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【摘 要】建设并研究虚拟化实验系统平台并分析在中职学校中的运用合理方式方法,利用软件和硬件搭建完成远程虚拟实验室,在实验室的基础上实现LabVIEW仿真实验。在实验操作和使用过程中,学生用户只需要懂得基本的网络网站注册和提交实验申请就可以通过Web服务来做相关的实验操作,即不需要再客户端安装仿真软件LabVIEW,也不需要深入了解LabVIEW软件。通过网络远程访问虚拟实验室,用户不仅可以自由安排实验室间和实验内容,还能够完成实验报告的填写提交等功能。无地域和空间的限制,同时也节省大量时间,增强信息和资源的共享。
【关键词】虚拟化 LabVIEW仿真 WEB服务
一、系统平台设计
在平台设计方面,可以采用了基于WEB的B/S结构(Browser/Server结构)结构即浏览器和服务器结构。它是随着Internet技术的兴起,对C/S结构的一种变化或者改进的结构。在这种结构下,用户工作界面是通过WWW浏览器来实现,极少部分事务逻辑在前端(Browser)实现,但是主要事务逻辑在服务器端(Server)实现,形成所谓三层3-tier结构。此模式的优点是用户可以在任何地方通过Web服务进行操作而不用安装专门的虚拟仪器软件,客户机上只要安装一个浏览器(Browser),如Internet Explorer或Netscape Navigator不需要再客户端上安装不同的客户应用程序,整个使用过程更加简化,客户端只需要通过WEB访问服务端应用就可以使用虚拟仪器平台。客户端零安装、零维护,加强了整个系统的易用性和稳定性,同时系统的扩展非常容易。
利用网络技术,把所提供的仪器说明、电子实验题目及实验内容加入建立的网站上,当学生做实验时利用网络浏览器,可以将平台提供的功能划分成多个WEB服务:实验室访问身份验证、实验介绍、实验预约、学生信息、实验申请、实验相关资源、实验报告、实验成绩等。
实验平台结构图
二、系统安全性
系统安全性方面,由于本平台要实现远程访问系统平台,而且本系统采用安全性并不突出的B/S构架,考虑到用户远程登陆平台时操作的安全性。采用一定的加密保护技术将有力的保护系统平台的稳定性和可靠性。MD5用户验证技术,MD5(Message-Digest Algorithm 5)是将整个文件当作一个大文本信息,通过其不可逆的字符串变换算法,产生了这个唯一的MD5信息摘 要。同时可以在Web服务器上装有的防火墙硬件,防火墙系统的记录了网络上的信息交互日志,在保证系统的安全的同时也为实现远程虚拟平台操作提供了良好的基础。
三、LabVIEW软件的优点
虚拟仪器和常规仪器的控制面板有很大的不同,它利用计算机强大的图形环境和帮助功能,采用可视化的图形编程语言平台,建立虚拟仪器面板和模拟操作环境,进而完成对仪器的控制和数据显示与分析等功能。通过虚拟仪器软面板,设计和规范制作与实际仪器高度相似的旋钮、控制灯、开关和其它元器件,建立图形化的面板来替代常规的传统仪器面板,很多的工程师、技术人员和科学工作者使用LabVIEW来满足无法通过常规仪器实现的系统需求。综上所述,可以将 LabVIEW软件开发平台的优点总结如下:
(一)在LabVIEW中提供了很丰富的数据采集、分析和存储的库函数。
(二)虚拟仪器采用了图形化的编程方式,这使得设计者不用编写和其它编程软件类似的文本格式的代码,通过图形化的界面设计者可以更加直观的观察和编写程序。图形化语言的使用使程序设计编程更为直观,提高了开发效率。
(三)LabVIEW提供了如:单步运行,设置断点等传统的程序调试手段,也具有独特的高亮执行和探针工具,可以将程序应用动画形式进行运行,有利于编程人员观察程序运行的细节,使程序的调试和运行更为直观,也使得程序调试变得便捷许多。
(四)数据流编程模式使编程设计时能够同时运行多个程序和多任务系统。
(五)方便与外部代码或软件进行连接,提供了诸如DDE(共享库)、DLLs(动态连接库)、ActiveX等机制,这种而且成熟全面的Internet功能,能够同时支持多种网络协议,使虚拟仪器的网络开发容易实现。
(六)具有较为广泛的信号处理、分析和数学运算设计功能。
(七)为了保证用户数据采集、测试和测量方案的高速执行,LabVIEW将32位的编译器编译生成32位的编译程序。
(八)在没有硬件的情况下,可以通过使用软件设计实现不同硬件的仪器、仪表的功能。
参考文献:
[1]http://baike.baidu.com/link?url=NMYovw2DtdxIKF3dpR6QpaLH-caso-e9I0kiZ15vaG7lQl5RvHd83CKQA5M5iTF5eC6l1MIdu19EXdzd-rIOS_.
