虚拟仿真实训平台[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 1061901 A(43)申请公布日 2018.12.07

(21)申请号 201810814633.4(22)申请日 2018.07.23

(71)申请人 贵州电网有限责任公司信息中心

地址 550000 贵州省贵阳市观山湖区金西

北路世华综合楼(72)发明人 王皓然　罗念华　王玮　龙玉江　

张克贤　吴忠　宋奕　魏力鹏　陶佳冶　刘俊荣　周琳妍　(74)专利代理机构 北京超凡志成知识产权代理

事务所(普通合伙) 11371

代理人 邓超(51)Int.Cl.

G09B 9/00(2006.01)

权利要求书2页 说明书6页 附图3页

(54)发明名称

虚拟仿真实训平台(57)摘要

本发明涉及虚拟仿真教学技术领域，提供一种虚拟仿真实训平台。该平台包括虚拟仿真教学系统、虚拟仿真教学监察系统、虚拟仿真教学软件系统以及虚拟仿真实验系统。虚拟仿真教学系统用于实现虚拟仿真教学实训；虚拟仿真教学监察系统用于监控管理虚拟仿真教学系统在虚拟仿真教学实训的过程中的运行状况；虚拟仿真教学软件系统用于对虚拟仿真教学实训提供软件支持；虚拟仿真实验系统用于在虚拟仿真教学实训的过程中生成实验数据并将实验数据输入至虚拟仿真教学系统。该平台有效解决了传统教学实训中设备成本高、资源浪费严重的问题，同时可以用于多种科目的教学实训，此外还能够降低因受训人因不熟悉实训环境而造成的经济损失。

CN 1061901 ACN 1061901 A

权　利　要　求　书

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1.一种虚拟仿真实训平台，其特征在于，包括：虚拟仿真教学系统、虚拟仿真教学监察系统、虚拟仿真教学软件系统以及虚拟仿真实验系统；

所述虚拟仿真教学系统用于实现虚拟仿真教学实训；

所述虚拟仿真教学监察系统用于监控管理所述虚拟仿真教学系统在所述虚拟仿真教学实训的过程中的运行状况；

所述虚拟仿真教学软件系统安装在所述虚拟仿真教学系统上，用于对所述虚拟仿真教学实训提供软件支持；

所述虚拟仿真实验系统用于在所述虚拟仿真教学实训的过程中生成实验数据并将所述实验数据输入至所述虚拟仿真教学系统。

2.根据权利要求1所述的虚拟仿真实训平台，其特征在于，所述虚拟仿真教学软件系统包括至少一个虚拟仿真教学软件，所述至少一个虚拟仿真教学软件安装在所述虚拟仿真教学系统上；

所述至少一个虚拟仿真教学软件包括网络协议分析技术虚拟仿真教学软件、机渗透测试技术虚拟仿真教学软件、逆向工程虚拟仿真教学软件、移动安全开发虚拟仿真教学软件以及数据分析虚拟仿真教学软件中的一个或多个软件。

3.根据权利要求2所述的虚拟仿真实训平台，其特征在于，所述虚拟仿真教学系统包括：虚拟仿真平台、虚拟仿真显示系统以及虚拟仿真交互系统；

所述虚拟仿真平台上安装有所述至少一个虚拟仿真教学软件，所述虚拟仿真平台用于利用所述至少一个虚拟仿真教学软件向受训方以及培训方提供服务，以实现所述虚拟仿真教学实训；

所述虚拟仿真显示系统用于向所述受训方以及所述培训方显示所述虚拟仿真教学实训的内容；

所述虚拟仿真交互系统用于在所述虚拟仿真教学实训的过程中实现所述受训方与所述虚拟仿真平台之间的交互，所述培训方与所述虚拟仿真平台之间的交互，以及所述受训方与所述培训方之间的交互。

