基于LabVIEW的虛擬實驗室與傳感器虛擬儀器的設計及實現.pdf

1、面對當前高校招生人數的不斷擴大，當前學校的教學實驗資源已無法滿足教學的需求，很多專業(yè)特別是理工類專業(yè)，對實驗以及實際動手能力的要求特別高，雖然當前政府部門加大了對學校的教育和科研經費投入，可是面對眾多需要實驗的同學，學校的實驗設備無論從數量上還是從質量上都已經無法滿足實際需求。隨著計算機硬件及程序設計語言的發(fā)展，產生了虛擬儀器。開發(fā)虛擬儀器，使用虛擬儀器做實驗可以有效節(jié)約實驗經費，也能使實驗在時間和空間上得到有效擴展。
　　 本

2、文是在山西省科技基礎條件平臺建設基金項目(2006091001)資助下所做的研究，將虛擬儀器技術應用于虛擬實驗室的開發(fā)，使用LabVIEW等圖形化編程語言，構建了一個遠程網絡化虛擬實驗室，為學生提供了一個網絡化的實驗教學平臺。圍繞如何構建一個架構合理使用方便的實驗平臺，本文主要做了以下幾個方面的工作：
　　 1.深入研究了國內外虛擬儀器和虛擬實驗室研究現狀，從理論層面分析了虛擬儀器和虛擬實驗室的基本概念、分類、架構以及開發(fā)過程等

3、。
　　 2.對LabVIEW基礎知識以及其提供的各種網絡編程手段進行了分類描述。分別對C/S和B/S模式進行了分析，并對兩種體系結構從不同層面進行了的對比，根據兩種模式的利弊選擇了虛擬實驗室開發(fā)模式。
　　 3.按照本文提出的理論架構、建模方法和技術方案，提出了虛擬實驗室設計原則，開發(fā)了一個“遠程網絡化虛擬實驗室”。該實驗室分為模擬仿真平臺和測控研究平臺兩個部分，在模擬仿真平臺設計實現了一系列原理驗證型模擬仿真實驗(頻

4、譜分析器，公式波形發(fā)生器，FIR濾波器與Butterworth濾波器對比實驗，傅立葉變換對比實驗等)。在測控研究平臺設計實現了一系列遠程可用的虛擬儀器(公式波形發(fā)生器，任意波形發(fā)生器，Butterworth濾波器，FIR加窗濾波器，FFT變換器)，并設計了相應的測試程序驗證了測試研究平臺的虛擬儀器遠程可用。
　　 4. 從解決實際問題的方向入手，配合CO傳感器使用LabVIEW提供的共享變量網絡通信技術開發(fā)了CO濃度遠程監(jiān)測系統(tǒng)

5、，該系統(tǒng)具備多級報警的特點，在設計上具備很強的創(chuàng)新性。另外開發(fā)了遠程CH4監(jiān)測報警系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過網絡遠程使用了虛擬實驗室中的Butterworth濾波器進行濾波，且該系統(tǒng)搭配了高靈敏度的CH4傳感器，可以在工廠或者煤礦使用。通過這兩個測控類虛擬儀器的開發(fā)，驗證了虛擬實驗室的在測控類實驗中的可用性，并將LabVIEW在測控和網絡編程上的優(yōu)勢發(fā)揮出來。
　　 本文設計實現的遠程網絡化虛擬實驗室，實現了遠程控制、資源共享、數據共享和