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网络通信在基于LabVIEW虚拟仪器仿真系统中的应用

作者: 整理:无忧论文网 录入时间:[11-06-17 11:48:02] 浏览点击数:
论文摘要:虚拟仪器仿真软件LabVIEw所具有的网络通信功能,为实验教学提供了个性化学习与交互式资源共享相结合的开放式实践教学环境。结合数据库技术和软件编程技术所开发的基于LabVlEw“电工电子虚拟仪器仿真系统”,在培养学生的创新意识和自主设计能力的同时,可实现虚拟实验室多组学生实验的组织和过程管理,并通过在线交互功能帮助学生解决实验中遇到的实际问题。
论文关键词:LabVIEw;网络通信;虚拟实验室
在高校电气电子信息类课程中,实验是重要的教
学手段之一。学生通过实验,可以加深对所学知识的
理解,增强学习的兴趣,提高动手能力,锻炼在实践中
发现问题和解决问题的能力[1]。
但是,近年来各高校纷纷扩招,学生人数急剧增
加,实验窒设备和规模都难以满足实验教学的需要,实
验室常规设备有的已经老化,有的技术上落后于当今
科技发展。在当前学校经费有限的情况下,如果大量
配置常规仪器、设备,学校财力难以做到。又因为学科
基础实验室是面向所有的工科专业,教学任务异常繁
重,实验室在一段集中的时间内基本上安排的是满足
教学大纲要求的常规实验,实验学时是固定的,学生操
作使用仪器的机会很少。对于设计性、综合性实验,也
由于设备和元器件的限制,只能完成教师指定的实验
项目,这对调动学生的积极性,培养创新精神,加强实
践动手能力都十分不利。
1 虚拟仪器在实践教学中的优势
所谓虚拟仪器技术,就是用户在通用计算机平台
上,根据测试任务的需要来定义和设计仪器的测试功
能,其实质是充分利用计算机来实现和扩展传统仪器
的功能。虚拟仪器技术综合运用了计算机技术、数字
信号处理技术、标准总线技术和软件工程方法,代表了
测量仪器与自动测试系统的发展方向。所谓“软件就
是仪器”正反映了虚拟仪器技术的本质特征[2]。
综合数据库技术和软件技术,可以在虚拟仪器的
基础上形成虚拟仪器实验室。与传统的实验室相比,
虚拟仪器实验室在实践教学中具有显著优势。
1.1 减少实验设备资金的投入
首先,可以在一台计算机上实现多通道示波器、电
压表、电流表、频谱分析仪、任意函数发生器、数据记录
仪、多种形式的滤波器的功能,大大节约了仪器成本。
其次,传统仪器维护费用高,需要消耗大量的人力、物
力,而虚拟仪器基于软件的体系结构,大大节省了开发
和维护的费用,降低了实物的损耗。
1.2 有利于培养学生的创新意识和自主设计能力
在虚拟实验室,学生可以根据自己的兴趣爱好,自
主完成实验项目的前期设计、调试,而不受仪器设备和
元器件的限制,同时也不用担心实验的失败对人身和
设备造成的损坏。学生通过用户界面可以实现对实验
设备的实时“控制”,实验的结果也可以实时地传送到
用户界面上,这样学生就会觉得和做真实的实验没有
太大的区别。另外,这种实验给每个学生一定的发挥
余地,比如可以改变实验策略并观察相应的实验结果,
甚至可以亲自编制用户界面,以达到更佳的效果,利于
个性化培养。
1.3提供了开放式实践教学环境
虚拟仪器实验室提供了一个以个性化学习与交互
式资源共享相结合的开放式实践教学环境,利用虚拟
仪器数字化的特点,加以网络传输,可实现虚拟仪器资
源共享,同时也为多人协同进行大型实验提供了条
件[3]。实验者可不受时间和地点的限制,在任何网络
终端上完成实验,这是传统实验模式难以实现的。
1.4便于开放式教学管理
开放式实验教学模式并不等于对学生放手不管。
虚拟仪器实验系统的网络数据传送功能,将每个学生
的实验过程准确地记录下来,且实验之后有意见或建
议反馈,以检验实验的效果。指导教师通过计算机监
控实验过程,可以同时管理几十个学生做实验。
2 网络通信在基于LabVIEW的实验教学系
统中的应用
虚拟网络实验室的出现给高校实验室建设带来了
全新的理念,也给学生提供了一种全新的学习和实
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