基于LabVIEW的网络虚拟实践教学平台的研究

论文摘要

网络虚拟实验室系统,是基于飞速发展的Internet网络,利用虚拟软件技术、网络通信技术、仿真技术、多媒体技术、数据库技术以及Web技术等组成的网上远程控制系统,在高等教育中具有广阔的应用前景和发展空间。本课题所研究的网络虚拟实验室以研制适合于理工科基础课程《电工学》实验教学的网络虚拟实验室为目标。本文首先介绍了课题的选题背景、研究意义及国内外的研究动态。对于组建虚拟实验室的关键技术,本文分别从网络技术、虚拟实验平台的搭建和数据库访问技术三个方面做了详细分析。首先,本文构建了网络虚拟实验室,该实验室是一个基于Internet的远程开放实验平台,基于B/S架构,采用LabVIEW软件编程,采用ODBC技术连接到Access数据库服务器,利用LabVIEW Web Server可以在网络上发布LabVIEW程序前面板的图象。该虚拟实验平台具有良好的可移植性、可靠性和安全性。其次,本文设计了基于格罗贝斯判据的自适应加权融合数据处理算法,对于实验室采集到的原始数据,先采用格罗贝斯判据剔除疏失误差,然后采用基于算术平均值和分批估计的方法对数据进行预处理,再次用自适应加权数据融合方法处理数据。并分别对普通的加权融合算法、自适应加权融合算法和传统的算术平均值法对数据进行处理结果进行了比较,依此对实验方案和参数进行改进提高。最后,实现了实验室的组网工作,即把实验室的所有计算机连接成一个局域网,并用指导学生设计实验、调整实验方案和参数、完成实验等方法验证了构建的网络虚拟实验室的功能,实现了资源共享和信息交换。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 本课题选题背景及研究意义
• 1.2 国内外的研究动态和发展趋势
• 1.2.1 国外的发展动态
• 1.2.2 国内的发展历程
• 1.3 论文的主要工作
• 2 构建网络虚拟实验室的关键技术
• 2.1 网络技术
• 2.1.1 网络通信技术
• 2.1.2 网络安全技术
• 2.2 虚拟实验平台搭建技术
• 2.3 数据库访问技术
• 2.4 本章小结
• 3 软件功能设计
• 3.1 总体功能设计
• 3.2 系统角色及模块功能
• 3.2.1 系统管理员模块功能
• 3.2.2 实验教师模块功能
• 3.2.3 学生模块功能
• 3.3 LabVIEW 简介
• 3.3.1 前面板
• 3.3.2 程序框图
• 3.4 LabVIEW 的优点
• 3.5 本章小结
• 4 软件与数据库的连接设计
• 4.1 数据库访问方式的探讨与比较
• 4.2 LabSQL 的安装和设计
• 4.2.1 LabSQL 的安装
• 4.2.2 LabSQL 与数据库之间的ODBC 连接设计
• 4.3 本文设计的数据库的功能及特点
• 4.4 本文设计的数据库
• 4.5 本章小结
• 5 实验验证
• 5.1 实验预约
• 5.2 RLC 串联谐振电路实验
• 5.3 二阶电路过渡过程实验
• 5.4 回路电流法实验
• 5.5 本章小结
• 6 数据处理
• 6.1 加权融合算法
• 6.2 自适应加权融合算法
• 6.2.1 疏失误差的处理
• 6.2.2 基于算术平均值与分批估计的数据融合处理
• 6.2.3 自适应加权数据融合处理
• 6.3 本章小结
• 7 实验室局域网网络环境组建
• 7.1 局域网网络拓扑结构
• 7.2 网络协议
• 7.3 局域网交换机
• 7.4 网线制作
• 7.5 局域网网络组建
• 7.6 本章小结
• 8 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录