一種通信電子線路遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)教育技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種通信電子線路遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)平臺(tái)O
【背景技術(shù)】
[0002]遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)室和虛擬實(shí)驗(yàn)室無疑是當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教育的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，而結(jié)合遠(yuǎn)程和虛擬則是目前的方向。這是因?yàn)閭鹘y(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要依賴于高昂的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，同時(shí)還需要為實(shí)驗(yàn)提供充足的空間，分配合理的時(shí)間，安排專業(yè)的人員等，這使得實(shí)驗(yàn)設(shè)備后期的維修費(fèi)用高，而且消耗了大量的人力、物力和財(cái)力。近幾年，高校的擴(kuò)招使得相對(duì)稀缺的實(shí)驗(yàn)室資源在完成教學(xué)和科研目的時(shí)顯得捉襟見肘，此外，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室教學(xué)最大的弊端在于限制了學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性，學(xué)生的創(chuàng)新能力難以得到提升。
[0003]為解決上述問題，網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)運(yùn)而生，同時(shí)隨著虛擬儀器技術(shù)的不斷發(fā)展，其“軟件就是儀器”的優(yōu)勢(shì)得到發(fā)揮，而基于虛擬儀器技術(shù)的遠(yuǎn)程虛擬實(shí)驗(yàn)室以其成本低、效率高、突破時(shí)空限制等特點(diǎn)得到了廣泛認(rèn)可和研究，為實(shí)驗(yàn)室教學(xué)提供了完美的解決方案。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和虛擬技術(shù)是信息技術(shù)飛速發(fā)展的產(chǎn)物，它們已經(jīng)滲透到社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，通過虛擬儀器和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室，成為解決實(shí)驗(yàn)室資源緊缺和遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一個(gè)重要途徑。網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室解除了時(shí)間和空間的限制，它將多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和虛擬儀器結(jié)合在一起，采用多媒體技術(shù)在計(jì)算機(jī)上建立虛擬實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，提供可操作的虛擬實(shí)驗(yàn)儀器，使學(xué)生在互聯(lián)網(wǎng)上通過接近真實(shí)的人機(jī)交互界面完成實(shí)驗(yàn)，同時(shí)提供網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一體化管理功能。
[0004]目前已有具體的基于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置的遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，然而傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)裝置平臺(tái)依然缺乏集成性，同時(shí)實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)原理相對(duì)復(fù)雜且沒有附加功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種集成度較高的遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供了一種通信電子線路遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于，包括NI Elvis實(shí)驗(yàn)平臺(tái)子模塊及電路PCB板子模塊，其中:
[0007]電路PCB板子模塊包括各類通信電子電路的接口式PCB板，并與NIElvis實(shí)驗(yàn)平臺(tái)子模塊相連；
[0008]NI Elvis實(shí)驗(yàn)平臺(tái)子模塊用于搭建硬件電路或連接具體電路的電路PCB板子模塊并提供各種接口和各種儀器工具，NI Elvis實(shí)驗(yàn)平臺(tái)子模塊通過標(biāo)準(zhǔn)接口與本地PC相連接；
[0009]在本地PC上運(yùn)行有LabVIEW軟件子模塊和Multisim軟件子模塊，LabVIEW軟件子模塊用于控制NI Elvis實(shí)驗(yàn)平臺(tái)子模塊的輸入和輸出；Multisim軟件子模塊通過與LabVIEW軟件子模塊的通信可完成對(duì)各接口式PCB板上各類通信電子電路的參數(shù)分析。
[0010]優(yōu)選地，還包括攝像頭子模塊，用于實(shí)時(shí)觀察電路PCB板子模塊、NIElvis實(shí)驗(yàn)平臺(tái)子模塊的狀態(tài)和運(yùn)行環(huán)境；
[0011 ]優(yōu)選地，所述LabVIEW軟件子模塊利用LabVIEW進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，在服務(wù)器端主要包括數(shù)據(jù)的采集和處理模塊、實(shí)驗(yàn)原理與幫助模塊、數(shù)據(jù)結(jié)果的存儲(chǔ)模塊以及網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的發(fā)布、通信及管理模塊。
