网络虚拟电工电子实验室硬件组态及组态协议关键技术研究与实现

网络虚拟电工电子实验室硬件组态及组态协议关键技术研究与实现

论文摘要

虚拟现实技术目前被科学技术的各个领域所瞩目。基于网络的远程教学,使以虚拟实境电工电子实验技术取代传统的硬件实验室用于实验教学成为可能。为进一步提高大专院校电工电子实验教学水平,打破传统的硬件实验方式,本文对基于校园网的虚拟电工电子实验系统后台硬件组态系统所涉及的关键知识及技术进行了讨论,提出了组态电路连接的新模型,通过多种技术手段实现了对虚拟实验室后台硬件的连接。本文的创新之处在于:首次提出了采取虚拟现实环境研究电工电子实验教学系统的思想,研究通过真实硬件对电路进行动态连接组成实验电路的方法。本课题所要重点解决的问题就是将在客户端同学们看到的虚拟现实的用户界面用真实的电子元件电路板组成客户端所需要的电路和元件参数,即电路互连和元件值的编码可操控。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 研究背景
  • 1.2 研究现状与本课题的研究意义
  • 1.3 研究的主要内容
  • 1.4 各章内容安排
  • 第2章 网络虚拟电工电子实验室硬件组态系统
  • 2.1 网络虚拟实验室系统简介
  • 2.2 系统开发技术手段
  • 2.2.1 VHDL简介
  • 2.2.2 ProtelDXP简介
  • 2.3 本章小结
  • 第3章 硬件组态系统设计方案
  • 3.1 硬件组态系统设计的基本要求
  • 3.2 系统总体设计思想
  • 3.2.1 组态电路设计
  • 3.2.2 继电器数量的确定
  • 3.2.3 组态系统板的控制方式
  • 3.3 组态系统总体功能设计
  • 3.3.1 组态系统功能框图
  • 3.3.2 组态系统内部总线设计
  • 3.3.3 组态连接系统设计
  • 3.4 本章小结
  • 第4章 组态连接系统实施方案
  • 4.1 继电器单元
  • 4.2 继电器阵列
  • 4.3 继电器单元状态寄存器
  • 4.4 串口通信控制逻辑工作原理
  • 4.5 本章小结
  • 第5章 组态控制系统实施方案
  • 5.1 组态控制系统的作用
  • 5.2 组态控制系统的功能实现
  • 5.2.1 复位功能
  • 5.2.2 组态控制系统与核心服务器通讯功能
  • 5.2.3 组态控制系统的功能菜单
  • 5.3 组态控制系统的通信接口
  • 5.4 组态控制过程
  • 5.5 硬件组态协议的实现
  • 5.5.1 组态传输协议的作用
  • 5.5.2 组态传输协议数据报格式
  • 5.6 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 附录A 组态连接系统硬件原理图
  • 附录B 组态控制系统硬件原理图
  • 附录C EPM570(1) VHDL源代码
  • 附录D EPM570(2) VHDL源代码
  • 附录E EPM570(3) VHDL源代码
  • 附录F EPM7128 VHDL源代码
  • 附录G 控制电路51单片机C源代码
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