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当今高等院校中的实验教育是高等学校实施科学文化教育的一个不可忽视的重要环节和手段,对于提高学生的科学文化素养,培养学生的实际动手能力、操作能力以及独立思考解决问题的能力是非常重要的。近年来的高校扩招需要实验器材、场地及人力资源的大力投入。解决这一问题将需要大量的资金投入,给高校教学带来了很大的压力。随着计算机网络技术的飞速发展,虚拟实验室应运而生,从而用软件的方式来代替传统的硬件仪器。“软件就是仪器”避免了仪器的大量购买,学生进实验室做实验不再是唯一的选择,不需要到实验室来做实验,在网络上就可以随时随地完成相应的操作,使场地不再是一个必须的条件。虚拟实验室的使用还极大地减少了实验室工作人员管理仪器的工作量。本文在Labview平台上以一个超声波实验为例子,将软硬件技术和网络技术相结合,实现了远程实验的开发和应用,构建了基于LabVIEW的远程测量与控制的虚拟实验室系统。
论文简要分析了课题的背景、目的和意义,介绍了课题的当前状况和未来的发展,对远程实验测控系统进行了全面的设计。本系统图形编程软件LabVIEW8.6作为开发平台,设计了远程实验系统的相关模块:利用LabSQL数据库工具设计了远程实验人员注册和登陆模块;通过调用NI-VISA函数,设计了计算机与外围仪器设备的通信,从而实现了对信号源、示波器的远程控制;利用NI-IMAQ模块,实现了对普通USB摄像头所摄现场视频信息的采集;利用串口通信技术,设计了计算机和单片机的通信,实现了对步进电机驱动工作平台的控制功能;利用USB接口连接PC机与示波器,实现了对示波器的电信号采集,通过适当的数据处理,简化了实验操作。运用报表工具,编程实现了实验报告的生成和打印。最后通过LabVIEW的网络发布工具,生成了远程虚拟实验网页,实现了资源共享。