[0012]優(yōu)選地，所述Multisim軟件子模塊用于完成仿真結(jié)合實(shí)驗(yàn)，作為實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)檢測(cè)到由LabVIEW輸入的控制參數(shù)，或檢測(cè)到參數(shù)發(fā)生變化后隨即運(yùn)行仿真控件并將信號(hào)或電路參數(shù)改變導(dǎo)致的電路性能變化經(jīng)由聯(lián)合仿真接口傳遞至LabVIEW，基于LabVIEW的虛擬儀器將電路動(dòng)態(tài)特性實(shí)時(shí)展示出來。
[0013]由于采用了上述的技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果:
[0014]本發(fā)明的遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)采用結(jié)構(gòu)化和模塊化的設(shè)計(jì)思想，同時(shí)在軟件方面盡可能的優(yōu)化人機(jī)交互界面，為用戶創(chuàng)造了一個(gè)方便、賞心悅目的操作平臺(tái)。另外在數(shù)據(jù)采集和處理過程中主要利用LabVIEW的N1-DAQ工具包，根據(jù)客戶端傳來的指令，將各種實(shí)際的物理信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)采集到計(jì)算機(jī)中，并進(jìn)行相應(yīng)的變換處理，具有更好的處理效果。本發(fā)明的遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)平臺(tái)基本實(shí)現(xiàn)了電路的輸入輸出與遠(yuǎn)程控制功能，同時(shí)與Multisim仿真結(jié)構(gòu)進(jìn)行了良好的對(duì)接，完善了對(duì)實(shí)驗(yàn)電路的分析和優(yōu)化功能。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明提供的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
[0017]本發(fā)明的實(shí)施方式涉及一種通信電子線路遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，為調(diào)幅與檢波電路遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)，如圖1所示，硬件模塊包括NI Elvis實(shí)驗(yàn)平臺(tái)子模塊、電路PCB板子模塊和攝像頭子模塊。NI Elvis實(shí)驗(yàn)平臺(tái)子模塊通過標(biāo)準(zhǔn)接口與本地PC相連接。電路PCB板子模塊包括各類通信電子線路的接口式PCB板，并與NI Elvis實(shí)驗(yàn)平臺(tái)子模塊相連。攝像頭子模塊用于實(shí)時(shí)觀察實(shí)驗(yàn)設(shè)備狀況和運(yùn)行環(huán)境。軟件模塊主要由LabVIEW軟件子模塊和Multisim軟件子模塊構(gòu)成，是整個(gè)遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的上位機(jī)部分。LabVIEW軟件子模塊用于控制下位機(jī)，SPNIElvis實(shí)驗(yàn)平臺(tái)子模塊的輸入和輸出。Multisim軟件子模塊通過與LabVIEW軟件子模塊的通信可完成對(duì)實(shí)際電路的參數(shù)分析等。
[0018]NI Elvis實(shí)驗(yàn)平臺(tái)子模塊用于搭建硬件電路或連接具體電路的PCB板并提供各種接口和12種儀器工具，在調(diào)幅與檢波電路實(shí)驗(yàn)中，需要用到了示波器、頻譜儀、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、可變電壓源。電路PCB板子模塊包括通信電子線路領(lǐng)域各種電路實(shí)驗(yàn)板，且已經(jīng)被定制成接口形式，與NI Elvis實(shí)驗(yàn)平臺(tái)子模塊相連。在本實(shí)例中，PCB板子模塊為調(diào)幅與檢波電路實(shí)驗(yàn)PCB板。攝像頭子模塊用來實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)設(shè)備的工作狀態(tài)和運(yùn)行環(huán)境的熟悉查看。LabVIEW軟件子模塊利用LabVIEW進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，在服務(wù)器端主要包括數(shù)據(jù)的采集和處理模塊、實(shí)驗(yàn)原理與幫助模塊、數(shù)據(jù)結(jié)果的存儲(chǔ)模塊以及網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的發(fā)布、通信及管理模塊。
[0019]所述NIElvis實(shí)驗(yàn)平臺(tái)子模由兩個(gè)主要大的部分組成，底板主要為數(shù)據(jù)采集以及輸出用的主板，上面為帶有面包板的可編程板。另外，Elvis提供了可編程接口，利用這些可編程接口來實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)及數(shù)字信號(hào)的輸入輸出。在本調(diào)幅實(shí)驗(yàn)中，調(diào)制信號(hào)用該方式來實(shí)現(xiàn)輸出，其他則調(diào)用內(nèi)置的儀器，加以個(gè)性化定制，來實(shí)現(xiàn)所要的功能。
[0020]LabVIEW軟件子模塊需要完成調(diào)幅與檢波電路虛實(shí)互動(dòng)實(shí)驗(yàn)界面的開發(fā)。
