基于Web的LabVIEW遠程實驗管理系統(tǒng)

【摘要】隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用以及虛擬儀器技術(shù)的迅速發(fā)展，遠程實驗管理系統(tǒng)也越來越為人們所關(guān)注，遠程實驗管理系統(tǒng)的進一步發(fā)展對實驗者的習(xí)慣和實驗方式都產(chǎn)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(guān)鍵詞】LabVIEW;遠程實驗;管理系統(tǒng)

隨著遠程教育與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的不斷發(fā)展，遠程實驗已經(jīng)成為高校實驗教學(xué)的重要組成部分，遠程實驗管理系統(tǒng)是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與實驗室管理相結(jié)合的產(chǎn)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?zāi)Ｊ较聦嶒炠Y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(xué)條件下，基于Web的LabVIEW遠程實驗管理系統(tǒng)已經(jīng)引起了人們的廣泛關(guān)注，其在實際應(yīng)用中也取得了良好的效果，勢必會成為今后實驗教學(xué)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(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)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(jié)合自身實際情況相繼開發(fā)了應(yīng)用于高校事務(wù)管理的軟件系統(tǒng)，而為了適應(yīng)新形勢下對人才培養(yǎng)的需要，提高實驗室管理和教學(xué)水平，遠程實驗管理系統(tǒng)也應(yīng)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(shè)備管理等功能已日趨成熟。實踐證明，將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)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(guān)技術(shù)

基于Web的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)主要有兩種體系，一種是客戶機/服務(wù)器（Client/Server）結(jié)構(gòu)體系，一種是瀏覽器/服務(wù)器（Browser/Server）結(jié)構(gòu)體系，而對于應(yīng)用遠程虛擬儀器技術(shù)的實驗室管理系統(tǒng)則主要使用瀏覽器/服務(wù)器（Browser/Server）結(jié)構(gòu)體系，即B/S結(jié)構(gòu)。B/S結(jié)構(gòu)是在C/S結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，主要由Web服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、應(yīng)用程序服務(wù)器和遠程Web界面的瀏覽器組成。遠程虛擬儀器技術(shù)應(yīng)用范圍較廣，就高校實驗教學(xué)而言，借助遠程虛擬儀器技術(shù)能夠?qū)崿F(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(xué)實驗，通過遠程控制服務(wù)器能夠?qū)崿F(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(yīng)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(gòu)成，基于Web的LabVIEW遠程實驗管理系統(tǒng)已經(jīng)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(shè)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(gòu)成一個整體，由實驗者通過網(wǎng)絡(luò)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(shè)備進行設(shè)計，該設(shè)計過程主要分為三個節(jié)點：首先，遠程實驗操作者應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(guān)實驗的操作。具體而言，遠程實驗管理系統(tǒng)的設(shè)計主要是對教學(xué)基本信息、教學(xué)過程管理、教學(xué)資源管理以及實驗室基本信息進行設(shè)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(wù)器進行配置，然后對網(wǎng)頁進行設(shè)置，主要是對實驗原理、實驗?zāi)康?、實驗圖片、實驗操作、數(shù)據(jù)參數(shù)設(shè)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(diào)制解調(diào)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(yīng)用的數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)化實驗管理系統(tǒng)都是實現(xiàn)遠程實驗管理系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[4]。

三、結(jié)論

事實證明，遠程實驗管理系統(tǒng)具有傳統(tǒng)實驗室教學(xué)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(xué)的需求，具有廣闊的應(yīng)用前景。

參考文獻

[1]常峰.基于Web的LabVIEW遠程實驗管理系統(tǒng)[D].電子科技大學(xué)，2013.

[2]羅茹娟.芻議以Web為基礎(chǔ)的遠程實驗管理系統(tǒng)[J].電子技術(shù)與軟件工程，2014，11（7）：26-27.

[3]孟廣學(xué)，郭紅，趙竟雄.基于Web的學(xué)生上機實驗管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].華北科技學(xué)院學(xué)報，2014，5（3）：94-99.

[4]翟敬梅，徐曉，黃平，陳揚枝.基于Web的遠程監(jiān)控實驗教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計[J].開放教育研究，2010，12（5）：107-112.