基于LabVIEW的虛擬實(shí)驗(yàn)室與傳感器虛擬儀器的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn).pdf

1、面對(duì)當(dāng)前高校招生人數(shù)的不斷擴(kuò)大，當(dāng)前學(xué)校的教學(xué)實(shí)驗(yàn)資源已無(wú)法滿足教學(xué)的需求，很多專業(yè)特別是理工類專業(yè)，對(duì)實(shí)驗(yàn)以及實(shí)際動(dòng)手能力的要求特別高，雖然當(dāng)前政府部門加大了對(duì)學(xué)校的教育和科研經(jīng)費(fèi)投入，可是面對(duì)眾多需要實(shí)驗(yàn)的同學(xué)，學(xué)校的實(shí)驗(yàn)設(shè)備無(wú)論從數(shù)量上還是從質(zhì)量上都已經(jīng)無(wú)法滿足實(shí)際需求。隨著計(jì)算機(jī)硬件及程序設(shè)計(jì)語(yǔ)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(shí)驗(yàn)可以有效節(jié)約實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)，也能使實(shí)驗(yàn)在時(shí)間和空間上得到有效擴(kuò)展。
　　 本

2、文是在山西省科技基礎(chǔ)條件平臺(tái)建設(shè)基金項(xiàng)目(2006091001)資助下所做的研究，將虛擬儀器技術(shù)應(yīng)用于虛擬實(shí)驗(yàn)室的開發(fā)，使用LabVIEW等圖形化編程語(yǔ)言，構(gòu)建了一個(gè)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)化虛擬實(shí)驗(yàn)室，為學(xué)生提供了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。圍繞如何構(gòu)建一個(gè)架構(gòu)合理使用方便的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，本文主要做了以下幾個(gè)方面的工作：
　　 1.深入研究了國(guó)內(nèi)外虛擬儀器和虛擬實(shí)驗(yàn)室研究現(xiàn)狀，從理論層面分析了虛擬儀器和虛擬實(shí)驗(yàn)室的基本概念、分類、架構(gòu)以及開發(fā)過(guò)程等

3、。
　　 2.對(duì)LabVIEW基礎(chǔ)知識(shí)以及其提供的各種網(wǎng)絡(luò)編程手段進(jìn)行了分類描述。分別對(duì)C/S和B/S模式進(jìn)行了分析，并對(duì)兩種體系結(jié)構(gòu)從不同層面進(jìn)行了的對(duì)比，根據(jù)兩種模式的利弊選擇了虛擬實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)原則，開發(fā)了一個(gè)“遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)化虛擬實(shí)驗(yàn)室”。該實(shí)驗(yàn)室分為模擬仿真平臺(tái)和測(cè)控研究平臺(tái)兩個(gè)部分，在模擬仿真平臺(tái)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一系列原理驗(yàn)證型模擬仿真實(shí)驗(yàn)(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(duì)比實(shí)驗(yàn)，傅立葉變換對(duì)比實(shí)驗(yàn)等)。在測(cè)控研究平臺(tái)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一系列遠(yuǎn)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(jì)了相應(yīng)的測(cè)試程序驗(yàn)證了測(cè)試研究平臺(tái)的虛擬儀器遠(yuǎn)程可用。
　　 4. 從解決實(shí)際問(wèn)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(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

5、，該系統(tǒng)具備多級(jí)報(bào)警的特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)上具備很強(qiáng)的創(chuàng)新性。另外開發(fā)了遠(yuǎn)程CH4監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程使用了虛擬實(shí)驗(yàn)室中的Butterworth濾波器進(jìn)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(guò)這兩個(gè)測(cè)控類虛擬儀器的開發(fā)，驗(yàn)證了虛擬實(shí)驗(yàn)室的在測(cè)控類實(shí)驗(yàn)中的可用性，并將LabVIEW在測(cè)控和網(wǎng)絡(luò)編程上的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮出來(lái)。
　　 本文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)化虛擬實(shí)驗(yàn)室，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制、資源共享、數(shù)據(jù)共享和