基于LabVIEW的虛擬實(shí)驗(yàn)儀器的研究與開(kāi)發(fā).pdf

1、實(shí)驗(yàn)教學(xué)是許多學(xué)科特別是理工科教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)之一，實(shí)驗(yàn)教學(xué)相對(duì)于理論教學(xué)更具有直觀性、實(shí)踐性和創(chuàng)新性。虛擬儀器是一種功能意義上的測(cè)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(jì)算機(jī)技術(shù)，在基本硬件的支持下，通過(guò)調(diào)用相應(yīng)的高級(jí)軟件模塊來(lái)完成數(shù)據(jù)的采集、控制、分析、處理以及結(jié)果儲(chǔ)存和顯示，從而實(shí)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(gè)問(wèn)題。在通用計(jì)算機(jī)平臺(tái)上，根據(jù)測(cè)試任務(wù)的需要來(lái)定義和設(shè)計(jì)儀器的測(cè)試功能，充分利

2、用計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)和擴(kuò)展傳統(tǒng)儀器功能，開(kāi)發(fā)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、費(fèi)用低的虛擬實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)設(shè)備資金的投入，又能為學(xué)員做創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)、掌握現(xiàn)代儀器技術(shù)提供了條件。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是一個(gè)融合了多種技術(shù)和思想的研究領(lǐng)域，將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室概念與教學(xué)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，是對(duì)常規(guī)實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域的開(kāi)拓和發(fā)展。本文主要研究基于網(wǎng)絡(luò)的《物理實(shí)驗(yàn)》課程虛擬實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。
　　 論文在討論當(dāng)前虛擬仿真、虛擬實(shí)驗(yàn)室的

3、研究成果基礎(chǔ)上，分析了當(dāng)前流行的各種虛擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)，并結(jié)合物理實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的基本要求，從技術(shù)可行性、系統(tǒng)性能和經(jīng)濟(jì)上考慮，提出了基于Fish技術(shù)，結(jié)合PHP后臺(tái)程序、MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，來(lái)構(gòu)建一個(gè)易推廣、易實(shí)現(xiàn)、效率較高、實(shí)驗(yàn)效果較好的網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室解決方案。針對(duì)該虛擬實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過(guò)程中的技術(shù)難點(diǎn)，本文深入闡述了重要功能的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程，如Flash中Action Script腳本的使用、儀器連接正確性檢測(cè)、數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)及與Fl

4、ash之間的通訊等。
　　 通過(guò)本仿真實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生可以不受地點(diǎn)、時(shí)間以及實(shí)驗(yàn)設(shè)備的限制，簡(jiǎn)單、快速、廉價(jià)、高效地進(jìn)行物理課程實(shí)驗(yàn)，該系統(tǒng)有一定的應(yīng)用和推廣價(jià)值，本文提出的設(shè)計(jì)思想和實(shí)現(xiàn)方法也是對(duì)仿真實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)這個(gè)領(lǐng)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(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，課題的主要研究?jī)?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(dāng)前構(gòu)建虛擬仿真系統(tǒng)所采用的幾種關(guān)鍵技術(shù)。以及幾種關(guān)鍵技術(shù)的比較和技術(shù)方案選擇的原則，說(shuō)明了選擇Flash技術(shù)來(lái)構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)室的理由。
　　 第3章論證了針對(duì)選擇的Flash技術(shù)制訂的虛擬實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建方案；詳細(xì)說(shuō)明虛擬儀器元件的制作、實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景的制作、交互功能的實(shí)現(xiàn)等問(wèn)題；介紹了用Fish技術(shù)，利用后臺(tái)程序PHP和MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)，開(kāi)發(fā)基于Web虛擬實(shí)驗(yàn)室的具體設(shè)計(jì)思路。
　　 第4章提出了一個(gè)完整的網(wǎng)絡(luò)虛擬物理實(shí)驗(yàn)室