虛擬儀器網(wǎng)絡(luò)化實(shí)驗(yàn)環(huán)境的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、基于互連網(wǎng)的遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)教學(xué)是教育現(xiàn)代化的一個(gè)重要發(fā)展方向,是高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的一項(xiàng)重要內(nèi)容。
　　本論文的研究工作是在教育部新世紀(jì)高等教育教學(xué)改革工程項(xiàng)目的支持下,基于虛擬儀器技術(shù)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)適合于遠(yuǎn)程教學(xué)的網(wǎng)上電子實(shí)驗(yàn)(硬件實(shí)驗(yàn))系統(tǒng)。首先,以PCI-1200多功能數(shù)據(jù)采集卡為硬件平臺(tái)、以LabVIEW為軟件開(kāi)發(fā)工具,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于Web的網(wǎng)上電子實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。由于Windows操作系統(tǒng)都捆綁了Web瀏覽器,使得該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)具有使

2、用方便、容易操作等優(yōu)點(diǎn)。但Web技術(shù)自身的局限性,使得該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在傳輸效率上和實(shí)現(xiàn)的功能上難以很好地滿(mǎn)足遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需求;同時(shí),LabVIEW的限制也使得遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中多用戶(hù)并發(fā)操作的問(wèn)題難以得到解決。接著,以項(xiàng)目組自行開(kāi)發(fā)的電子綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和PCI-1200卡來(lái)組合構(gòu)建硬件平臺(tái),以LabVIEW網(wǎng)絡(luò)編程為手段,研究并實(shí)現(xiàn)了基于C/S(客戶(hù)/服務(wù)器)模式的網(wǎng)上電子實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),在傳輸效率上和實(shí)現(xiàn)的功能上較好地滿(mǎn)足了遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需求。同時(shí)

3、,從熱線(xiàn)電話(huà)服務(wù)中得到啟發(fā),結(jié)合電子實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn),提出了一種熱線(xiàn)訪問(wèn)模式的多用戶(hù)解決方案,圓滿(mǎn)地解決了遠(yuǎn)程電子實(shí)驗(yàn)中多用戶(hù)并發(fā)操作的問(wèn)題。并將熱線(xiàn)模式與傳統(tǒng)的排隊(duì)模式進(jìn)行了比較,論證了其可行性以及提高運(yùn)行效率高、簡(jiǎn)化軟件編程等優(yōu)點(diǎn)。目前,該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)已在教學(xué)實(shí)踐以及國(guó)家精品課程中投入使用,并收到了良好的效果。然后,為了便于學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的工作狀態(tài)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果,給學(xué)生帶來(lái)一種實(shí)驗(yàn)室教學(xué)的現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)感受,消除遠(yuǎn)程教學(xué)的“距離感”和“虛幻感”,本論

4、文的研究工作不可避免地涉入了網(wǎng)絡(luò)視頻圖像傳輸?shù)念I(lǐng)域。通過(guò)對(duì)數(shù)字圖像處理理論、視頻壓縮算法的研究,以面向傳輸?shù)腍.26x視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)作為參考,并做了相應(yīng)的改動(dòng),設(shè)計(jì)了一個(gè)適合于遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的視頻壓縮和網(wǎng)絡(luò)傳輸方案,并基于虛擬儀器軟、硬件平臺(tái)予以實(shí)現(xiàn)。其中,圖像數(shù)據(jù)的正交變換采用了文獻(xiàn)[23]和文獻(xiàn)[24]提出的一維DCT和二維DCT的快速算法,以較高的效率實(shí)現(xiàn)了變換運(yùn)算。另外,DCT系數(shù)的熵編碼采用了對(duì)不同網(wǎng)絡(luò)狀況有較佳適應(yīng)能力的位平面編