4.根据权利要求3所述的虚拟仿真实训平台，其特征在于，所述虚拟仿真显示系统包括高性能图像生成及处理系统和/或具有沉浸感的显示系统。

5.根据权利要求3所述的虚拟仿真实训平台，其特征在于，所述虚拟仿真平台包括学习测试平台以及教学软件开发平台；

所述学习测试平台为面向所述受训方的虚拟仿真课程学习及实验测试平台；

所述教学软件开发平台为面向所述培训方的虚拟仿真环境配置及课程设置的软件开发平台。

6.根据权利要求3所述的虚拟仿真实训平台，其特征在于，所述虚拟仿真教学监察系统包括：业务管理系统；

所述业务管理系统用于基于所述虚拟仿真平台提供的数据对所述虚拟仿真平台进行监控管理。

7.根据权利要求6所述的虚拟仿真实训平台，其特征在于，所述虚拟仿真教学监察系统还包括：界面截图系统和/或界面录屏系统；

所述界面截图系统用于在所述虚拟仿真教学实训的过程中响应截图指令进行截图；

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权　利　要　求　书

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所述界面录屏系统用于在所述虚拟仿真教学实训的过程中响应录屏指令进行录屏。8.根据权利要求6所述的虚拟仿真实训平台，其特征在于，所述虚拟仿真实现系统包括：实验设备管理系统以及至少一个实验设备；

所述实验设备管理系统用于监控管理所述至少一个实验设备；所述至少一个实验设备用于产生所述实验数据，所述实验数据依次经所述虚拟仿真交互系统、所述虚拟仿真显示系统以及所述虚拟仿真平台被反馈至所述业务管理系统，所述业务管理系统用于基于所述实验数据对所述虚拟仿真平台进行监控管理。

9.根据权利要求1－8中任一项所述的虚拟仿真实训平台，其特征在于，所述虚拟仿真实训平台采用局域网访问模式。

10.根据权利要求1－8中任一项所述的虚拟仿真实训平台，其特征在于，所述虚拟仿真实训平台能够通过登录已有的教学平台登录。

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说　明　书虚拟仿真实训平台

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技术领域

[0001]本发明虚拟仿真教学技术领域，具体而言，涉及一种虚拟仿真实训平台。背景技术

[0002]针对信息系统安全，网络安全，软件安全，计算机取证与司法，数字内容安全等专业的相关课程，教学实训是其必不可少的一个环节。传统的教学实训作为职业教育中一种普遍的教学模式，往往受到课程和专业技术领域的，课程和专业的不同往往需要使用不同的设备。而随着信息技术的快速发展，课程和专业的更新也越来越快，要保证实训的条件与时俱进，就必须及时更新技术设备，否则必将导致资源的浪费、教学成本越来越高等问题，而教学效果却不甚理想。此外，在传统的教学实训过程中，由于对实训的环境不熟悉以及一些不当操作，还可能导致设备、网络故障等问题，造成经济损失。发明内容

[0003]有鉴于此，本发明实施例提供一种虚拟仿真实训平台，以解决上述技术问题。[0004]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：[0005]本发明实施例提供一种虚拟仿真实训平台，包括：虚拟仿真教学系统、虚拟仿真教学监察系统、虚拟仿真教学软件系统以及虚拟仿真实验系统；[0006]虚拟仿真教学系统用于实现虚拟仿真教学实训；

[0007]虚拟仿真教学监察系统用于监控管理虚拟仿真教学系统在虚拟仿真教学实训的过程中的运行状况；

[0008]虚拟仿真教学软件系统安装在虚拟仿真教学系统上，用于对虚拟仿真教学实训提供软件支持；

[0009]虚拟仿真实验系统用于在虚拟仿真教学实训的过程中生成实验数据并将实验数据输入至虚拟仿真教学系统。

[0010]在一种可选的实施方式中，虚拟仿真教学软件系统包括至少一个虚拟仿真教学软件，至少一个虚拟仿真教学软件安装在虚拟仿真教学系统上；

[0011]至少一个虚拟仿真教学软件包括网络协议分析技术虚拟仿真教学软件、机渗透测试技术虚拟仿真教学软件、逆向工程虚拟仿真教学软件、移动安全开发虚拟仿真教学软件以及数据分析虚拟仿真教学软件中的一个或多个软件。[0012]在一种可选的实施方式中，虚拟仿真教学系统包括：虚拟仿真平台、虚拟仿真显示系统以及虚拟仿真交互系统；

