CN201392602Y - 一种带有网络控制与管理功能的程控仪器虚拟实验系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种带有网络控制与管理功能的程控仪器虚拟实验系统，属于电工电子实验装置。本系统包括主服务器、实验电路、与主服务器相连接的客服端主机、以及与客户端主机相连接的条码扫描仪；所述的主服务器包括主控制平台、实验电路测试部分和虚拟电路测试部分，实验电路测试部分与实验电路相连，虚拟电路测试部分在主服务器上由软件模块来实现。本系统提供了真实电路和虚拟电路两种实验方式，客户可以通过客户端主机选择实验方式，并通过远程网络控制进行实验操作，实现远端的数据采集、数据分析和结果输出等功能。本实用新型操作简单、实现设备资源的共享，降低实验室资源成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种带有网络控制与管理功能的程控仪器和虚拟仪器教学实验系统，属于电路与电子教学实验设施，可以用在无人值守场所进行远程监控。
背景技术
传统的电路实验都是利用仪器直接测量的方法，学生先搭建好电路，然后利用各种仪器进行测量，记录观察值，手工计算测量结果，这种实验方法需要每个学生都有一套实验设备。但是，有的测量仪器价格昂贵，数量有限，学生若不了解操作方法，可能会损坏仪器，不仅费时，还会影响实验的进行。
实用新型内容
本实用新型提供了一种带有网络控制与管理功能的程控仪器虚拟实验系统。本系统提供了真实电路和虚拟电路两种实验方式，客户可以通过客户端主机选择实验方式，并通过远程网络控制进行实验操作，实现远端的数据采集、数据分析和结果输出等功能，节省了大量的实验资源。
为了实现上述目的，本实用新型采取了如下计数方案。本系统包括主服务器、实验电路、与主服务器相连接的客服端主机、以及与客户端主机相连接的条码扫描仪；所述的主服务器包括主控制平台、实验电路测试部分和虚拟电路测试部分，所述的实验电路测试部分包括程控模块、数据处理模块、信号发生器、直流稳压电源、数字万用表和示波器，程控模块和数据处理模块与主控制平台相连，信号发生器、直流稳压电路、数字万用表和示波器的一端与实验电路相连，另一端通过总线与程控模块和数据处理电路相连；所述的虚拟电路测试部分包括仿真处理模块、虚拟仪器和与虚拟仪器相连接的仿真电路，仿真处理模块与主控制平台相连，虚拟仪器和仿真电路分别与仿真处理模块相连。
与现有的实验系统相比，本实用新型具有以下优点：
1)通过登录服务器上的虚拟电路测试系统，在网络客户端主机上能够直接完全对模拟仪器的操作，节省了大量的实验资源；
2)在网络客户端机上对远处的真实仪器的各个功能进行远程操作，完成对实验电路的实时测控、远程显示、监控等操作，实现了测量的自动化；
3)通过条码扫描机对实验人员、设备仪器等进行管理。
4)客户端可以通过局域网从服务器主机上实时测控并可获取待处理的实验数据，具有网络共享设备资源的功能，降低了实验室资源成本。
附图说明
图1本实用新型的系统架构图
具体实施方式
下面结合图1对本实用新型作进一步说明：
如图1所示，本实施例包括主服务器、与主服务器相连的客户端主机、以及实验电路。主服务器包括主控制平台、实验电路测试部分和虚拟电路测试部分。实验电路测试部分包括程控模块、数据处理模块、信号发生器、直流稳压电源、数字万用表和示波器，程控模块和数据处理模块与主控制平台相连，信号发生器、直流稳压电路、数字万用表和示波器的一端与实验电路相连，另一端通过总线与程控模块和数据处理电路相连；所述的虚拟电路测试部分包括仿真处理模块、虚拟仪器和与虚拟仪器相连接的仿真电路，仿真处理模块与主控制平台相连，虚拟仪器和仿真电路分别与仿真处理模块相连。
客户端主机与条码扫描仪相连接，可对实验人员进行实时记录；对设备仪器等进行管理，并将数据传回服务器进入数据库。
