远程工业实验室的访问系统

摘要

本发明实施例提供了一种远程工业实验室的访问系统。所述系统包括：实验环境单元，部署于云端上，并且配置有与实验内容配套的实验环境；虚拟网桥中心，部署于云端上，并且通过基于数据链路层的第一虚拟私有网与实验环境单元通信连接；设备单元，部署于远程工业实验室内，并且通过基于数据链路层的第二虚拟私有网与虚拟网桥中心通信连接；实验环境单元，用于通过实验环境，向虚拟网桥中心发送用于指示对设备单元进行实验操作的实验操作指令；虚拟网桥中心，用于将接收到的实验操作指令转发至设备单元；设备单元，用于根据接收到的实验操作指令进行实验操作。本实施例能够有效控制实验设备进行实验操作。此外，还能够提供符合实验要求的实验环境。

权利要求

1.一种远程工业实验室的访问系统，所述系统包括：

实验环境单元(10)，所述实验环境单元(10)部署于云端(60)上，并且所述实验环境单元(10)配置有与实验内容配套的实验环境；

虚拟网桥中心(20)，所述虚拟网桥中心(20)部署于所述云端(60)上，并且所述虚拟网桥中心(20)通过基于数据链路层的第一虚拟私有网与所述实验环境单元(10)通信连接；

设备单元(30)，所述设备单元(30)部署于所述远程工业实验室(80)内，并且所述设备单元(30)通过基于所述数据链路层的第二虚拟私有网与所述虚拟网桥中心(20)通信连接；

所述实验环境单元(10)，用于通过与所述实验内容配套的实验环境，向所述虚拟网桥中心(20)发送用于指示对所述设备单元(30)进行实验操作的实验操作指令；

所述虚拟网桥中心(20)，用于接收所述实验环境单元(10)发送的所述实验操作指令，并将所述实验操作指令转发至所述设备单元(30)；

所述设备单元(30)，用于接收所述虚拟网桥中心(20)转发的所述实验操作指令，并根据所述实验操作指令进行实验操作；

所述实验环境单元(10)中设置有终端网桥(12)，并且所述虚拟网桥中心(20)包括多个相互隔离的虚拟网桥(21)，所述实验环境单元(10)中设置的所述终端网桥(12)通过所述第一虚拟私有网与所述虚拟网桥中心(20)中对应的虚拟网桥(21)通信连接。

2.根据权利要求1所述的远程工业实验室的访问系统，其中，所述系统还包括：实验环境登录设备(40)，所述实验环境登录设备(40)通过互联网与所述云端(60)通信连接，用于通过安装于所述实验环境登录设备(40)中的远程桌面应用程序，登录所述实验环境单元(10)中配置的与所述实验内容配套的实验环境。

3.根据权利要求1所述的远程工业实验室的访问系统，其中，所述系统还包括：实验预约平台(50)，所述实验预约平台(50)通过互联网与所述云端(60)通信连接，用于根据预约的实验内容，确定与所述预约的实验内容对应的实验环境镜像文件，并根据所述实验环境镜像文件，生成实验环境配置请求，再根据预约的实验时间段，向所述云端(60)发送生成的所述实验环境配置请求，使得所述云端(60)根据所述实验环境配置请求，在所述实验环境单元(10)中配置与所述预约的实验内容配套的实验环境。

4.根据权利要求3所述的远程工业实验室的访问系统，其中，

所述实验预约平台(50)，还用于根据所述预约的实验时间段中的实验结束时间点，向所述云端(60)发送生成的实验环境释放请求，使得所述云端(60)根据所述实验环境释放请求，释放所述实验环境单元(10)。

5.根据权利要求1所述的远程工业实验室的访问系统，其中，所述设备单元(30)包括：实验设备(32)；

设备网桥(31)，所述设备网桥(31)与所述实验设备(32)通信连接；

所述设备网桥(31)，用于接收所述虚拟网桥中心(20)转发的所述实验操作指令，并将所述实验操作指令转发至所述实验设备(32)；

所述实验设备(32)，用于接收所述设备网桥(31)转发的所述实验操作指令，并根据所述实验操作指令进行实验操作。

6.根据权利要求5所述的远程工业实验室的访问系统，其中，所述设备单元(30)还包括：图像采集装置(33)，所述图像采集装置(33)与所述设备网桥(31)通信连接；