[0013]虚拟仿真平台上安装有至少一个虚拟仿真教学软件，虚拟仿真平台用于利用至少一个虚拟仿真教学软件向受训方以及培训方提供服务，以实现虚拟仿真教学实训；[0014]虚拟仿真显示系统用于向受训方以及培训方显示虚拟仿真教学实训的内容；[0015]虚拟仿真交互系统用于在虚拟仿真教学实训的过程中实现受训方与虚拟仿真平台之间的交互，培训方与虚拟仿真平台之间的交互，以及受训方与培训方之间的交互。

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在一种可选的实施方式中，虚拟仿真显示系统包括高性能图像生成及处理系统

和/或具有沉浸感的显示系统。

[0017]在一种可选的实施方式中，虚拟仿真平台包括学习测试平台以及教学软件开发平台；

[0018]学习测试平台为面向受训方的虚拟仿真课程学习及实验测试平台；

[0019]教学软件开发平台为面向培训方的虚拟仿真环境配置及课程设置的软件开发平台。

[0020]在一种可选的实施方式中，虚拟仿真教学监察系统包括：业务管理系统；

[0021]业务管理系统用于基于虚拟仿真平台提供的数据对虚拟仿真平台进行监控管理。[0022]在一种可选的实施方式中，虚拟仿真教学监察系统还包括：界面截图系统和/或界面录屏系统；

[0023]界面截图系统用于在虚拟仿真教学实训的过程中响应截图指令进行截图；[0024]界面录屏系统用于在虚拟仿真教学实训的过程中响应录屏指令进行录屏。[0025]在一种可选的实施方式中，虚拟仿真实现系统包括：实验设备管理系统以及至少一个实验设备；

[0026]实验设备管理系统用于监控管理至少一个实验设备；[0027]至少一个实验设备用于产生实验数据，实验数据依次经虚拟仿真交互系统、虚拟仿真显示系统以及虚拟仿真平台反馈至业务管理系统，业务管理系统用于基于实验数据对虚拟仿真平台进行监控管理。

[0028]在一种可选的实施方式中，虚拟仿真实训平台采用局域网访问模式。[0029]在一种可选的实施方式中，虚拟仿真实训平台能够通过登录已有的教学平台登录。

[0030]本发明的技术方案至少具有以下有益效果：

[0031]本发明实施例提供的虚拟仿真实训平台包括虚拟仿真教学系统、虚拟仿真教学监察系统、虚拟仿真教学软件系统以及虚拟仿真实验系统。该平台提供了一种用于实现虚拟仿真教学实训的软硬件环境，通过虚拟化的方式有效解决了传统教学实训中设备成本高、资源浪费严重的问题，该平台具有普适性，可以用于多种科目的教学实训，同时，由于是虚拟教学实训，因此即使受训人因不熟悉实训环境做出一些错误操作也不至于造成严重后果，能够降低实训过程中的经济损失。此外，该平台提供的虚拟仿真教学实训可以看作是对实际教学实训的模拟练习，在使用该平台后再进行实际教训实训，有望取得更好的实训效果。

[0032]为使本发明的上述目的、技术方案和有益效果能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明

[0033]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

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图1示出了本发明实施例提供的虚拟仿真实训平台的应用场景示意图；

[0035]图2示出了本发明实施例提供的虚拟仿真实训平台的结构框图；[0036]图3示出了本发明实施例提供的虚拟仿真教学系统的结构框图；

[0037]图4示出了本发明实施例提供的虚拟仿真教学系统与虚拟仿真教学监察系统的交互示意图。

[0038]图中：100－虚拟仿真实训平台；110－虚拟仿真教学系统；112－虚拟仿真平台；112a－学习测试平台；112b－教学软件开发平台；114－虚拟仿真显示系统；114a－高性能图像生成及处理系统；114b－具有沉浸感的显示系统；116－虚拟仿真交互系统；120－虚拟仿真教学监察系统；122－业务管理系统；124－界面截图系统；126－界面录屏系统；130－虚拟仿真教学软件系统；140－虚拟仿真实验系统；200－受训方；300－培训方；400－管理方。