[2]Michael K. Barbour, Thomas C. Reeves.The reality of virtual schools: A review of the literature[J].Computers & Education, 2009.52(2):402-416.
[3]张重雄,虚拟仪器技术分析与设计,北京,电子工业出版社,2008
【关键词】虚拟化 LabVIEW仿真 WEB服务
一、系统平台设计
在平台设计方面,可以采用了基于WEB的B/S结构(Browser/Server结构)结构即浏览器和服务器结构。它是随着Internet技术的兴起,对C/S结构的一种变化或者改进的结构。在这种结构下,用户工作界面是通过WWW浏览器来实现,极少部分事务逻辑在前端(Browser)实现,但是主要事务逻辑在服务器端(Server)实现,形成所谓三层3-tier结构。此模式的优点是用户可以在任何地方通过Web服务进行操作而不用安装专门的虚拟仪器软件,客户机上只要安装一个浏览器(Browser),如Internet Explorer或Netscape Navigator不需要再客户端上安装不同的客户应用程序,整个使用过程更加简化,客户端只需要通过WEB访问服务端应用就可以使用虚拟仪器平台。客户端零安装、零维护,加强了整个系统的易用性和稳定性,同时系统的扩展非常容易。
利用网络技术,把所提供的仪器说明、电子实验题目及实验内容加入建立的网站上,当学生做实验时利用网络浏览器,可以将平台提供的功能划分成多个WEB服务:实验室访问身份验证、实验介绍、实验预约、学生信息、实验申请、实验相关资源、实验报告、实验成绩等。
实验平台结构图
二、系统安全性
系统安全性方面,由于本平台要实现远程访问系统平台,而且本系统采用安全性并不突出的B/S构架,考虑到用户远程登陆平台时操作的安全性。采用一定的加密保护技术将有力的保护系统平台的稳定性和可靠性。MD5用户验证技术,MD5(Message-Digest Algorithm 5)是将整个文件当作一个大文本信息,通过其不可逆的字符串变换算法,产生了这个唯一的MD5信息摘 要。同时可以在Web服务器上装有的防火墙硬件,防火墙系统的记录了网络上的信息交互日志,在保证系统的安全的同时也为实现远程虚拟平台操作提供了良好的基础。
三、LabVIEW软件的优点
虚拟仪器和常规仪器的控制面板有很大的不同,它利用计算机强大的图形环境和帮助功能,采用可视化的图形编程语言平台,建立虚拟仪器面板和模拟操作环境,进而完成对仪器的控制和数据显示与分析等功能。通过虚拟仪器软面板,设计和规范制作与实际仪器高度相似的旋钮、控制灯、开关和其它元器件,建立图形化的面板来替代常规的传统仪器面板,很多的工程师、技术人员和科学工作者使用LabVIEW来满足无法通过常规仪器实现的系统需求。综上所述,可以将 LabVIEW软件开发平台的优点总结如下:
(一)在LabVIEW中提供了很丰富的数据采集、分析和存储的库函数。
(二)虚拟仪器采用了图形化的编程方式,这使得设计者不用编写和其它编程软件类似的文本格式的代码,通过图形化的界面设计者可以更加直观的观察和编写程序。图形化语言的使用使程序设计编程更为直观,提高了开发效率。
(三)LabVIEW提供了如:单步运行,设置断点等传统的程序调试手段,也具有独特的高亮执行和探针工具,可以将程序应用动画形式进行运行,有利于编程人员观察程序运行的细节,使程序的调试和运行更为直观,也使得程序调试变得便捷许多。
(四)数据流编程模式使编程设计时能够同时运行多个程序和多任务系统。
(五)方便与外部代码或软件进行连接,提供了诸如DDE(共享库)、DLLs(动态连接库)、ActiveX等机制,这种而且成熟全面的Internet功能,能够同时支持多种网络协议,使虚拟仪器的网络开发容易实现。
(六)具有较为广泛的信号处理、分析和数学运算设计功能。
(七)为了保证用户数据采集、测试和测量方案的高速执行,LabVIEW将32位的编译器编译生成32位的编译程序。
(八)在没有硬件的情况下,可以通过使用软件设计实现不同硬件的仪器、仪表的功能。
参考文献:
[1]http://baike.baidu.com/link?url=NMYovw2DtdxIKF3dpR6QpaLH-caso-e9I0kiZ15vaG7lQl5RvHd83CKQA5M5iTF5eC6l1MIdu19EXdzd-rIOS_.
[2]Michael K. Barbour, Thomas C. Reeves.The reality of virtual schools: A review of the literature[J].Computers & Education, 2009.52(2):402-416.
[3]张重雄,虚拟仪器技术分析与设计,北京,电子工业出版社,2008