所述图像采集装置(33)，用于采集所述实验设备(32)根据所述实验操作指令进行实验操作的图像，以监控所述实验设备(32)的实验操作。

7.根据权利要求6所述的远程工业实验室的访问系统，其中，所述设备网桥(31)包括物联网网关设备，所述物联网网关设备集成有第一网口和第二网口，所述第一网口作为内部网络接口与所述实验设备(32)和所述图像采集装置(33)通信连接，所述第二网口作为外部网络接口通过所述第二虚拟私有网与所述虚拟网桥中心(20)通信连接。

8.根据权利要求7所述的远程工业实验室的访问系统，其中，所述系统还包括：出口路由器(70)，所述出口路由器(70)部署于所述远程工业实验室(80)内，并且所述出口路由器(70)的第一端与所述虚拟网桥中心(20)通信连接，所述出口路由器(70)的第二端与所述第二网口通信连接。

9.根据权利要求8所述的远程工业实验室的访问系统，其中，所述虚拟网桥中心(20)包括多个相互隔离的虚拟网桥(21)，所述设备单元(30)包括的所述设备网桥(31)通过所述出口路由器(70)与所述虚拟网桥中心(20)中对应的虚拟网桥(21)建立所述第二虚拟私有网。

说明书

远程工业实验室的访问系统

技术领域

[0001] 本申请实施例涉及在线教育领域，尤其涉及一种远程工业实验室的访问系统。

背景技术

[0002] 随着远程在线教育的发展，各种教育机构和厂商都在互联网上发布了很多在线工控教育课程，目前的授课形式以讲解和展示为主，也就是学员主要以被动的输入学习环节为主，缺少主动的输出学习环节来加深巩固学习内容，例如，缺乏配套的实验环节来验证自己所学的内容，虽然可以通过仿真实现部分的功能，但和实际的硬件设备相比仍然存在较大的差距，而且很多实验必须通过连接实际的硬件设备来实现，因此搭建供学员使用的远程工业实验室有利于学员通过实验环节来加深巩固学习内容。

[0003] 目前，远程工业实验室的实验设备主要采用工业以太网的PROFINET总线连接通信。实验时，学员需要使用工业软件为PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)分配IP地址、为分布式输入输出设备分配设备名称，否则无法给PLC下载组态，分布式输入输出设备也无法被输入输出控制器识别。工业软件通过PN‑DCP(PROFINET Discovery and basic Configuration Protocol，PROFINET发现和基本配置协议)协议来实现这些操作，PN‑DCP协议是基于数据链路层的通信协议，采用以太网数据链路层数据帧，而目前远程实验室方案通常采用以太网网络层远程连接实验设备，因此工业软件无法实现上述操作。此外，实验设备涉及的种类繁多，需要安装多种工业软件，其中涉及到软件与软件之间，软件与操作系统之间的兼容性，以及PC性能等问题，学员很难具备完全符合实验要求的实验环境。

[0004] 由此可见，如何有效控制实验设备进行实验操作，并提供符合实验要求的实验环境成为当前亟待解决的技术问题。

发明内容

[0005] 为了解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种远程工业实验室的访问系统，以至少部分地解决上述技术问题。

[0006] 根据本申请实施例的第一方面，提供了一种远程工业实验室的访问系统，所述系统包括：实验环境单元，所述实验环境单元部署于云端上，并且所述实验环境单元配置有与实验内容配套的实验环境；虚拟网桥中心，所述虚拟网桥中心部署于所述云端上，并且所述虚拟网桥中心通过基于数据链路层的第一虚拟私有网与所述实验环境单元通信连接；设备单元，所述设备单元部署于所述远程工业实验室内，并且所述设备单元通过基于所述数据链路层的第二虚拟私有网与所述虚拟网桥中心通信连接；所述实验环境单元，用于通过与所述实验内容配套的实验环境，向所述虚拟网桥中心发送用于指示对所述设备单元进行实验操作的实验操作指令；所述虚拟网桥中心，用于接收所述实验环境单元发送的所述实验操作指令，并将所述实验操作指令转发至所述设备单元；所述设备单元，用于接收所述虚拟网桥中心转发的所述实验操作指令，并根据所述实验操作指令进行实验操作。

