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基于虚拟仪器的网络教学实验系统的设计

作　者: 杨晓霞
导　师: 周永华；温晓筠
学　校: 广西大学
专　业: 控制领域
关键词: 虚拟仪器 LabVIEW 远程实验教学 网络虚拟实验室
分类号: TP391.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 233次
引　用: 2次
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内容摘要


随着电子技术高速发展,新器件、新电路不断涌现,普通实验室的更新速度无法跟上技术的发展。此外普通实验室涉及到仪器调试、管理、易损坏等问题。在实验时间和一些损耗性强的实验项目上对学生限制过死。同样,远程教育学员一般都要在规定的时间到指定的学校集中完成实验项目,技能培养质量无法保证。教育机构必须考虑如何跟上实验的时代性和先进性,创设实验内容丰富、训练操作扎实、不受时空限制的开放性实验环境。近年来,由于虚拟仪器、仿真技术和网络技术的飞速发展,构建基于WEB的虚拟实验室将会成为一种经济、高效的首选方案。本文的主要工作就是在LabVIEW环境下,研究基于虚拟仪器的网络教学实验系统的设计问题。首先,本文对虚拟仪器进行概述,对比了与传统仪器的区别,介绍了虚拟仪器的软件开发平台LabVIEW的应用,以及在LabVIEW环境下进行四种常用虚拟仪器—虚拟信号发生器、虚拟示波器、虚拟数字滤波器和虚拟频谱分析仪的软件设计方法。接着,本文对虚拟仪器硬件系统的组成进行分析,并详细介绍虚拟仪器硬件系统中的关键部件数据采集卡的实现原理,性能、参数和相应的设置方法;在此基础上,再结合LabVIEW设计相应的控制程序,实现测试数据的模拟输入和输出。最后,本文着重介绍了如何把设计的四种虚拟仪器构成一个虚拟实验室,并利用网页设计技术创建一个网络虚拟实验室主页,充分运用网络技术构建一个网络虚拟实验系统,并采用虚拟仪器的网络通信技术实现该网络虚拟系统的远程实验目标。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第一章 绪论  10-18
  1.1 虚拟仪器的出现  10
  1.2 虚拟仪器的特点  10-11
  1.3 虚拟仪器与传统仪器的对比  11-12
  1.4 虚拟仪器组成与分类  12-14
  1.5 基于虚拟仪器的网络化实验系统建立问题的提出  14-15
  1.6 基于虚拟仪器的网络实验系统建立的可行性分析  15-16
  1.7 基于虚拟仪器的网络实验系统的研究现状  16-18
    1.7.1 国际上关于虚拟仪器的研究  16
    1.7.2 国际上基于虚拟仪器的网络实验室的研究  16
    1.7.3 国内关于虚拟仪器的研究  16-17
    1.7.4 国内基于虚拟仪器的网络实验室的研究  17-18
第二章 虚拟仪器的开发环境  18-22
  2.1 LabVIEW简介  18
  2.2 LabVIEW编程基础  18-21
    2.2.1 前面板的设计  18-19
    2.2.2 方块图程序的编程  19-20
    2.2.3 图标/连接端口  20-21
  2.3 LabVIEW的优势  21
  2.4 本章小结  21-22
第三章 虚拟仪器的软件开发设计  22-41
  3.1 虚拟任意波形发生器的软件设计  22-26
    3.1.1 虚拟任意波形发生器的功能  22
    3.1.2 虚拟任意波形发生器的结构与组成  22
    3.1.3 虚拟任意波形发生器的软件实现  22-26
  3.2 虚拟数字示波器的软件设计  26-30
    3.2.1 虚拟数字示波器的结构与组成  26-27
    3.2.2 虚拟数字示波器的功能  27
    3.2.3 虚拟数字示波器的软件实现  27-30
  3.3 虚拟数字滤波器的软件设计  30-35
    3.3.1 虚拟数字滤波器的概述  30-31
    3.3.2 虚拟数字滤波器的功能和组成  31
    3.3.3 虚拟数字滤波器的软件实现  31-34
    3.3.4 虚拟数字滤波器的运行和调试  34-35
  3.4 虚拟频谱分析仪的软件设计  35-40
    3.4.1 虚拟频谱分析仪的原理和结构  35-36
    3.4.2 虚拟频谱分析仪的功能  36
    3.4.3 虚拟频谱分析仪的软件实现  36-40
    3.4.4 虚拟频谱分析仪的系统调试  40
  3.5 本章小结  40-41
第四章 虚拟仪器的硬件系统设计  41-47
  4.1 虚拟仪器的硬件组成  41-42
  4.2 数据采集理论  42-46
    4.2.1 采样定理的应用  42-43
    4.2.2 数据采集卡的功能  43
    4.2.3 数据采集卡的选择及性能  43-44
    4.2.4 数据采集卡的设置与测试  44-46
  4.3 虚拟数字示波器、虚拟数字滤波器和虚拟频谱分析仪的模拟输入设计  46
  4.4 虚拟任意波形发生器的模拟输出设计  46
  4.5 本章小结  46-47
第五章 网络虚拟实验系统的构建  47-69
  5.1 网络虚拟实验系统建立的意义  47-48
  5.2 网络虚拟实验室的特点  48
  5.3 网络虚拟实验系统的组建模式和分类  48-50
    5.3.1 C/S模式  48-49
    5.3.2 B/S模式  49-50
  5.4 网络虚拟实验室的结构和组成  50-51
  5.5 虚拟实验系统的网络化通信技术  51-53
  5.6 网络虚拟实验系统的具体实现方案  53-68
    5.6.1 虚拟仪器校园实验网的构建  54-56
    5.6.2 校园网互联  56-57
    5.6.3 单体远程客户机与虚拟校园实验网的互联  57
    5.6.4 虚拟仪器校园实验网网页的制作  57-60
    5.6.5 虚拟实验室的远程共享  60-68
  5.7 本章小结  68-69
第六章 结论与展望  69-71
  6.1 本文工作总结与结论  69
  6.2 展望  69-71
参考文献  71-73
致谢  73-74
在学期间发表的学术论文与研究成果  74

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 计算机仿真
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