声速测量的远程实现

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为提高实验资源利用率、普及远程教育和远程实验,本文以声速的测量实验为研究对象,依托实验室已开发的远程实验控制平台,研究并实现声速测量远程实验,进一步探讨并研究远程实验方法。《声速的测量》是大学物理基本实验项目,需要动手操作、仔细观察、读数等多环节操作,使学生能更好的融会贯通所学知识。通过对声速测量实验理论和功能要求的分析,本课题主要研究了以下三方面内容:(1)实现了声速测量远程系统。采用USB数据采集卡控制步进电机转动实现远程操作实验仪器的功能;采用双摄像头接入嵌入式设备实现远程图像采集功能,以达到观测实验现场和读取实验数据的目的,采用基于CC2530芯片和SHT11温湿度传感器的ZigBee模块实现实验环境温度采集功能。(2)完成软件系统的设计。基于Labview设计操作前面板、虚拟示波器及驱动控制程序,实现数据导出和存储功能。应用usb-over-network和互联网技术实现web服务端与实验仪器的远程通信。由Labview提供的Web发布工具将实验上传至网页,实验人员可通过生成的UWP访问实验并进行远程实验操作。(3)进行了手动测量和远程测量实验对比。采用共振干涉法、李萨如图法对该远程声速测量系统进行测试。测试结果表明,该声速远程测量实验测量效果与现场实测效果相同,既可用于实验教学,也可用于相关的实验研究,具有较好的应用推广价值。
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