[0007] 可选地，所述系统还包括：实验环境登录设备，所述实验环境登录设备通过互联网与所述云端通信连接，用于通过安装于所述实验环境登录设备中的远程桌面应用程序，登录所述实验环境单元中配置的与所述实验内容配套的实验环境。

[0008] 可选地，所述系统还包括：实验预约平台，所述实验预约平台通过互联网与所述云端通信连接，用于根据预约的实验内容，确定与所述预约的实验内容对应的实验环境镜像文件，并根据所述实验环境镜像文件，生成实验环境配置请求，再根据预约的实验时间段，向所述云端发送生成的所述实验环境配置请求，使得所述云端根据所述实验环境配置请求，在所述实验环境单元中配置与所述预约的实验内容配套的实验环境。

[0009] 可选地，所述实验预约平台，还用于根据所述预约的实验时间段中的实验结束时间点，向所述云端发送生成的实验环境释放请求，使得所述云端根据所述实验环境释放请求，释放所述实验环境单元。

[0010] 可选地，所述实验环境单元中设置有终端网桥，并且所述虚拟网桥中心包括多个相互隔离的虚拟网桥，所述实验环境单元中设置的所述终端网桥通过所述第一虚拟私有网与所述虚拟网桥中心中对应的虚拟网桥通信连接。

[0011] 可选地，所述设备单元包括：实验设备；设备网桥，所述设备网桥与所述实验设备通信连接；所述设备网桥，用于接收所述虚拟网桥中心转发的所述实验操作指令，并将所述实验操作指令转发至所述实验设备；所述实验设备，用于接收所述设备网桥转发的所述实验操作指令，并根据所述实验操作指令进行实验操作。

[0012] 可选地，所述设备单元还包括：图像采集装置，所述图像采集装置与所述设备网桥通信连接；所述图像采集装置，用于采集所述实验设备根据所述实验操作指令进行实验操作的图像，以监控所述实验设备的实验操作。

[0013] 可选地，所述设备网桥包括物联网网关设备，所述物联网网关设备集成有第一网口和第二网口，所述第一网口作为内部网络接口与所述实验设备和所述图像采集装置通信连接，所述第二网口作为外部网络接口通过所述第二虚拟私有网与所述虚拟网桥中心通信连接。

[0014] 可选地，所述系统还包括：出口路由器，所述出口路由器部署于所述远程工业实验室内，并且所述出口路由器的第一端与所述虚拟网桥中心通信连接，所述出口路由器的第二端与所述第二网口通信连接。

[0015] 可选地，所述虚拟网桥中心包括多个相互隔离的虚拟网桥，所述设备单元包括的所述设备网桥通过所述出口路由器与所述虚拟网桥中心中对应的虚拟网桥建立所述第二虚拟私有网。

[0016] 本申请实施例提供的远程工业实验室的访问系统包括实验环境单元，部署于云端上，并且配置有与实验内容配套的实验环境；虚拟网桥中心，部署于所述云端上，并且通过基于数据链路层的第一虚拟私有网与所述实验环境单元通信连接；设备单元，部署于远程工业实验室内，并且通过基于所述数据链路层的第二虚拟私有网与所述虚拟网桥中心通信连接；所述实验环境单元，用于通过所述实验环境，向所述虚拟网桥中心发送用于指示对所述设备单元进行实验操作的实验操作指令；所述虚拟网桥中心，用于将接收到的所述实验操作指令转发至所述设备单元；所述设备单元，用于根据接收到的所述实验操作指令进行实验操作。与现有的方式相比，部署于所述云端上的所述实验环境单元与部署于所述云端上的所述虚拟网桥中心通过基于所述数据链路层的第一虚拟私有网通信连接，并且部署于所述云端上的所述虚拟网桥中心与部署于所述远程工业实验室内的所述设备单元通过基于所述数据链路层的第二虚拟私有网通信连接，因此，部署于所述云端上的所述实验环境单元与部署于所述远程工业实验室内的所述设备单元通过基于所述数据链路层的第一虚拟私有网和第二虚拟私有网通信连接，从而能够有效控制所述设备单元中的实验设备进行实验操作。此外，部署于所述云端上的所述实验环境单元配置有与实验内容配套的实验环境，因此，能够提供符合实验要求的实验环境。

