【摘要】隨著互聯(lián)網技術的廣泛應用以及虛擬儀器技術的迅速發(fā)展,遠程實驗管理系統(tǒng)也越來越為人們所關注,遠程實驗管理系統(tǒng)的進一步發(fā)展對實驗者的習慣和實驗方式都產生了重大的影響,因此,對基于Web的LabVIEW遠程實驗管理系統(tǒng)的研究,具有重要的現(xiàn)實意義。
【關鍵詞】LabVIEW;遠程實驗;管理系統(tǒng)
隨著遠程教育與網絡教學的不斷發(fā)展,遠程實驗已經成為高校實驗教學的重要組成部分,遠程實驗管理系統(tǒng)是互聯(lián)網技術與實驗室管理相結合的產物,它突破了傳統(tǒng)實驗室在時間和空間上限制,有效地解決了傳統(tǒng)實驗模式下實驗資源不足的問題,方便了師生對實驗室資源的使用。在現(xiàn)有教學條件下,基于Web的LabVIEW遠程實驗管理系統(tǒng)已經引起了人們的廣泛關注,其在實際應用中也取得了良好的效果,勢必會成為今后實驗教學改革的一個重要發(fā)展方向。
一、遠程實驗管理系統(tǒng)概述
(一)遠程實驗管理系統(tǒng)的發(fā)展狀況
互聯(lián)網技術的廣泛應用推動了基于計算機的管理系統(tǒng)的發(fā)展,目前,全國各高等院校結合自身實際情況相繼開發(fā)了應用于高校事務管理的軟件系統(tǒng),而為了適應新形勢下對人才培養(yǎng)的需要,提高實驗室管理和教學水平,遠程實驗管理系統(tǒng)也應運而生,基于計算機的實驗室管理系統(tǒng)在功能上不斷得到豐富和更新,如實驗成績管理、實驗課件更新、實驗室設備管理等功能已日趨成熟。實踐證明,將網絡技術應用到遠程實驗管理中,不僅有效地降低了實驗的成本,實現(xiàn)了資源共享,還有利于對創(chuàng)造性人才的培養(yǎng),基于Web的遠程實驗管理系統(tǒng)不受時間和空間的限制,其發(fā)展前景十分廣闊[1]。
(二)遠程實驗管理系統(tǒng)的相關技術
基于Web的網絡管理系統(tǒng)主要有兩種體系,一種是客戶機/服務器(Client/Server)結構體系,一種是瀏覽器/服務器(Browser/Server)結構體系,而對于應用遠程虛擬儀器技術的實驗室管理系統(tǒng)則主要使用瀏覽器/服務器(Browser/Server)結構體系,即B/S結構。B/S結構是在C/S結構基礎上發(fā)展起來的,主要由Web服務器、數(shù)據(jù)庫服務器、應用程序服務器和遠程Web界面的瀏覽器組成。遠程虛擬儀器技術應用范圍較廣,就高校實驗教學而言,借助遠程虛擬儀器技術能夠實現(xiàn)資源共享。遠程虛擬實驗室系統(tǒng)主要分為軟件仿真實驗室和硬件操作實驗室兩類,前者主要適用于理論驗證性實驗,而后者則可以進行具體的科學實驗,通過遠程控制服務器能夠實現(xiàn)對實驗數(shù)據(jù)的共享,因此,硬件操作實驗室更具研究價值和應用價值。LabVIEW軟件是一款虛擬儀器程序開發(fā)工具,是美國國家儀器公司研發(fā)的一種圖形化編程系統(tǒng),主要由前面板、框圖程序面板和節(jié)點構成,基于Web的LabVIEW遠程實驗管理系統(tǒng)已經成為目前研發(fā)的重點[2]。
二、基于Web的LabVIEW遠程實驗管理系統(tǒng)的分析
(一)遠程實驗管理系統(tǒng)的設計
遠程實驗管理系統(tǒng)可以分為現(xiàn)場部分、管理部分和遠程終端部分,現(xiàn)場部分由實驗平臺和操作機器組成,遠程終端部分只要是指實驗者的具體操作行為,這三個部分構成一個整體,由實驗者通過網絡向現(xiàn)場部分發(fā)送指令,管理部分為現(xiàn)場部分提供具體的實驗數(shù)據(jù),從而使現(xiàn)場部分能夠正常運行,進而實現(xiàn)對遠程實驗系統(tǒng)和平臺的管理?;赪eb的LabVIEW遠程實驗管理系統(tǒng)首先要解決的問題就是對實驗硬件設備進行設計,該設計過程主要分為三個節(jié)點:首先,遠程實驗操作者應對現(xiàn)場實驗平臺的具體情況加以了解,并據(jù)此選擇實驗硬件進行運用;其次,遠程實驗操作者應對實驗平臺的操作情況加以控制,以便更好地掌握實驗進行的具體狀態(tài);最后,遠程實驗操作者還應通過實驗平臺對遠程系統(tǒng)進行控制,以便連續(xù)、順利地完成相關實驗的操作。具體而言,遠程實驗管理系統(tǒng)的設計主要是對教學基本信息、教學過程管理、教學資源管理以及實驗室基本信息進行設計[3]。
(二)遠程實驗管理系統(tǒng)的實現(xiàn)
基于Web的LabVIEW遠程實驗管理系統(tǒng),首先要對LabVIEW軟件運行的服務器進行配置,然后對網頁進行設置,主要是對實驗原理、實驗目的、實驗圖片、實驗操作、數(shù)據(jù)參數(shù)設置等信息進行重新編輯,使運行信息更為詳細。為了使實驗效果體現(xiàn)出現(xiàn)場真實性的特征,可以對LabVIEW遠程實驗USB攝像頭進行控制,通過遠程視頻來獲得現(xiàn)場的真實體驗。遠程實驗管理系統(tǒng)的實現(xiàn)需要對各實驗項目進行管理,如基于LabVIEW的單擺實驗項目的管理、基于LabVIEW的數(shù)字調制解調實驗項目的管理、基于LabVIEW的2ASK實驗項目的管理、基于LabVIEW的高頻電路鎖相環(huán)實驗項目的管理。實驗項目管理中應用的數(shù)據(jù)庫訪問技術和網絡化實驗管理系統(tǒng)都是實現(xiàn)遠程實驗管理系統(tǒng)的關鍵環(huán)節(jié)[4]。
三、結論
事實證明,遠程實驗管理系統(tǒng)具有傳統(tǒng)實驗室教學無可比擬的優(yōu)勢,基于Web的LabVIEW遠程實驗管理系統(tǒng)拓展了實驗資源,簡化了實驗管理,提高了實驗效率,在一定程度上滿足了實驗輔助教學的需求,具有廣闊的應用前景。
參考文獻
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