基于LabVIEW的远程实验平台设计

针对当前大学物理实验教学中存在的问题,本文设计并实现了基于虚拟仪器的远程实验平台,通过实验虚拟仪器工程平台(laboratory virtual instrument engineering workbench, LabVIEW)对系统应用环境进行开发,使用NI-DAQmx对NI USB-6353的数据收集器件实施控制操作。本次设计采用了模块化的设计理念来满足不同的功能需要,并将整个系统的功能划分为多个部分,对其中的每个组件都做了详细的规划与设定。最终通过系统调试后得出结论:基于LabVIEW设计的虚实结合实验平台可以有效地增加学生对大学物理课程的兴趣,提升实验操作的熟练度,从而提高教育质量及其成效。

嵌入式系统远程实验新模式探索

传统的远程实验可以实现控制设备和查看实验结果等功能,但是针对嵌入式系统实验一直存在不足,究其原因是因为嵌入式系统实验需要对芯片进行编程而非简单的命令式控制,同时嵌入式系统信号需要反馈,传统方式很难实现这些目标。本文提出了一种新的远程实验架构,学生通过实验设备端和用户端仿真器对远程嵌入式系统实验设备进行编程和调试,同时远程客户端可以实时查看运行结果和监控实验设备状态。通过嵌入式系统实验平台证明了新架构下的实验室设备利用率获得了大大提高,同时实现了学生做实验不再受时间和地点的限制。

远程实验室仿真与算法生成的一体化软件设计

为了解决使用第三方软件搭建远程实验室可能带来的依赖性强、灵活性差、效率低以及数据与隐私泄露问题,实现技术自主可控,以网络化控制系统实验室(NCSLab)的前端软件和硬件为基础,开发了一款面向远程实验室仿真与算法生成的一体化软件M2PLink(mathematics to practice link)。研究了从控制框图到控制代码的映射关系,并对各个控制模块进行了模块化设计。通过分析模块之间的依赖关系及算法结构,建立算法的输出链,并根据微分求解算法设计了多种求解器,最终基于制定的代码生成策略生成对应的控制代码。离线仿真实验和实体实验系统测试结果表明,M2PLink的计算精度满足要求,生成的代码适用于实体控制实验且系统效率得到了大幅度提升。目前,M2PLink已经部署在网络化控制系统实验室中,用于自动化专业实验教学,并且取得了较好的教学效果。

基于FPGA的远程实验系统软件平台的设计与实现

基于以FPGA为核心的硬件实验平台,根据远程实验系统中FPGA远程配置及控制、实验结果获取与显示、设备与用户管理等需求,结合图像识别、桌面客户端、Socket网络通信、Web API等相关技术设计并实现了一套完整的远程FPGA实验系统软件平台。经测试,该软件平台性能良好,实验结果获取准确,不仅保证了用户进行远程计算机硬件实验时的良好体验,同时还提高了学校实验教学的灵活性。

基于FPGA的远程实验系统硬件平台的设计与实现

实验教学作为实践育人体系的重要组成部分,是培养学生创新能力和实践能力的重要手段。针对当前计算机类硬件实验教学存在的实验平台体积庞大、实验地点固定且实验室共享化程度低的问题,提出了基于FPGA的远程实验系统硬件平台的设计。硬件平台使用FPGA搭建了底层结构,实现了FPGA的远程配置功能,支持丰富的实验内容。实验结果表明,该硬件平台支持实验程序的远程下载与远程调试。在教学中使用该硬件平台可以提供与线下体验相似的远程实验课程。

融入智能技术的计算机网络远程实验教学改革实践

计算机网络课程远程实验教学存在学习监督难、互动效果差、评价方法单一、学习体验差等问题,使教学效果受到了很大的制约。通过在实验教学中融入云计算、大数据分析、人工智能等技术,本文提出改善线上实验教学难点的改革方法,包括在实验过程中嵌入智能化数据采集学习过程数据,在实验重点环节嵌入自动反馈脚本给予学生实时指导,在实验评价环节中融入智能分析技术,并利用智能算法分析过程和评价数据,建立起一套智能评价和教学反馈体系。融入智能技术的计算机网络教学实践取得了良好的教学效果。

