实验教学是许多学科特别是理工科教学中的重要环节之一。随着计算机技术和网络通信技术的快速发展,充分利用计算机资源的网络虚拟实验室成为解决传统实验受时间、地点、设备制约的现状,提高实验教学质量的重要选择。为此,本文在福建省教育厅——“自动控制系统网络实验平台”课题前期研究工作的基础上,开发并完善了用户可编程控制系统网络实验室。本文首先研究分析了基于LabWindows/CVI平台的网络虚拟实验室的框架结构及其主要功能。然后,针对网络虚拟实验室的不同通信功能需求,创新性地将TCP/IP和DataSocket两种技术优势互补,综合应用,实现了网络虚拟实验室真正意义上的高效、可靠和实时运行;详细介绍了如何充分利用Microsoft Access与SQL Toolkit建立数据库管理系统,实现对每个学生的实验时间、实验记录、实验数据等的管理。其次,选用C8051F310单片机作为系统的下位机,设计了一块通用、体积小、速度快的数据采集和控制模块并对其进行了调试。详细介绍了如何利用单片机的ISP技术,使学生可在客户端通过网络对服务器端(实验室)的单片机进行远程在系统编程,然后完成所需的控制实验。再次,本文提出了一种新的实现方案——将网络实验室的控制器设置在客户端,并对此方案存在的网络延时问题进行了分析。最后,对课题进行了总结,并提出了一些关于实现单片机ISP技术和网络延时的改进建议。本文深入系统地对设计方案进行了开发并投入运行,实际运行结果表明:系统硬件设计合理,软件功能完善,操作、维护方便,运行可靠,能很好地满足设计型和开放型实验教学要求,成功解决了传统实验受时间、地点、设备制约的现状。