附图说明

[0017] 以下附图仅旨在于对本申请做示意性说明和解释，并不限定本申请的范围。其中，[0018] 图1示出了本申请实施例的远程工业实验室的访问系统的结构示意图；

[0019] 图2示出了本申请实施例的实验环境单元与虚拟网桥中心的结构示意图；

[0020] 图3示出了本申请实施例的设备单元的结构示意图；

[0021] 图4示出了本申请实施例的远程工业实验室的访问系统的通信连接的示意图。

[0022] 附图标记说明：

[0023] 10：实验环境单元；

[0024] 20：虚拟网桥中心；

[0025] 30：设备单元；

[0026] 40：实验环境登录设备；

[0027] 50：实验预约平台；

[0028] 60：云端；

[0029] 70：出口路由器；

[0030] 80：远程工业实验室；

[0031] 90：基于数据链路层的虚拟私有网；

[0032] 11：工业应用程序；

[0033] 12：终端网桥；

[0034] 21：虚拟网桥；

[0035] 31：设备网桥；

[0036] 32：实验设备；

[0037] 33：图像采集装置。

具体实施方式

[0038] 为了对本申请实施例的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本申请实施例的具体实施方式。

[0039] 参照图1，示出了本申请实施例的远程工业实验室的访问系统的结构示意图。本申请实施例提供的远程工业实验室的访问系统包括实验环境单元10，所述实验环境单元10部署于云端60上，并且所述实验环境单元10配置有与实验内容配套的实验环境；虚拟网桥中心20，所述虚拟网桥中心20部署于所述云端60上，并且所述虚拟网桥中心20通过基于数据链路层的第一虚拟私有网与所述实验环境单元10通信连接；设备单元30，所述设备单元30部署于所述远程工业实验室80内，并且所述设备单元30通过基于所述数据链路层的第二虚拟私有网与所述虚拟网桥中心20通信连接；所述实验环境单元10，用于通过与所述实验内容配套的实验环境，向所述虚拟网桥中心20发送用于指示对所述设备单元30进行实验操作的实验操作指令；所述虚拟网桥中心20，用于接收所述实验环境单元10发送的所述实验操作指令，并将所述实验操作指令转发至所述设备单元30；所述设备单元30，用于接收所述虚拟网桥中心20转发的所述实验操作指令，并根据所述实验操作指令进行实验操作。

[0040] 在本实施例中，部署于所述云端60上的所述实验环境单元10与部署于所述云端60上的所述虚拟网桥中心20通过基于所述数据链路层的第一虚拟私有网通信连接，并且部署于所述云端60上的所述虚拟网桥中心20与部署于所述远程工业实验室80内的所述设备单元30通过基于所述数据链路层的第二虚拟私有网通信连接，因此，部署于所述云端60上的所述实验环境单元10与部署于所述远程工业实验室80内的所述设备单元30通过基于所述数据链路层的第一虚拟私有网和第二虚拟私有网通信连接，从而能够有效控制所述设备单元30中的实验设备进行实验操作。此外，部署于所述云端60上的所述实验环境单元10配置有与实验内容配套的实验环境，因此，能够提供符合实验要求的实验环境。

[0041] 在本实施例中，所述云端60可为公有云、私有云或者混合云等。如图2所示，所述实验环境单元10可由部署于公有云中的云主机构成，作为所述实验环境单元10的云主机配置有与实验内容配套的实验环境。所述实验环境可理解为与实验内容配套的工业应用程序11，例如，TIA、SIMATIC Net等，从而能够为学员们提供一个完整、可靠、高性能的实验环境。
具体地，参加自动化培训课程的学员大部分IT基础知识较为欠缺，因此预先准备实验环境，方便其直接经过简单操作即可接入操作，极大的降低了学员的学习门槛，避免了由于软件问题造成的实验失败，提高学习效率。所述虚拟网桥中心20可由一台或一组云主机构成，所述虚拟网桥中心20包括多个相互隔离的虚拟网桥21，这些虚拟网桥21被称为中继端，也即是虚拟网桥21用于将所述实验环境单元10发送的所述实验操作指令转发至部署于所述远程工业实验室80内的所述设备单元30。所述虚拟网桥21可理解为构成所述虚拟网桥中心20的云主机通过配置的网桥应用程序实现的网桥功能。此外，按照实验内容，可将所述远程工业实验室80内所有的实验设备设计为一个个独立的设备单元30。

