【正文】 畢業(yè)論文 基于 WEB 的虛擬實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì) 摘 要 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)大規(guī)模集成電路技術(shù)和通訊技術(shù)的飛速發(fā)展儀器技術(shù)領(lǐng)域發(fā)生了巨大的變化虛擬測(cè)試技術(shù)引入了儀器領(lǐng)域?qū)⒕W(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中構(gòu)成基于網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器技術(shù)的虛擬實(shí)驗(yàn)室為用戶提供一個(gè)基于網(wǎng)絡(luò)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)技術(shù)交流共同研究的平臺(tái) 本論文首先介紹了基于 Web 虛擬實(shí)驗(yàn)室的概念并對(duì)其意義特點(diǎn)以及設(shè)計(jì)原理方法做了描述然后就國(guó)內(nèi)外虛擬實(shí)驗(yàn)室的研究現(xiàn)狀和關(guān)鍵實(shí)現(xiàn)技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)略介紹并且結(jié)合課題的目標(biāo)及現(xiàn)有的資源情況 進(jìn)行了研究和設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)主要包括虛擬儀器的開發(fā)和網(wǎng)站框架的搭建網(wǎng)站留言板的建立統(tǒng)一網(wǎng)站的整體風(fēng)格網(wǎng)站管理和使用說明域名的設(shè)計(jì)與申請(qǐng)這幾個(gè)任務(wù) 本系統(tǒng)在應(yīng)用服務(wù)上的設(shè)計(jì)采用了 ASP 動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)并詳細(xì)介紹了應(yīng)用這些技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)客戶端的管理 關(guān)鍵詞網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室多層結(jié)構(gòu)瀏覽器服務(wù)器 LabVIEW Abstract Along with the rapid development of puter science largescale integrated circuit technique and munication technique the region of instrument technique takes place enormously and virtual measurement technique has developed in the region Using Networking Virtual Instruments into laboratory construction result in virtual lab based on the working virtual instruments technology which provides experiments experience munication and cooperation platform First of all this paper introduces the concept of the virtual laboratory based on Web and describes its significance characteristic design theory and method Second researches and key technologies for implementing the virtual laboratory are introduced briefly and aiming at the objective of the paper and the actual situation of the existing resources research and design Major design include design virtual machines and the website framework for the structures the establishment of the website visitors book unity for the overall style website management and the use of that domain name with the design for these tasks The ASP and database technology are applied in the design of application server The paper describes in detail how to implement the control and management of the accesses by clients with these technologies Key wordsNetworked virtual instrumentsNetworked virtual laboratoryMultilayer frameworkBrowserServerLabVIEW 目 錄 引 言 1 第一章 緒 論 3 11 虛擬儀器的簡(jiǎn)介 3 虛擬儀器的概念 3 虛擬儀器的組成及特點(diǎn) 3 網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器 5 12 網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)的介紹 5 虛擬實(shí)驗(yàn)室的概念 5 虛擬實(shí)驗(yàn)室的組成及特點(diǎn) 6 網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 7 13 本次設(shè)計(jì)的目的與內(nèi)容 8 第二章 基于 LabVIEW 的虛擬實(shí)驗(yàn)室前臺(tái)網(wǎng)站設(shè)計(jì) 10 21 網(wǎng)站主要開發(fā)工具介紹 10 Macromedia Dream weaver MX 2020 及其特點(diǎn) 10 Macromedia Fireworks MX 2020 及其特點(diǎn) 11 Access 及其特點(diǎn) 12 21 前臺(tái)網(wǎng)站的設(shè)計(jì)與構(gòu)建 12 第三章 虛擬儀器的開發(fā) 24 31 LabVIEW 及其特點(diǎn) 24 32 壓力顯示器 26 33 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器 28 第四章 Web 服務(wù)器的設(shè)計(jì) 30 41 服務(wù)器運(yùn)行環(huán)境配置 30 42 Web 和 VI 的結(jié)合 33 43 配置 Web server 