具体实施方式

[0039]下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0040]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。[0041]图1示出了本发明实施例提供的虚拟仿真实训平台100的应用场景示意图。参照图1，虚拟仿真实训平台100的用户可以分为三类，一类是受训方200，可以是学生；一类是培训方300，可以是老师；一类是管理方400，可以是虚拟仿真实训平台100的维护人员。受训方200和培训方300通过使用虚拟仿真实训平台100实现虚拟仿真教学实训，管理方400则对虚拟仿真实训平台100进行监控管理，保证虚拟仿真实训平台100的正常工作运行。在实际中，受训方200、培训方300以及管理方400可以实现为不同用户使用的客户端软件。[0042]图2示出了本发明实施例提供的虚拟仿真实训平台100的结构框图。参照图2，虚拟仿真实训平台100包括虚拟仿真教学系统110、虚拟仿真教学监察系统120、虚拟仿真教学软件系统130以及虚拟仿真实验系统140。[0043]其中，虚拟仿真教学系统110主要由受训方200和培训方300使用，用于实现虚拟仿真教学实训。虚拟仿真教学监察系统120主要由管理方400使用，用于监控管理虚拟仿真教学系统110在虚拟仿真教学实训的过程中的运行状况，以便及时发现其中的异常状况，进而对虚拟仿真实训平台100进行维护升级。虚拟仿真教学软件系统130安装在虚拟仿真教学系统110上，用于对虚拟仿真教学实训提供软件支持。虚拟仿真实验系统140用于在虚拟仿真教学实训的过程中生成实验数据并将实验数据输入至虚拟仿真教学系统110，以便在虚拟仿真教学实训的过程中展现、使用、分析这些实验数据。[0044]在一种实施方式中，虚拟仿真教学软件系统130包括安装在该系统上的至少一个

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虚拟仿真教学软件，虚拟仿真教学软件用于实现虚拟仿真教学实训的功能，或者模拟虚拟仿真教学实训的场景。[0045]例如，在针对信息安全方面的教学实训中，上述至少一个虚拟仿真教学软件可以包括网络协议分析技术虚拟仿真教学软件、机渗透测试技术虚拟仿真教学软件、逆向工程虚拟仿真教学软件、移动安全开发虚拟仿真教学软件以及数据分析虚拟仿真教学软件中的一个或多个软件。当然这些软件仅为示例，实际中还可以包括其他教学软件。虚拟仿真教学软件可以根据教学实训的具体科目选择安装。

[0046]图3示出了本发明实施例提供的虚拟仿真教学系统110的结构框图。参照图3，在一种实施方式中，虚拟仿真教学系统110可以进一步包括虚拟仿真平台112、虚拟仿真显示系统114以及虚拟仿真交互系统116。[0047]其中，虚拟仿真平台112上安装有上述至少一个虚拟仿真教学软件，虚拟仿真平台112用于利用至少一个虚拟仿真教学软件向受训方200以及培训方300提供服务，以实现虚拟仿真教学实训。虚拟仿真平台112可以通过虚拟化的方式实现，例如虚拟机。

[0048]虚拟仿真平台112可以进一步包括学习测试平台112a以及教学软件开发平台112b。其中，学习测试平台112a主要面向受训方200，向受训方200提供虚拟仿真课程以供其学习，或者向受训方200提供实验测试服务，使其能够使用虚拟仿真实验系统140进行实验，检验学习成果。教学软件开发平台112b主要面向培训方300，便于培训方300对虚拟仿真环境进行配置，对教学课程进行设置，以及在该平台上编辑或开发虚拟仿真教学软件。

[0049]虚拟仿真显示系统114可以进一步包括高性能图像生成及处理系统114a和/或具有沉浸感的显示系统114b，主要用于向受训方200以及培训方300显示虚拟仿真教学实训的内容，以便进行可视化教学。

[0050]其中高性能图像生成及处理系统114a可以是，但不限于具有专业图像显示设备的计算机，移动设备等。沉浸感的显示系统可以是，但不限于3D显示系统，全息显示系统等。[0051]虚拟仿真交互系统116用于在虚拟仿真教学实训的过程中实现受训方200与虚拟仿真平台112之间的交互，培训方300与虚拟仿真平台112之间的交互，以及受训方200与培训方300之间的交互。