[0042] 在一些可选实施例中，所述系统还包括：实验环境登录设备40，所述实验环境登录设备40通过互联网与所述云端60通信连接，用于通过安装于所述实验环境登录设备40中的远程桌面应用程序，登录所述实验环境单元10中配置的与所述实验内容配套的实验环境。籍此，通过安装于所述实验环境登录设备中的远程桌面应用程序，登录所述实验环境单元中配置的与所述实验内容配套的实验环境，能够有效地对所述设备单元中的实验设备进行实验操作。

[0043] 在一个具体的例子中，所述实验环境登录设备40可为用于实验环境登录的台式计算机、膝上型计算机、平板计算机或者其他具有控制能力的智能电子设备。所述实验环境登录设备40通过有线或者无线的方式与所述云端60通信连接，并通过连接通道，与所述云端60进行通信。具体地，所述实验环境登录设备40与所述云端60之间可以通过有线宽带或GSM、GPRS、LTE等移动网络实现通信连接，或者是通过蓝牙、WIFI、红外线等方式进行通信连接，本实施例对所述实验环境登录设备40与所述云端60之间的具体通信连接方式不做限定。具体地，学员可通过台式计算机的Windows操作系统自带的远程桌面应用程序登录到所述实验环境单元10中配置的与所述实验内容配套的实验环境，直接操作所述设备单元30中的实验设备进行实验操作。

[0044] 在一些可选实施例中，所述系统还包括：实验预约平台50，所述实验预约平台50通过互联网与所述云端60通信连接，用于根据预约的实验内容，确定与所述预约的实验内容对应的实验环境镜像文件，并根据所述实验环境镜像文件，生成实验环境配置请求，再根据预约的实验时间段，向所述云端60发送生成的所述实验环境配置请求，使得所述云端60根据所述实验环境配置请求，在所述实验环境单元10中配置与所述预约的实验内容配套的实验环境。籍此，通过在所述实验预约平台中预约实验内容和实验时间段，能够在所述实验环境单元中配置与所述预约的实验内容配套的实验环境，从而方便于学员对所述设备单元中的实验设备进行实验操作。

[0045] 在一个具体的例子中，所述实验预约平台50可安装于台式计算机、膝上型计算机、平板计算机或者其他具有控制能力的智能电子设备。所述实验预约平台50通过有线或者无线的方式与所述云端60通信连接，并通过连接通道，与所述云端60进行通信。具体地，所述实验预约平台50与所述云端60之间可以通过GSM、GPRS、LTE等移动网络实现通信连接，或者是通过蓝牙、WIFI、红外线等方式进行通信连接，本实施例对所述实验预约平台50与所述云端60之间的具体通信连接方式不做限定。所述实验环境镜像文件存储有与所述预约的实验内容对应的实验环境配置信息，例如，与所述预约的实验内容配套的工业应用程序的预装信息、与所述预约的实验内容配套的工业应用程序的安装方式等。在根据所述实验环境镜像文件，生成实验环境配置请求时，所述实验预约平台50将所述实验环境镜像文件存储的所述实验环境配置信息赋予所述实验环境配置请求的载荷字段，以生成所述实验环境配置请求。在根据预约的实验时间段，向所述云端60发送生成的所述实验环境配置请求时，所述实验预约平台50根据所述预约的实验时间段中的实验开始时间点，向所述云端60发送生成的所述实验环境配置请求。具体地，所述实验预约平台50可在所述预约的实验时间段中的实验开始时间点之前，向所述云端60发送生成的所述实验环境配置请求。在一种可选的实施方式中，在根据所述实验环境配置请求，完成实验环境的配置之后，所述云端60向所述实验预约平台50发送针对所述实验环境配置请求的实验环境配置响应，其中，所述实验环境配置响应携带有配置的实验环境的登录口令或者登录密码，所述实验预约平台根据接收到的所述实验环境配置响应携带的配置的实验环境的登录口令或者登录密码，向学员的手持终端发送即时消息，以告知学员配置的实验环境的登录口令或者登录密码，从而确保学员对所述设备单元中的实验设备进行实验操作的安全性和有效性。

