基于LabVIEW的虚实结合远程模拟电路实验平台设计

发布时间：2017-03-29 06:09

  本文关键词：基于LabVIEW的虚实结合远程模拟电路实验平台设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：工程人才培养需要学生完成大量动手实验操作,而一般工科高校实验室普遍存在实验仪器设备不足、实验资源时空利用率低、实验设备的维护和升级成本高等问题。在实验室硬件资源受限的情况下,利用虚拟仪器技术、网络技术构建远程实验系统是解决实验资源短缺、实验创新性不足等问题的重要途径。本文设计了一套基于B/S架构的模拟电子技术远程实验系统,该远程实验系统包括虚拟仿真实验与实物实验两个部分。用户首先通过浏览器进入虚拟仿真实验系统,进行电路仿真设计,并获取实验结果。后进入实物实验系统,将实验参数发送至远程实验电路板,并通过网络接收反馈结果。以6个典型的模拟电子技术实验为例,使用LabVIEW与Multisim连接工具包,并应用生产者／消费者架构模式搭建了联合仿真实验系统。用户调整实验电路参数并选择仿真节点,获取实验结果。提供实验数据及实验结果记录功能,自动生成实验报告。利用LabVIEW Web发布技术将仿真实验进行网络发布,用户通过浏览器即可进行实验操作。实验电路板以STM32微控制器为控制核心,包括模电实验电路和控制电路两个部分。设计了可调信号源,实现了模电实验电路选择、关键电路参数调整等几个功能,并且预留了实验扩展接口。使用USB摄像头开发视频监控系统,供用户观测实验结果。最后对实物实验系统进行了网络发布。综合利用Web技术和MySQL数据库设计了实验预约管理系统。将仿真实验和实物实验所生成的HTML网页嵌入到实验管理系统上,用户在注册登录系统后,进行实验预约,在规定时间内完成实验操作。测试结果表明,该远程实验系统运行稳定,具有较强的实用性和可扩展性。虚实结合实验模式可以对传统远程实验进行有益补充,通过虚实结果对比,可以加深学生对知识的理解和运用能力。
【关键词】：模拟电子技术 远程实验系统 虚实结合 B/S架构 LabVIEW
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP311.52;TN710
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 远程实验系统国内外研究现状10-12
• 1.2.1 国外研究现状10-11
• 1.2.2 国内研究现状11-12
• 1.3 论文主要研究内容及章节安排12-15
• 第二章 虚实结合远程模拟电路实验平台总体设计15-23
• 2.1 远程实验系统设计分析15-16
• 2.1.1 远程实验系统设计原则15
• 2.1.2 虚实结合实验方式15-16
• 2.1.3 虚实结合远程实验系统设计目标16
• 2.2 远程实验系统架构方式16-19
• 2.2.1 C/S架构与B/S架构17-18
• 2.2.2 系统架构解决方案18-19
• 2.3 远程实验系统技术方案19-21
• 2.3.1 虚拟仪器技术19-20
• 2.3.2 Java Web技术20-21
• 2.4 本章小结21-23
• 第三章 模拟电子技术仿真实验系统实现23-33
• 3.1 LabVIEW与Multisim联合仿真技术简介23
• 3.2 联合仿真程序策略及架构模式分析23-25
• 3.3 联合仿真关键技术及实现25-28
• 3.3.1 仿真实验系统运行流程25-26
• 3.3.2 仿真系统具体实现26-28
• 3.4 自动生成实验报告28-29
• 3.5 仿真实验网络发布实现29-31
• 3.5.1 网络发布配置29-30
• 3.5.2 使用浏览器访问虚拟仿真实验30-31
• 3.6 本章小结31-33
• 第四章 模拟电子技术实物实验系统实现33-51
• 4.1 实物实验系统硬件电路设计33-43
• 4.1.1 实验板电路设计思路33-34
• 4.1.2 模电实验电路设计34-38
• 4.1.3 控制电路模块设计38-42
• 4.1.4 实验板PCB设计42-43
• 4.2 实物实验系统软件设计43-48
• 4.2.1 下位机软件设计43-47
• 4.2.2 LabVIEW上位机软件设计47-48
• 4.3 视频监控系统设计48
• 4.3.1 实时视频监控方案48
• 4.3.2 实时视频图像获取48
• 4.4 实物实验网络发布实现48-49
• 4.5 本章小结49-51
• 第五章 实验预约管理系统实现与实验平台调试51-61
• 5.1 实验预约管理系统设计思路51-52
• 5.1.1 实验预约管理系统需求分析51-52
• 5.1.2 系统技术方案及开发环境52
• 5.2 实验预约管理系统数据库设计52-55
• 5.3 实验预约管理系统主要功能模块55-57
• 5.3.1 系统主界面55
• 5.3.2 用户注册登录模块55-56
• 5.3.3 资料上传下载模块56
• 5.3.4 实验预约模块56-57
• 5.4 虚实结合远程实验平台工作流程57-58
• 5.5 实验平台调试58-60
• 5.5.1 调试过程58-59
• 5.5.2 结果与分析59-60
• 5.6 本章小结60-61
• 第六章 总结与展望61-63
• 6.1 本文工作总结61-62
• 6.2 未来工作展望62-63
• 致谢63-65
• 参考文献65-69
• 作者在学期间的成果69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 金雨;李红莉;;基于LabVIEW和USB摄像头的图像采集与处理[J];现代电子技术;2015年20期

2 杨蕊;王晓燕;杨婷;;基于Multisim虚拟仿真技术的电工电子实验室建设[J];实验技术与管理;2015年10期

3 王亮;秦肖臻;向欣;;基于Web的远程控制实验的设计[J];计算机与数字工程;2015年09期

4 杨景贺;徐倩;陈鹏飞;杨光;姚立;范润龙;高忠民;田地;;X射线衍射仪远程网络实验室开发[J];实验技术与管理;2015年06期

5 李素玲;;基于Multisim的RC积分电路仿真实验教学研究[J];实验技术与管理;2015年03期

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9 孙青;艾明晶;曹庆华;;MOOC环境下开放共享的实验教学研究[J];实验技术与管理;2014年08期

10 房成鑫;;关于高等院校实验资源共享的探索[J];实验技术与管理;2014年08期

  本文关键词：基于LabVIEW的虚实结合远程模拟电路实验平台设计，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：273821