[0021]LabVIEW軟件子模塊需要完成網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的發(fā)布，首先要在Web Server:Conf igure中激活Web Server的功能，并設(shè)定相應(yīng)的參數(shù)，如HTTP端口、Web Server超時(shí)時(shí)間以及Web Server根目錄地址等;其次將要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)共享的LabVIEW程序載入LabVIEW中，在創(chuàng)建和發(fā)布遠(yuǎn)程面板的主窗口進(jìn)行相應(yīng)的提示操作，將生成一個(gè)HTML格式的文件，并得到一個(gè)URL地址。為方便網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的管理，在LabVIEW中，通過NI License Manager對(duì)觀看和控制LabVIEW的客戶端數(shù)量進(jìn)行設(shè)定，當(dāng)訪問的用戶數(shù)量比較多而超過設(shè)定范圍時(shí)，在Remote Panel Connect1n Manager中可以準(zhǔn)確得到被系統(tǒng)拒絕訪問的用戶數(shù)量、相應(yīng)的時(shí)間及IP地址等信息。這樣更加方便了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的管理。
[0022]Multisim軟件仿真子模塊要運(yùn)用到Multisim中的參數(shù)掃描功能，分析電路參數(shù)變化對(duì)調(diào)幅及檢波電路性能的影響，并通過運(yùn)行仿真顯示結(jié)果。通過Multisim軟件仿真子模塊與LabVIEW軟件子模塊的通信實(shí)現(xiàn)虛擬調(diào)幅與檢波電路性能分析的實(shí)時(shí)顯示。運(yùn)用NIElvis實(shí)驗(yàn)平臺(tái)子模塊中的虛擬儀器對(duì)硬件物理電路的性能進(jìn)行測(cè)試，通過NI Elvis實(shí)驗(yàn)平臺(tái)子模塊與NI Elvis實(shí)驗(yàn)平臺(tái)子模塊的通信接口，運(yùn)用LabVIEW編程實(shí)現(xiàn)電路特性的實(shí)時(shí)顯示，以驗(yàn)證參數(shù)掃描仿真可結(jié)果。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種通信電子線路遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于，包括NI Elvis實(shí)驗(yàn)平臺(tái)子模塊及電路PCB板子模塊，其中: 電路PCB板子模塊包括各類通信電子電路的接口式PCB板，并與NI EIvi s實(shí)驗(yàn)平臺(tái)子模塊相連； NI Elvis實(shí)驗(yàn)平臺(tái)子模塊用于搭建硬件電路或連接具體電路的電路PCB板子模塊并提供各種接口和各種儀器工具，NI Elvis實(shí)驗(yàn)平臺(tái)子模塊通過標(biāo)準(zhǔn)接口與本地PC相連接； 在本地PC上運(yùn)行有LabVIEW軟件子模塊和Multisim軟件子模塊，LabVIEW軟件子模塊用于控制NI Elvis實(shí)驗(yàn)平臺(tái)子模塊的輸入和輸出;Multisim軟件子模塊通過與LabVIEW軟件子模塊的通信可完成對(duì)各接口式PCB板上各類通信電子電路的參數(shù)分析。2.如權(quán)利要求1所述的一種通信電子線路遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于，還包括攝像頭子模塊，用于實(shí)時(shí)觀察電路PCB板子模塊、NI Elvis實(shí)驗(yàn)平臺(tái)子模塊的狀態(tài)和運(yùn)行環(huán)境。3.如權(quán)利要求1所述的一種通信電子線路遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于，所述LabVIEW軟件子模塊利用LabVIEW進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，在服務(wù)器端主要包括數(shù)據(jù)的采集和處理模塊、實(shí)驗(yàn)原理與幫助模塊、數(shù)據(jù)結(jié)果的存儲(chǔ)模塊以及網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的發(fā)布、通信及管理模塊。4.如權(quán)利要求1所述的一種通信電子線路遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于，所述Multisim軟件子模塊用于完成仿真結(jié)合實(shí)驗(yàn)，作為實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)檢測(cè)到由LabVIEW輸入的控制參數(shù)，或檢測(cè)到參數(shù)發(fā)生變化后隨即運(yùn)行仿真控件并將信號(hào)或電路參數(shù)改變導(dǎo)致的電路性能變化經(jīng)由聯(lián)合仿真接口傳遞至LabVIEW，基于LabVIEW的虛擬儀器將電路動(dòng)態(tài)特性實(shí)時(shí)展示出來。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種通信電子線路遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其中，硬件模塊包括NI？Elvis實(shí)驗(yàn)平臺(tái)子模塊、電路PCB板子模塊和攝像頭子模塊；NI？Elvis實(shí)驗(yàn)平臺(tái)子模塊通過標(biāo)準(zhǔn)接口與本地PC相連接；電路PCB板子模塊與NI？Elvis平臺(tái)相連；所述軟件模塊主要由LabVIEW軟件子模塊和Multisim軟件子模塊構(gòu)成，是整個(gè)遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的上位機(jī)部分；所述LabVIEW軟件子模塊用于控制下位機(jī)即NI？Elvis平臺(tái)的輸入和輸出；所述Multisim軟件子模塊通過與LabVIEW的通信可完成對(duì)實(shí)際電路的參數(shù)分析等。本發(fā)明可以構(gòu)造出一個(gè)完整的測(cè)試、測(cè)量系統(tǒng)，為通信電子線路實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供一個(gè)良好的應(yīng)用平臺(tái)。
【IPC分類】G09B5/00
【公開號(hào)】CN105632252
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610146227
【發(fā)明人】吳浩然, 葉建芳, 曹永勝
【申請(qǐng)人】東華大學(xué)
【公開日】2016年6月1日
【申請(qǐng)日】2016年3月15日