虚拟实验室建设方案.docx

虚拟实验室建设方案电子信息技术虚拟实验室建设施行方案虚拟实验室是一种基于Web技术、VR虚拟现实技术构建的开放式网络化的虚拟实验教学系统，是现有各种教学实验室的数字化和虚拟化。虚拟实验室由虚拟仿真平台、虚拟实验平台、虚拟仪器和开放式实验室管理系统组成。虚拟仿真平台可提供学生进行实验电路的虚拟仿真，实验原理预习；虚拟实验平台和虚拟仪器与真实实验设备类似，本人动手配置、连接、调节和使用实验仪器设备；开放式实验管理系统提供老师编辑、设计实验任务和内容、设置学生各种权限、解答学生提问、提交实验报告。虚拟实验室为开设各种电子信息实验课程提供了全新的教学环境，使老师上课的更生动、实验设备利用率更高、学生自主实验的内容和时间更灵敏。一、系统总体框架网络服务器客户端实验箱网络如上图，整个系统主要有客户端、服务器和实验平台构成。客户端主要有两类：管理员(老师)终端和学生终端，管理员能设置实验室开放时间、实验内容设定、学生访问权限，上传实验课件，布置实验任务等。学生端通过阅读器登陆虚拟实验室平台，自主选择实验项目，进行课前预习、实验操作、仪表选择、仿真数据测量、实验报告提交等工作，可以进行机位预定、虚拟仪表预定、实体数据的收集和测量等工作。服务器提供整套基于B/S架构的实验室管理软件和虚拟远程实验操作平台软件；虚拟实验形式包括纯虚拟的仿真实验、虚拟实体操作实验、远程控制的实体操作实验。使用者既能够通过网络登录服务器完成纯虚拟的仿真实验，可以以通过网络远程控制基础实验箱的实验电路，改变电路器件参数，收集实际的测试数据，进行远程测试和数据分析。可以通过网络远程动态加载开发例程，完成设计性开发性实验。详细功能如下：1、在线学习功能：可通过登陆虚拟实验平台进行在线课前预习、原理学习等工作；2、虚拟仿真功能：基于阅读器和Multisim与Labview软件，搭建真实的实验电路进行仿真。无源器件电阻、电感、电容能实时调节，电路响应可通过虚拟示波器和虚拟频谱仪示波。3、虚拟实体仿真：学生能在PC机上操作虚拟实体实验平台和TektronixTDS2024四通道虚拟示波器，完成信号种类设置、信号频率设置、信号幅度设置、实验电路搭试、波形测试等实验经过，多通道示波器能同时显示4个测试点波形，使实验经过的展示更形象生动。4、机位预定功能：可通过网络预约实体设备实验箱、虚拟仪表等。5、远程控制实体功能：包括远程实体开关机、实体数据收集、数据传输等。6、平台管理功能：包括用户管理、虚拟仪表管理、实验报告提交、实验结果评定等功能7、在线沟通功能：可进行答疑、任务布置等功能。电子信息技术虚拟实验平台是经专门设计可自动操作的实验系统，实验系统采用主板加模块构造，通过更换模块能知足：电路分析、模拟电子线路、数字电路、高频电子线路、信号与系统、通信原理、软件无线电无线通信等虚拟实验和实体操作实验单元电路的元件参数能通过模拟开关切换、工作点偏置电压能通过数字电位器调整、选频回路能通过变容管改变、鼓励信号可通过虚拟信号源产生信号类型、信号频率、信号幅度、扫频起止频率等均可远端调整、测试点可通过逻辑电路或模拟开关选取、收集数据通过网口传输到客户端。1、实验平台主板内置DDS信号源，信号种类、幅度、频率可远程控制；信号：正弦波、脉冲、三角波、AM、DSB、FM、FSK、PSK等；幅度可调：0-5Vpp；音频频率：100HZ-50KHZ，载频：0-40MHZ；2、为动态观测谐振曲线、滤波器幅频特性曲线，实验平台内置扫频仪，扫频范围、扫频速度可远程设置；扫频范围：100KHZ-40MHZ，可分段扫或全扫；扫描时间：可设定；内置检波电路，后台可输出谐振回路、滤波器等幅频特性曲线；扫频信号负载能力强，对实验要求的谐振电路和滤波电路，扫频信号输出电压基本不变；3、平台内置高速数据收集卡和100M网口中，模数转换芯片精度为：12bit、采样率：65MSPS;远程PC机可实时设定数据收集点，收集并传输观测点数据；后台PC机借助LABVIEW软件，实时显示多路时域频域波形、回路幅频特性曲线、逻辑波形、逻辑电平等；二、软件界面用户登录界面