本实施例是基于LABVIEW软件平台而构建的一个网络化虚拟仪器实验系统，该系统包括学习程控仪器的操作方法和开发虚拟仪器的测控技术。由于实现了虚拟化和网络控制功能，可以使操作者学习和掌握各种仪器的使用不受时间和地点的限制。本系统具有友好的人机界面，可以通过远程网路控制实现对真实电路的操作，实现远端的数据采集、数据分析和结果输出等的功能。通过调用主服务器上的信息了解和掌握仪器的使用。
本实施例中的各仪器具体为：Agilent-53131A通用计数器、Agilent-33220A函数信号发生器或RIGOL-DG2021函数信号发生器、Agilent-34401A数字万用表或RIGOL-DM3052数字万用表、LPS-305直流稳压电源。
通过主控制平台选择需要使用的模块，虚拟仪器模块的操作，使用户熟悉电子计数器、函数信号发生器、数字网用表、直流稳压电源等仪器的使用，仿真实验。同时，与主服务器连接到同一局域网的客户端主机可以通过远程网页链接的方式实现对系统的调用，对虚拟仪器进行操作等。
本实施例中，客户通过对终端机上“操作控制平台”进行选择，就可以实现对虚拟仪器和远程的真实仪器的进行操作或控制。程控模块利用GPIB、RS-232、USB独立总线及相应的驱动程序向信号发生器和直流稳压电源等仪器发送控制指令，仪器接收到指令后执行，执行结果输出到真实的实验电路中，真实的实验电路的运行结果和输出数据等由示波器和万用表读回，处理模块接收该读回的数据并进行分析和处理。
本实施例中具体的实现方式有以下几点：
1)利用NI的虚拟仪器技术，在LabVIEW开发平台下实现Agilent-53131A通用计数器、Agilent-33220A函数信号发生器、Agilent-34401A数字万用表、RIGOL-DG2021函数信号发生器、RIGOL-DM3052数字万用表、LPS-305直流稳压电源等仪器的虚拟化界面，学生可以通过虚拟化界面对仪器进行操作，了解仪器的使用方法，并可仿真实验结果。
2)利用GPIB、RS-232、USB独立总线及相应的驱动程序，实现虚拟实验平台对真实仪器的控制，每台仪器的控制程序作为子VI，供实验平台调用。
3)设计了一个总的实验平台界面，利用LabVIEW中动态载入子VI的方式，实现对所需仪器的动态调用。在实验平台上，可以选择需要调用仪器的子VI，同时显示该仪器的操作说明及注意事项，便于用户使用。
4)将编写好的虚拟仪器界面利用LabVIEW中网页远程链接VI面板的方式，实现网络远程控制虚拟仪器。服务器主机和客户端主机连接在同一个局域网上。
5)最后生成可执行文件和文件包，对实验中用得到仪器驱动程序等进行打包，生成动态链接库DLL，打包成ZIP文件。
本系统节省了实验室资源，降低了成本，达到了本实用新型的目的。
Claims (2)
1、一种带有网络控制与管理功能的程控仪器虚拟实验系统，其特征在于：包括主服务器、实验电路、与主服务器相连接的客服端主机、以及与客户端主机相连接的条码扫描仪；所述的主服务器包括主控制平台、实验电路测试部分和虚拟电路测试部分，所述的实验电路测试部分包括程控模块、数据处理模块和测试仪器，程控模块和数据处理模块与主控制平台相连，测试仪器的一端与实验电路相连，另一端通过总线与程控模块和数据处理电路相连；所述的虚拟电路测试部分包括仿真处理模块、虚拟仪器和与虚拟仪器相连接的仿真电路，仿真处理模块与主控制平台相连，虚拟仪器和仿真电路分别与仿真处理模块相连。
2、根据权利要求1所述的一种带有网络控制与管理功能的程控仪器虚拟实验系统，其特征在于：所述的测试仪器为信号发生器、直流稳压电源、数字万用表、计数器或示波器。
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