机械参量测试远程虚拟实验室的构建与研究

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1、江苏大学硕士学位论文摘要Intemet的发展和普及使方兴未艾的远程教育得到了强大的技术支持。其中以Intemet为传播途径的实验室实现了对传统实验室的有力补充，是对传统实验室时间上的扩展和空间上的延伸。但目前大部分虚拟实验室存在着交互性不足、功能不够强大、系统开发和维护代价高及忽视远程硬件的实时性、通用性和可扩展性等弊端，造成了虚拟实验室配置的资源浪费和不灵活性。本文从虚拟实验室建设的原则出发，分析各种实验室实现方式的利弊，根据应力应变，振动等机械参量测试虚拟实验室对远程交互和系统建模仿真等要求，选用了基于Java、Active技术和虚拟仪器技术相结合来实现

2、的虚拟实验室。在测试现场硬件实验平台搭建中，开发了以PC为上位机，可编程逻辑器件(FPGA)为下位机所构成的高速数据采集系统，实现了数据采集的高速控制、存储和预处理，处理结果通过串行总线传给上位机。上位机中将网络技术与虚拟仪器技术相结合，构建c／s、B／s双模式网络通信，在LabVIEW平台下完成Active组件化、远程仪器控制服务器模块及数据库接口模块的开发，实现了通过虹temet为远程用户提供现场的测试数据和图像。通过对机械参量测试远程虚拟实验室性能分析和运行观察。结果表明：FPGA硬件可重构、现场可编程，满足了虚拟实验室系统用户可定制的灵活性要求，其I

3、lS级的执行速度提高了虚拟实验室实时性能的要求；Gweb服务器、DataSocket技术及Active组件技术的应用使虚拟实验室网络体系层次结构明确、接口标准化，降低了系统更新和维护的代价；实验操作简便、人机界面友好；双模式的网络通信可以满足不同知识背景的实验者的实验要求。机械参量测试远程虚拟实验室为以后虚拟实验室向着以个人计算机为核心构成通用测试平台、功能模块及软件包形式的自动测试系统的发展奠定了基础，其开放性、可扩展性和交互性己成为现有实验教学的有益补充，必将大大提高实验教学的伸缩性和适应性。关键词：虚拟实验室，虚拟仪器，FPGA，机械参量测试，网络江苏

4、大学硕士学位论文ABSTRACTDevelopmentandpopularityofIntemethasbeenapowerfultechnicalsuppoafordistanceeducatiom咖e．themodeofnetworksforthelaboratoryachievedstrongcomplementtotraditionallaboratory,whichhasbeenthespaceexpansionandtimeextension．ButD．OWmostvirtuaJlaboratofieshaveseveraldisadvantag

5、essuchasinadequateinteractionbetweenusersandservers，notstrongenoughftmetion,highcostsforsystemsdevelopmentandmaintenanceandSOon．What’smore．peopletendtonegleathereal-timenatureoflong-rangehardware，interoperabilityandexpansibility．刖loftheseresdtedinvirtuallabemtoriesoftbeWasteofresou

6、rcesandnon-flexibility．Accordingtotheconstructionprincipleofvirtuallaboratories,thispapercombinesJava,Activetechnologywithvirtualinstrumentstoentablishmechanicalparametersremotevirtuallaboratorybasedonthesystemrequirementsofstressresponse，vibration,andmechanicalparametertestingoflo

7、ng-rangedistanceinteractivevirtuallaboratory．n圮designandimplementationofhardwareandsoftwaresystemisthec,oreofthispaper．Fromtheviewofhardware，designaDSPboardbasedonFPGAwhichmeetthedemandofhighreal·timeperformanceinhigh-speeddigitalacquisitionsystem．FromtheviewofsofBvare，intheLabVIEW

8、platform，datumformDSPboard