新工科背景下汽车电控技术远程实验教学体系建设

针对汽车电控技术课程传统实验教学中存在的不足,根据“新工科”倡导的人才培养目标要求,建设了结合阿里云、4G移动通信、汽车车载自动诊断系统(OBD)等技术的汽车电控技术远程实验教学平台。阐述了在该平台下,远程实验教学的实施过程。开发了由浅到深、由易到难的三层次远程实验项目体系,建立了“三开放、三层次、三能力、一交叉”的远程实验教学模式,使实验教学实现了网联化、远程化,突破了时间和地点限制。汽车电控技术远程实验可以有效补充实验教学内容,提高实验教学效果。

基于西门子PLC的远程实验平台建立与实现

以MPI通信和网络为基础,利用Windows系统的远程桌面功能,建立了基于西门子PLC的远程教学平台。该平台灵活使用WinCC软件包,具有简单直观的监控界面,改变了以往只能在实验室进行操作的传统方式,方便了学生在实验室以外的地方对PLC实验系统进行调试。

网络环境下远程实验的技术探讨

研制了一套基于双客户机／服务器模式和采用TCP／IP的远程实验教学系统。自行开发数字信号平均实验装置，通过LabVIEW编程，实现学生通过互联网实时地操作实验室的仪器设备、获取信号波形和实验数据，获得由摄像机捕获的实验室现场仪器运行情况实时视频等信息，在异地完成真实实验过程。远程实验不受时空限制，有助于实现实验教学资源的真正共建和共享。

开放教育实践教学体系研究——以远程实验为主体的实践教学应用探析

实践教学是开放教育教学过程中培养应用型、技能型人才的重要教学环节,也是薄弱环节。由于学习者在职学习时空分离、工学矛盾等特点,传统教学环境下的实践教学模式无法适应开放教育需求,因此,重构实践教学体系是开放教育教学改革的当务之急。随着远程实验开发技术的发展,远程实验在开放教育实践教学中的作用已日趋重要。构建能满足学习者多样化需求的"以远程开放实验平台为主体,以校内实体实验室为基础,以校外实践基地为补充"的立体化、多层次的开放式实践教学体系,不失为解决开放教育实践教学诸多问题的一个有效途径,也为构建以远程实验为主体的实践教学体系提供了具体的实施路径。

基于Internet的远程实验研究

以Internet信息传输为基础,建立了一种远程实验与控制系统的模型,并简要介绍了其工作原理及应用成果。采用浏览器/服务器(B/S或Browser/Server)技术,用户能在世界上任何一个地方实现远程访问控制和实验。该系统已经在局域网内进行了应用。

机械基础远程实验教学平台的设计与建设

针对师资、实验设备和实验场地缺乏等问题,创建一个新的、互补型远程实验教学平台。分析了机械基础实验特点和进行资源整合优化,开发了虚拟仿真实验和远程监控实验,研制了远程监控实验设备状态监听、设备远程连接和测控的网络在线操控平台。根据远程教学交互性特点,设计并构建了机械基础远程实验教学管理和操作网络平台。实施机械基础远程实验教学,能够扩展实验内容,降低实验成本,提高实验效率,增加教学的灵活性,使实验的"时间、空间、深度、广度"最大限度地延伸。

基于云计算的过程控制远程实验系统

从过程控制远程实验教学规模化和高校联盟化需求出发,以云计算技术为基础,设计了针对物位、流量和温度等典型工艺参数的过程控制云实验平台。该远程实验平台根据学生类别提供远程控制实验和虚拟实验两种类型的集成实验服务,学生使用浏览器就可以开展从简单控制到复杂控制的多层次过程控制实验操作。克服了传统实验方式的时空局限性,更好地能满足学生的自主实验学习需求。

