虚拟实验环境是当前的研究热点之一。然而传统的虚拟实验环境在支持实验设备的异构集成、分布重用和动态组合等方面尚缺乏行之有效的技术支撑,不能完全满足用户复杂多变的应用需求。分布实验资源集成困难、互操作性差,网络资源利用率不高,成为当前虚拟实验环境建设和发展进程中的一个瓶颈问题。各种分布式技术的发展,尤其是面向服务体系结构(SOA)的提出,为解决上述问题提供了一个崭新的思路。SOA通过对软件实体的更高层次的抽象来屏蔽资源的底层技术细节,为资源的分布重用和异构互操作提供了很好的使能技术。本文结合SOA技术,深入研究了面向服务的虚拟实验平台体系结构和关键技术。研究工作包括以下几个方面:(1)提出基于动态服务组装的可扩展性虚拟实验平台架构(VL-DSC)。该平台以服务构件的形式提供具体的仪器设备,通过建立面向服务的仿真中间件和流程建模框架,系统为最终用户自主装配虚拟实验提供了一种业务端编程环境,实现了服务的虚拟化和实验的个性化定制。(2)设计了一种面向领域的服务组装描述语言(SCDL4VL),可以表达串行、并行、条件等多种实验建模结构,支持复杂仿真实验建模。(3)结合领域本体和参数语义映射技术,设计了一种基于工作流和活动结点状态驱动的服务组装任务调度算法。实现了面向单次数据源和连续数据源的实验运行和调度机制。(4)给出了VL-DSC的两个典型应用。包括基于服务组装的数字图像处理虚拟实验系统和基于服务组装的数字信号处理虚拟实验系统。应用实例表明,VL-DSC有效地解决了虚拟实验环境中仿真资源的动态集成、按需共享和调度运行等共性关键问题,为现代远程教育中虚拟实验室的开发提供了很好的参考。