[0052]在一种实施方式中，虚拟仿真教学监察系统120可以包括业务管理系统122。业务管理系统122用于基于虚拟仿真平台112提供的数据对虚拟仿真平台112进行监控管理，业务管理系统122的使用方主要是管理方400。

[0053]图4示出了本发明实施例提供的虚拟仿真教学系统110与虚拟仿真教学监察系统120的交互示意图。参照图4，业务管理系统122与虚拟仿真平台112通信连接，可以从虚拟仿真平台112获得虚拟仿真教学实训的过程中生成的数据，并基于这些数据分析虚拟仿真教学系统110的运行状况，以便管理方400及时对虚拟仿真教学系统110进行维护。

[0054]虚拟仿真教学监察系统120还可以进一步包括界面截图系统124和/或界面录屏系统126。其中，界面截图系统124用于在虚拟仿真教学实训的过程中响应截图指令进行截图，界面录屏系统126用于在虚拟仿真教学实训的过程中响应录屏指令进行录屏，在图4中同时示出了界面截图系统124以及界面录屏系统126，当然在具体实施时，也可以选择其中一者进行实施。

[0055]以界面截图系统124为例，其截图的对象主要是虚拟仿真显示系统114的显示内

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容，界面截图系统124使用者可以是管理方400(通过业务管理系统122使用)，也可以是受训方200或者培训方300，受训方200或者培训方300进行截图的主要目的是为了便于学习课程内容以及教授课程内容，管理方400进行截图的主要目的是为了监控虚拟仿真教学系统110的运行状况。界面录屏系统126与界面截图系统124类似，不再重复阐述。[0056]在一种实施方式中，虚拟仿真实现系统可以进一步包括实验设备管理系统以及至少一个实验设备。其中，实验设备管理系统用于监控管理至少一个实验设备。实验设备用于产生实验数据，在实验设备上可以实现搭建好实验测试环境。继续参照图4，实验设备可以通过一定的输入接口连接至虚拟仿真交互系统116，实验设备产生的实验数据依次经虚拟仿真交互系统116、虚拟仿真显示系统114以及虚拟仿真平台112反馈至业务管理系统122，业务管理系统122可以基于实验数据对虚拟仿真平台112进行监控管理。在试验数据的传输过程中，虚拟仿真显示系统114可以对其进行展现，虚拟仿真平台112可以对其进行分析处理。

[0057]在一种实施方式中，虚拟仿真实训平台100采用局域网访问模式，可以确保虚拟仿真实训平台100的安全性，避免外部攻击，简化网络环境。[0058]在一种实施方式中，虚拟仿真实训平台100能够通过登录已有的教学平台登录。例如，可以采用单点登录的解决方案。避免登录系统的重复开发，节约开发成本，同时也简化了登录过程。

[0059]综上所述，本发明实施例提供的虚拟仿真实训平台100包括虚拟仿真教学系统110、虚拟仿真教学监察系统120、虚拟仿真教学软件系统130以及虚拟仿真实验系统140。该平台提供了一种用于实现虚拟仿真教学实训的解决方案，通过虚拟化的方式有效解决了传统教学实训中设备成本高、资源浪费严重的问题，同时，由于是虚拟教学实训，因此即使受训人因不熟悉实训环境做出一些错误操作也不至于造成严重后果，能够降低实训过程中的经济损失。此外，该平台提供的虚拟仿真教学实训可以看作是对实际教学实训的模拟练习，在使用该平台后再进行实际教训实训，有望取得更好的实训效果。[0060]虚拟仿真实训平台100可以用于，但不限信息安全领域的教学实训，在需要进行某个客户的教训实训之前，只需安装相应的教学软件即可，非常灵活方便。[0061]本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。[0062]另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个的部分。[0063]所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为的产品销售或使用时，可以

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存储在计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在存储介质中，包括若干指令用以使得计算机设备执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。前述的计算机设备包括：个人计算机、服务器、移动设备、智能穿戴设备、网络设备、虚拟设备等各种具有执行程序代码能力的设备，前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器、随机存取存储器、磁碟、磁带或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

[00]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。[0065]以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。[0066]需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

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图1

图2

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图3

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图4

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