[0046] 在一些可选实施例中，所述实验预约平台50，还用于根据所述预约的实验时间段中的实验结束时间点，向所述云端60发送生成的实验环境释放请求，使得所述云端60根据所述实验环境释放请求，释放所述实验环境单元10。具体地，所述实验预约平台50可在所述预约的实验时间段中的实验结束时间点之后，向所述云端60发送生成的实验环境释放请求，使得所述云端60根据所述实验环境释放请求，释放所述实验环境单元10。其中，所述实验环境释放请求的载荷字段中携带有指示需释放的所述云端的所述实验环境单元10的信息。籍此，通过向所述云端发送生成的实验环境释放请求，使得所述云端释放所述实验环境单元，不仅能够有效节省所述云端的硬件资源，而且还能够节省学员使用实验环境对所述设备单元中的实验设备进行实验操作的费用。

[0047] 在一些可选实施例中，如图2所示，所述实验环境单元10中设置有终端网桥12，并且所述虚拟网桥中心20包括多个相互隔离的虚拟网桥21，所述实验环境单元10中设置的所述终端网桥12通过所述第一虚拟私有网与所述虚拟网桥中心20中对应的虚拟网桥21通信连接。籍此，通过在所述终端网桥与所述虚拟网桥中心中对应的虚拟网桥之间建立所述第一虚拟私有网，所述实验环境单元能够通过所述终端网桥将基于所述数据链路层的数据帧发送至所述虚拟网桥中心中对应的虚拟网桥。

[0048] 在一个具体的例子中，如果通过所述实验环境单元10中的实验环境对设备单元30中的实验设备进行实验操作，则需要将所述实验环境单元10与所述虚拟网桥中心20中的虚拟网桥21之间的网络进行对接，而对于公有云中的云主机来说，尽管两台云主机看上去是处于同一IP网段的局域网中，两者之间的通信却是通过网络层通信协议来实现的，所述实验环境单元10中的基于所述数据链路层的数据帧无法直接发送到所述虚拟网桥中心20中的虚拟网桥，因此在作为实验环境单元10的云主机中也增加一个终端网桥12，其与所述虚拟网桥中心20的虚拟网桥21建立基于所述数据链路层的第一虚拟私有网。其中，所述终端网桥12可理解为连接两个局域网的一种网关设备。

[0049] 在一些可选实施例中，如图3所示，所述设备单元30包括：实验设备32；设备网桥31，所述设备网桥31与所述实验设备32通信连接；所述设备网桥31，用于接收所述虚拟网桥中心20转发的所述实验操作指令，并将所述实验操作指令转发至所述实验设备32；所述实验设备32，用于接收所述设备网桥31转发的所述实验操作指令，并根据所述实验操作指令进行实验操作。其中，所述设备网桥31可理解为连接两个局域网的一种网关设备，所述实验设备32可为PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)、变频器、电机等。
籍此，通过所述设备网桥将接收到的所述虚拟网桥中心转发的所述实验操作指令转发至所述实验设备，能够有效控制所述实验设备根据所述实验操作指令进行实验操作。

[0050] 在一些可选实施例中，如图3所示，所述设备单元30还包括：图像采集装置33，所述图像采集装置33与所述设备网桥31通信连接；所述图像采集装置33，用于采集所述实验设备32根据所述实验操作指令进行实验操作的图像，以监控所述实验设备32的实验操作。其中，所述图像采集装置33可为IP摄像头。籍此，通过所述图像采集装置采集所述实验设备根据所述实验操作指令进行实验操作的图像，能够有效监控所述实验设备的实验操作。

[0051] 在一些可选实施例中，所述设备网桥31包括物联网网关设备，所述物联网网关设备集成有第一网口和第二网口，所述第一网口作为内部网络接口与所述实验设备32和所述图像采集装置33通信连接，所述第二网口作为外部网络接口通过所述第二虚拟私有网与所述虚拟网桥中心20通信连接。籍此，通过所述物联网网关设备集成的第一网口和第二网口，不仅能够将接收到的所述虚拟网桥中心转发的所述实验操作指令有效地转发至所述实验设备，而且还能够将所述图像采集装置采集的所述实验设备进行实验操作的图像有效地发送至所述虚拟网桥中心。

