基于LabVIEW的虛擬實驗儀器的研究與開發(fā).pdf

1、實驗教學是許多學科特別是理工科教學中的重要環(huán)節(jié)之一，實驗教學相對于理論教學更具有直觀性、實踐性和創(chuàng)新性。虛擬儀器是一種功能意義上的測量和控制儀器，是具有儀器功能的軟件、硬件的組合。它充分利用計算機技術，在基本硬件的支持下，通過調(diào)用相應的高級軟件模塊來完成數(shù)據(jù)的采集、控制、分析、處理以及結(jié)果儲存和顯示，從而實現(xiàn)各種傳統(tǒng)儀器的功能。虛擬儀器的出現(xiàn)可以有效地解決這個問題。在通用計算機平臺上，根據(jù)測試任務的需要來定義和設計儀器的測試功能，充分利

2、用計算機來實現(xiàn)和擴展傳統(tǒng)儀器功能，開發(fā)結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、費用低的虛擬實驗儀器，包括數(shù)字示波器、頻譜分析儀、函數(shù)發(fā)生器等，既可以減少實驗設備資金的投入，又能為學員做創(chuàng)新性實驗、掌握現(xiàn)代儀器技術提供了條件。虛擬仿真實驗系統(tǒng)是一個融合了多種技術和思想的研究領域，將虛擬仿真實驗室概念與教學實驗相結(jié)合，是對常規(guī)實驗領域的開拓和發(fā)展。本文主要研究基于網(wǎng)絡的《物理實驗》課程虛擬實驗室的設計與實現(xiàn)。
　　 論文在討論當前虛擬仿真、虛擬實驗室的

3、研究成果基礎上，分析了當前流行的各種虛擬實驗技術，并結(jié)合物理實驗的特點和網(wǎng)絡教學的基本要求，從技術可行性、系統(tǒng)性能和經(jīng)濟上考慮，提出了基于Fish技術，結(jié)合PHP后臺程序、MySQL數(shù)據(jù)庫技術，來構(gòu)建一個易推廣、易實現(xiàn)、效率較高、實驗效果較好的網(wǎng)絡虛擬實驗室解決方案。針對該虛擬實驗室系統(tǒng)實現(xiàn)過程中的技術難點，本文深入闡述了重要功能的具體實現(xiàn)過程，如Flash中Action Script腳本的使用、儀器連接正確性檢測、數(shù)據(jù)庫的設計及與Fl

4、ash之間的通訊等。
　　 通過本仿真實驗室，學生可以不受地點、時間以及實驗設備的限制，簡單、快速、廉價、高效地進行物理課程實驗，該系統(tǒng)有一定的應用和推廣價值，本文提出的設計思想和實現(xiàn)方法也是對仿真實驗室系統(tǒng)這個領域的一次有意義的嘗試。
　　 本論文的內(nèi)容安排如下：
　　 第1章為緒論。主要介紹本課題的研究目的和意義，國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，課題的主要研究內(nèi)容及其論文的組織結(jié)構(gòu)。
　　 第2章從理論層面

5、分析了當前構(gòu)建虛擬仿真系統(tǒng)所采用的幾種關鍵技術。以及幾種關鍵技術的比較和技術方案選擇的原則，說明了選擇Flash技術來構(gòu)建虛擬實驗室的理由。
　　 第3章論證了針對選擇的Flash技術制訂的虛擬實驗室構(gòu)建方案；詳細說明虛擬儀器元件的制作、實驗場景的制作、交互功能的實現(xiàn)等問題；介紹了用Fish技術，利用后臺程序PHP和MySQL數(shù)據(jù)庫，開發(fā)基于Web虛擬實驗室的具體設計思路。
　　 第4章提出了一個完整的網(wǎng)絡虛擬物理實驗室