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基于虚拟实验中等职业学校教学设备的应用研究

作　者: 陈俭
导　师: 谢仁宏；张维玺
学　校: 南京理工大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 虚拟实验 LabVIEW 声卡远程虚拟实验室系统中等职业学校
分类号: TP391.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 122次
引　用: 1次
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内容摘要

本课题来源于某中等职业学校的电类实验室的升级与改造。降低实验成本、提高学生的理论与实践水平是学校实验室升级改造的重要目的,可以解决长期困扰中等职业学校教学设备不足的问题。本课题旨在通过引进虚拟仪器与网络技术,构建一个网络平台下的虚拟实验系统,来降低学校的实验室建设成本与运行成本,并提高学生的学习兴趣与学习效率,从而促进职业教育的发展。本设计在充分借鉴前人的研究成果和认真分析用户需求的基础上,从理论研究、技术方法和应用开发三个层面对虚拟实验室的构建做了全面论述。着重分析了LabVIEW软件平台下虚拟实验室各单元模块设计、虚拟实验系统的设计与实现,提出了一种面向对象的模块化解决方案,并以“中等职业学校电类学科虚拟实验系统”为例详细介绍了其实现过程。设计的LabVIEW软件平台下基于声卡的虚拟示波器、虚拟电压表、虚拟功率测量仪、虚拟多功能函数发生器、虚拟频谱分析仪等虚拟仪器,以及开发的基于LabVIEW软件平台的中等职业学校电工基础、模拟电子线路、数字电子线路等学科的系列虚拟实验已经交付使用。本设计投入使用后,该校的实验水平提升了一个档次,显著提高了教学效果。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
1 绪论  10-17
  1.1 教学设备在中等职业学校教学中的地位和作用  10-11
  1.2 中等职业学校教学实验设备的现况  11-12
  1.3 虚拟实验简介  12
  1.4 虚拟实验的特点  12-14
    1.4.1 虚拟实验相对于传统实验的特点  13-14
    1.4.2 中等职业学校中虚拟实验的特点  14
  1.5 项目来源及本文研究的意义  14-15
  1.6 本文的主要工作及论文的组织  15-17
2 虚拟实验技术及相关理论基础概述  17-27
  2.1 虚拟实验室建设  17
  2.2 虚拟仪器技术简介  17-20
    2.2.1 虚拟仪器的发展历史  18-19
    2.2.2 虚拟仪器的发展趋势  19-20
  2.3 LabVIEW简介  20-23
  2.4 声卡性能分析  23-27
    2.4.1 声卡的硬件结构与工作流程  23-24
    2.4.2 声卡的主要技术参数  24-25
    2.4.3 声卡的输入/输出方式  25-27
3 LabVIEW软件平台下虚拟实验室单元模块设计  27-48
  3.1 基于声卡的虚拟单通道示波器的设计  27-28
  3.2 基于声卡的虚拟电压表的设计  28-30
  3.3 基于声卡的虚拟单相功率测量仪的设计  30
  3.4 基于声卡的虚拟多功能函数发生器的设计  30-32
  3.5 虚拟频谱分析仪的设计  32-36
    3.5.1 时域分析  32
    3.5.2 波形分析  32-33
    3.5.3 相关分析  33-34
    3.5.4 频域分析  34-36
  3.6 LabVIEW通信接口的实现  36-38
    3.6.1 串口通信接口概述  36
    3.6.2 串口VI介绍  36-37
    3.6.3 使用 VISA实现串口通讯  37-38
  3.7 信号的存储和回放  38
    3.7.1 基本的文件输入输出  38
    3.7.2 利用 Express VIs进行文件的输入和输出  38
  3.8 基于 LabVIEW的中职电类虚拟实验设计  38-48
    3.8.1 温度对放大器静态工作点的影响虚拟实验  39-40
    3.8.2 用示波器观察放大器波形虚拟实验  40-41
    3.8.3 JK触发器逻辑功能的测试虚拟实验  41-42
    3.8.4 七段显示译码电路虚拟实验  42-43
    3.8.5 R-L串联电路虚拟实验  43-44
    3.8.6 调幅波虚拟调制解调器  44-48
4 虚拟实验系统的设计与实现  48-71
  4.1 系统简介  48
  4.2 系统目标  48-49
  4.3 系统特点  49-50
  4.4 设计方法  50-51
  4.5 通用平台的总体设计原则  51-52
  4.6 平台的功能设计  52-53
    4.6.1 客户端主要功能  52
    4.6.2 服务器端主要功能  52-53
  4.7 虚拟实验系统的网络设计  53-62
    4.7.1 系统的网络模型  53-54
    4.7.2 服务器端的开发  54-57
    4.7.3 客户端的开发  57-59
    4.7.4 数据库服务器的开发  59-62
  4.8 通信管理的实现  62-63
  4.9 中等职业学校电类学科虚拟实验系统的实现  63-70
    4.9.1 虚拟实验系统的基本结构  63-64
    4.9.2 用户使用流程  64
    4.9.3 注册模块设计  64-66
    4.9.4 系统操作模块设计  66-67
    4.9.5 成绩管理模块设计  67-68
    4.9.6 测试模块设计  68
    4.9.7 用户管理模块设计  68
    4.9.8 公共信息模块设计  68-69
    4.9.9 同步实验问题  69
    4.9.10 安全性考虑  69-70
  4.10 本章小结  70-71
5 结论与展望  71-73
攻读学位期间获奖和发表论文情况  73-74
致谢  74-75
参考文献  75-77

基于虚拟实验中等职业学校教学设备的应用研究

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