远程教学用虚拟电子实验室系统研究

论文题目: 远程教学用虚拟电子实验室系统研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 测试计量技术及仪器

作者: 顿爱波

导师: 唐祯安

关键词: 远程教育,虚拟实验室,虚拟仪器

文献来源: 大连理工大学

发表年度: 2005

论文摘要: 本文是在本学科点前两届硕士生关于虚拟仪器和虚拟实验室技术的相关研究基础上,以本科生的电类实验教学大纲为指导,研究建设一个系统的适用于电子类本科教学的远程虚拟电子实验室并为实际开展远程科研实验探索技术基础。该系统基于网络的交互式虚拟实验平台和远程实验室环境,能够实现电工原理、模拟电路和数字电路总计20个基础实验。本系统还研究了部分虚拟传感器实验,为今后将该系统扩展到测试技术领域的教学实验方面做了基础探索。 该系统采用基于Internet的远程虚拟实验室的通用方法创建虚拟实验室。实验系统分为远程实验和仿真实验两大部分。远程实验完成了模拟实验和数字实验等的设计。模拟实验采用LabVIEW应用程序开发环境对本地仪器进行控制,并通过GPIB接口将可程控仪器连接到计算机上,实现仪器的远程控制并对模拟实验平台进行测试:数字实验部分应用EDA技术,通过自制的下载线和印刷电路板,完成数字系统的设计。仿真实验采用LabVIEW强大的信号分析功能和数学运算功能,设计了信号分析、数学运算等仿真实验,同时利用ASP动态网页技术,结合flash动画,Java applet脚本等实现了一系列电路电工、模拟、数字等仿真实验。 为了实现通过Internet对仪器的远程控制,在Web服务器端和LabVIEW应用程序之间,采用了双客户端/服务器构造实现它们之间的通信。远程用户通过Internet浏览器向Web服务器提交命令和参数,远程控制真实的仪器设备,同时还可以实时地观察到实验结果。此外,随着相关技术的发展,该实验系统的功能还可不断扩充和发展。

论文目录:

摘要

Abstract

引言

1 绪论

1.1 远程虚拟实验室的概述

1.1.1 虚拟仪器和虚拟实验室概念

1.1.2 虚拟实验室的功能特点

1.1.3 远程虚拟实验室的应用前景

1.2 远程虚拟电子实验室的系统组成

1.2.1 远程虚拟电子实验室总体结构

1.2.2 远程虚拟电子实验室系统的交互过程

1.3 已有的开发设计简介

1.3.1 基础框架的研究

1.3.2 硬件平台的设计

1.3.3 虚拟仪器的实现

1.3.4 LabVIEW进行信号处理和数据分析

1.4 本文开展的工作

2 模拟电子技术实验的设计

2.1 硬件电路实验控制平台

2.2 模拟电子技术实验的设计

2.2.1 模拟实验板的设计

2.2.2 模拟实验板结构及接口分布

2.3 实验台控制板的设计

2.3.1 实验台控制板设计原理

2.3.2 实验台控制板接口布局及连接说明

3 数字电子技术实验的设计

3.1 数字电子技术实验设计的要求

3.2 数字电子技术实验的设计

3.2.1 硬件原理图

3.2.2 编程实现

3.3 单片机串行通信

4 虚拟实验室的网络技术实现

4.1 仿真电子实验系统的实现

4.1.1 基于LabVIEW的仿真实验

4.1.2 基于ASP技术的仿真实验

4.2 远程电子实验系统的实现

4.2.1 关键Web技术简介

4.2.2 远程电子实验系统的设计

4.2.3 远程电子实验系统的使用

5 虚拟传感器技术

5.1 基于LabVIEW的虚拟仿真传感器实验

5.1.1 传感器基本概念

5.1.2 虚拟温度传感器

5.1.3 虚拟湿度传感器

5.2 虚拟传感器测试系统

5.2.1 设计目的

5.2.2 设计原理

5.2.3 温度测量电路

5.2.4 湿度测试电路

5.2.5 AD转换器

5.3 系统软件设计

5.3.1 主程序

5.3.2 数据采集子程序

5.3.3 串行通信子程序

5.3.4 用户界面

5.4 虚拟实验室系统的扩展方法

5.4.1 虚拟实验室系统的硬件扩展

5.4.2 虚拟实验室系统的软件扩展

结论

参考文献

附录A 模拟实验板1 原理图

附录B 模拟实验板2 原理图1

附录C 模拟实验板2 原理图2

附录D 模拟实验板1 实物图

附件E 模拟实验板2 实物图

附录F 实验控制板实物图

附录G 数字实验板实物图

附录H 电源和传感器实验板实物图

附录I 传感器实验单片机程序

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢

大连理工大学学位论文版权使用授权书

发布时间: 2005-05-13

参考文献

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