及網(wǎng)頁(yè)發(fā)布 33 44 把 VI 加載到計(jì)算機(jī)內(nèi)存中 35 結(jié) 論 36 參考文獻(xiàn) 38 謝 辭 39 引 言 實(shí)驗(yàn)是人們將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐的重要手段和途徑特別在本科教育中實(shí)驗(yàn)是教學(xué)活動(dòng)中一個(gè)必不可少的過程對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作能力和解決問題的能力是很重要的然而傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室作為一種資源高度密集的綜合系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)儀器和環(huán)境的更新和維護(hù)上需要投入大量的人力物力和財(cái)力這使它的發(fā)展受到很大限制但是由于資金的相對(duì)短缺高等院校的實(shí)驗(yàn)室很難購(gòu)買多套先進(jìn)但價(jià)格昂貴的儀器設(shè)備因此在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)硬件儀器的共享成為迫切要求網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室正是在這樣的需求下發(fā)展起來的與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室相比它的最大優(yōu)勢(shì) 就是通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)軟件硬件及信息資源的共享沖破了時(shí)間和空間的束縛使得資源的利用率大大提高 目前虛擬實(shí)驗(yàn)室的概念是在 1989 年提出的初衷是為了方便科研人員可以在遠(yuǎn)程從事研究工作使用儀器設(shè)備共享數(shù)據(jù)資源和交流信息等虛擬實(shí)驗(yàn)室概念的提出至今僅為十余年的時(shí)間但因其誘人的應(yīng)用前景各國(guó)均在大力開發(fā)而且己經(jīng)取得了一些進(jìn)展特別是在國(guó)外一些著名的大學(xué)已有較多建好并投入使用的虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)涵蓋了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)學(xué)人工智能生命科學(xué)化學(xué)物理生物工程通訊圖形圖像農(nóng)業(yè)科學(xué)等教學(xué)科研領(lǐng)域 VSL 虛擬系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室始建于 1989 年 Gentral Florida 大學(xué)教育訓(xùn)練研究院建立其目標(biāo)旨在提高計(jì)算機(jī)圖形的藝術(shù)表現(xiàn)力以及改進(jìn)仿真過程中的人機(jī)接口設(shè)計(jì)美國(guó)巴爾的摩 Baltimore 約翰霍普金斯大學(xué) Johns Hopkins University 的化學(xué)工程系的卡爾威教授在網(wǎng)絡(luò)上建立了一個(gè)虛擬實(shí)驗(yàn)室在計(jì)算機(jī)上模擬各種實(shí)驗(yàn)讓化學(xué)工程系的學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)來做實(shí)驗(yàn)嘗試解決工程上遇到的各種問題德國(guó)的漢諾威大學(xué)建立了虛擬自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)室西班牙大學(xué)電子系開發(fā)了電子儀器虛擬工作平臺(tái)意大利帕瓦多大學(xué)建立了遠(yuǎn)程虛擬教育實(shí)驗(yàn)室新加坡國(guó)立大學(xué)開發(fā)了遠(yuǎn)程示波器實(shí)驗(yàn)和壓力容器實(shí)驗(yàn)此外網(wǎng)絡(luò)虛 擬實(shí)驗(yàn)室還在諸多領(lǐng)域上得到應(yīng)用如美國(guó)實(shí)施的 Visible Human計(jì)劃就是通過將一具尸體進(jìn)行固化處理再用特制的機(jī)器將其切成極薄的薄片然后將這些薄片通過掃描儀輸入計(jì)算機(jī)再通過三維重建算法構(gòu)成三維人體圖像這樣就將一個(gè)真正的人體顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上目的可以在屏幕上進(jìn)行旋轉(zhuǎn)剖切等操作醫(yī)學(xué)人員就可以在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行人體解剖教學(xué)虛擬手術(shù)等 與西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比國(guó)內(nèi)在虛擬實(shí)驗(yàn)方面開展的工作還不多但目前虛擬實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)也得到了應(yīng)有的重視從 90 年代開始國(guó)內(nèi)的一些大學(xué)相繼開展了虛擬儀器系統(tǒng)的研究與開發(fā)工作己有部分高校初步建立了虛擬 實(shí)驗(yàn)室例如清華大學(xué)利用虛擬儀器構(gòu)建了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)電網(wǎng)動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)建立了網(wǎng)上虛擬土壤作物系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用計(jì)算機(jī)模擬植物在三維空間中的生長(zhǎng)發(fā)育狀況探討虛擬植物模型在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的關(guān)鍵問題哈爾濱工業(yè)大學(xué)利用內(nèi)嵌于網(wǎng)頁(yè)的虛擬儀器實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星故障診斷的網(wǎng)絡(luò)化華中理工大學(xué)機(jī)械學(xué)院建立了一個(gè)工程測(cè)試虛擬實(shí)驗(yàn)室學(xué)生可以通過聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)終端來進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)圖像處理研究室設(shè)計(jì)了數(shù)字圖像處理虛擬實(shí)驗(yàn)室華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院開發(fā)出一套 Web遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)在寶鋼的局域網(wǎng)內(nèi)對(duì)精軋 F2