基于LabVIEW的虛擬實驗室與傳感器虛擬儀器的設(shè)計及實現(xiàn).pdf

1、面對當前高校招生人數(shù)的不斷擴大，當前學校的教學實驗資源已無法滿足教學的需求，很多專業(yè)特別是理工類專業(yè)，對實驗以及實際動手能力的要求特別高，雖然當前政府部門加大了對學校的教育和科研經(jīng)費投入，可是面對眾多需要實驗的同學，學校的實驗設(shè)備無論從數(shù)量上還是從質(zhì)量上都已經(jīng)無法滿足實際需求。隨著計算機硬件及程序設(shè)計語言的發(fā)展，產(chǎn)生了虛擬儀器。開發(fā)虛擬儀器，使用虛擬儀器做實驗可以有效節(jié)約實驗經(jīng)費，也能使實驗在時間和空間上得到有效擴展。
　　 本

2、文是在山西省科技基礎(chǔ)條件平臺建設(shè)基金項目(2006091001)資助下所做的研究，將虛擬儀器技術(shù)應用于虛擬實驗室的開發(fā)，使用LabVIEW等圖形化編程語言，構(gòu)建了一個遠程網(wǎng)絡(luò)化虛擬實驗室，為學生提供了一個網(wǎng)絡(luò)化的實驗教學平臺。圍繞如何構(gòu)建一個架構(gòu)合理使用方便的實驗平臺，本文主要做了以下幾個方面的工作：
　　 1.深入研究了國內(nèi)外虛擬儀器和虛擬實驗室研究現(xiàn)狀，從理論層面分析了虛擬儀器和虛擬實驗室的基本概念、分類、架構(gòu)以及開發(fā)過程等

3、。
　　 2.對LabVIEW基礎(chǔ)知識以及其提供的各種網(wǎng)絡(luò)編程手段進行了分類描述。分別對C/S和B/S模式進行了分析，并對兩種體系結(jié)構(gòu)從不同層面進行了的對比，根據(jù)兩種模式的利弊選擇了虛擬實驗室開發(fā)模式。
　　 3.按照本文提出的理論架構(gòu)、建模方法和技術(shù)方案，提出了虛擬實驗室設(shè)計原則，開發(fā)了一個“遠程網(wǎng)絡(luò)化虛擬實驗室”。該實驗室分為模擬仿真平臺和測控研究平臺兩個部分，在模擬仿真平臺設(shè)計實現(xiàn)了一系列原理驗證型模擬仿真實驗(頻

4、譜分析器，公式波形發(fā)生器，F(xiàn)IR濾波器與Butterworth濾波器對比實驗，傅立葉變換對比實驗等)。在測控研究平臺設(shè)計實現(xiàn)了一系列遠程可用的虛擬儀器(公式波形發(fā)生器，任意波形發(fā)生器，Butterworth濾波器，F(xiàn)IR加窗濾波器，F(xiàn)FT變換器)，并設(shè)計了相應的測試程序驗證了測試研究平臺的虛擬儀器遠程可用。
　　 4. 從解決實際問題的方向入手，配合CO傳感器使用LabVIEW提供的共享變量網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)開發(fā)了CO濃度遠程監(jiān)測系統(tǒng)

5、，該系統(tǒng)具備多級報警的特點，在設(shè)計上具備很強的創(chuàng)新性。另外開發(fā)了遠程CH4監(jiān)測報警系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)遠程使用了虛擬實驗室中的Butterworth濾波器進行濾波，且該系統(tǒng)搭配了高靈敏度的CH4傳感器，可以在工廠或者煤礦使用。通過這兩個測控類虛擬儀器的開發(fā)，驗證了虛擬實驗室的在測控類實驗中的可用性，并將LabVIEW在測控和網(wǎng)絡(luò)編程上的優(yōu)勢發(fā)揮出來。
　　 本文設(shè)計實現(xiàn)的遠程網(wǎng)絡(luò)化虛擬實驗室，實現(xiàn)了遠程控制、資源共享、數(shù)據(jù)共享和