[0052] 在一个具体的例子中，所述物联网网关设备可为SIEMENS IoT2040。通过在所述云端60部署所述虚拟网桥中心20，能够方便任何地点的SIEMENS IoT2040接入所述虚拟网桥中心20中的虚拟网桥，而通过SIEMENS IoT2040可以将任何基于以太网的实验设备打造为独立的设备单元30，因此，设备单元30可以部署在任意具备网络条件的地方，甚至移动的实验室，灵活便捷。

[0053] 在一些可选实施例中，所述系统还包括：出口路由器70，所述出口路由器70部署于所述远程工业实验室80内，并且所述出口路由器70的第一端与所述虚拟网桥中心20通信连接，所述出口路由器70的第二端与所述第二网口通信连接。籍此，通过所述出口路由器，能够方便所述设备单元中的设备网桥接入所述虚拟网桥中心。

[0054] 在一些可选实施例中，所述虚拟网桥中心20包括多个相互隔离的虚拟网桥21，所述设备单元30包括的所述设备网桥31通过所述出口路由器70与所述虚拟网桥中心20中对应的虚拟网桥21建立所述第二虚拟私有网。籍此，通过在所述设备网桥与所述虚拟网桥中心中对应的虚拟网桥之间建立所述第二虚拟私有网，所述虚拟网桥中心中对应的虚拟网桥能够将基于所述数据链路层的数据帧有效地转发至所述设备网桥。

[0055] 在一个具体的例子中，远程工业实验室按实验内容将所有的实验设备设计为一个个独立的设备单元30，通过出口路由器70连接到互联网。每套设备单元30由SIEMENS IoT2040、IP摄像头，以及实验设备组成。SIEMENS IoT2040是一款低成本智能物联网网关设备，集成有两个独立的以太网网口，一个网口作为内部网络接口连接实验设备32，实现网络分割的功能，另一个网口连接外部网络，作为设备网桥31，通过出口路由器70与部署在公有云上的虚拟网桥中心20的虚拟网桥21建立基于所述数据链路层的第二虚拟私有网。每个设备网桥31在虚拟网桥中心20都有一个对应的虚拟网桥21。最终搭建出一个从云端实验环境单元10到远程工业实验室设备单元30之间的基于所述数据链路层的虚拟私有网，从而实现从云端实验环境单元10的实验环境完全直接控制设备单元30中的实验设备32进行实验操作的目的。

[0056] 在一个具体的例子中，如图4所示，所述远程工业实验室的访问系统包括多个所述实验环境单元10、所述虚拟网桥中心20，以及多个所述设备单元30。每个所述实验环境单元10中的终端网桥12通过基于所述数据链路层的第一虚拟私有网与所述虚拟网桥中心20中对应的虚拟网桥21通信连接，所述虚拟网桥中心20中对应的虚拟网桥21通过基于所述数据链路层的第二虚拟私有网与对应的所述设备单元30中的设备网桥31通信连接，因此，最终搭建出每个所述实验环境单元10中的终端网桥12与对应的所述设备单元30中的设备网桥
31之间的基于所述数据链路层的虚拟私有网90。具体地，当多名学员同时进行实验操作时，各个实验环境单元10中的终端网桥12与各自对应的虚拟网桥21建立基于所述数据链路层的第一虚拟私有网，各个虚拟网桥21与各自对应的所述设备单元30中的设备网桥31建立基于所述数据链路层的第二虚拟私有网。各自建立了完全独立的二层虚拟私有网络(基于所述数据链路层的虚拟私有网90)，因此，能够保证同时进行实验的学员之间的实验操作不会相互干扰，使其仅仅能操作和监视分配给自己的实验设备。进一步地，完善了线上教学产品的实验环节，降低了学员的学习成本，降低了实验设备的闲置率，从而有效提高在线教育的市场优势和竞争力。

[0057] 应当理解，虽然本发明是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

[0058] 以上仅为本发明实施例示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明实施例的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明实施例的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本发明实施例保护的范围。