující progresivní koncepty, přístupy a technologie, které přinášejí nové funkce k dosažení lepších výsledků ve výuce, spolehlivosti a údržbě vzdálených laboratoří ISES.

Keywords

REMLABNET, RLMS, ISES, Measureserver, vzdálená laboratoř, zálohování dat, pokročilá diagnostika, vestavěná simulace.

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 15. 8. 2017

Thesis defence

• Date of defence: 23. 11. 2017

Tomas Bata University in Zlín

Faculty of Applied Informatics

Doctoral programme / field:
Engineering Informatics / Engineering Informatics