远程实验操作平台设计与实现

以迈克尔逊干涉仪为研究对象,设计了一个由自动测量模块、操作模块、监视模块、交互模块和控制模块构成的远程实验操作平台。自动测量模块采用OV7725摄像头摄像分析干涉条纹的方法实现条纹的自动计数;操作模块通过步进电机和细分驱动器实现微调手轮的远程操作;监视模块通过网络摄像头实现条纹"冒出"或者"缩进"现象的远程监视;交互模块通过W5200以太网芯片、LCD触摸屏和QT界面实现远程实验操作人员和实验现场指导人员的远程交互;控制模块采用K60高速处理器实现其他4个模块的控制。实验结果表明:利用该平台可顺利地远程完成迈克尔逊干涉仪实验的全部环节,并且干涉条纹监视效果清晰,测得的He-Ne激光波长结果误差最大不超过1.3/‰。

基于网络的远程实验室研究:国内13年研究回顾

远程实验作为远程教育的重要组成部分,越来越受到广大教师和学者的关注和推崇。为了更好地了解国内该领域的研究发展态势,采用内容分析法,对2000年到2012年中国知网(CNKI)上有关文献,从"文献总量、实验室数量、实验系统类型"三个方面进行量化分析。在此基础上,对已有的远程实验从实验对象的真实性、系统控制模式、实验内容类别、应用层次四个维度进行分类,简单地评述了远程实验研究特点,描述出目前研究领域的发展趋势,为远程实验的发展提供了一些参考和借鉴。

基于虚拟仪器的通信原理远程实验平台设计

介绍一种基于虚拟仪器的通信原理课程远程实验平台。为了给学生提供通信原理课程开放性远程实验教学环境,充分利用实验室的设备资源,利用PCI-6251数据采集卡及基于LabVIEW的Web服务器实现了该实验平台。该平台基于客户机/服务器/虚拟仪器的架构构建,学生可通过校园网远程登录实验平台,对真实的实验设备进行远程操作,包括产生各种测试信号,将信号路由到指定实验模块、远程采集和分析实验数据等。位于实验设备和虚拟实验服务器之间的数字电位器模块还允许学生远程调节实验电路的工作参数。应用表明,该平台具有良好的真实性、开放性和可扩展性,能够满足学生进行远程实验的要求。

基于园区网的传感器振动测试平台远程实验系统与技术

以自研的 MCC- I多功能测试系统、多功能振动台等实验设备为前端实验平台 ,结合现有的网络软硬件资源 ,组建基于园区网的 n层架构远程振动测试实验系统 ,不仅可以充分利用现有的网络资源开展远程实验教学 ,而且可以通过网络进行远程实物实验 ,从而实现仪器设备、实验资料、测试经验以及实验数据共享基础之上的实验系统的网上共享 ,大大提高实验效率和实验资源利用率。文中给出了一套远程振动测试实验系统的组建方案 ,并提出了测试服务器与标定服务器的概念。

基于互联网的过程控制远程实验教学改革

针对过程控制课程的特点以及高校中实验设备不充裕的情况,从过程控制课程实验教学的现状、远程实验系统的实现,探讨如何利用互联网来实现远程实验。基于互联网的远程实验教学模式,通过实现仪器设备、实验资料及实验数据等的共享,有效地利用了实验资源,提高了实验效率。

基于虚拟仪器的过程控制远程实验系统

以过程控制实验设备为前端实验平台,结合虚拟仪器和网络软硬件资源,组建基于虚拟仪器的过程控制远程实验系统。不仅可以充分利用现有的网络资源开展远程实验教学,而且可以通过网络进行远程实物实验,从而实现仪器设备、实验资料、测试经验以及实验数据等的网上共享,大大提高了实验效率和实验资源利用率。给出了一套远程过程控制实验系统的组建方案,并重点研究和分析了实验系统的数据采集和数据通信。

网络远程实验的实践与思考

本文介绍了网络远程实验课件的特点、结构、制作等问题。