基于网络的机电一体化虚拟实验室设计与实现

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1、万方数据．I．．S．．．S．．．．N．．．．，．．1．．．0．．．0．．．2．．．．--．．，．．．4．．，．9．．．5——6CNl1—2034／T实验技术与管理ExperimentalTechnologyandManagement第27卷第3期20lo年3月VoI．27No．3Mar．2010基于网络的机电一体化虚拟实验室设计与实现张春平1。陈勇2，吕宏伟1(1．海军航空工程学院，山东烟台264001；2．空军第一航空学院，河南信阳464000)摘要：针对传统实验方法的不足，采用当前流行的网页技术，并结合Matl

2、ab和Java语言，构建了机电一体化网络化虚拟实验室系统。从总体设计和实现技术两方面对网络虚拟实验室进行了阐述，在此基础上，给出了设计连线型实验的实例。关键词：网络虚拟；实验室；机电一体化；面向对象中图分类号：G482文献标志码：B文章编号：1002—4956(2010)03—0159—03——‘andrealizationofth,network-basedDesignandrealizationofthenetwork-basedelectromechamCSwrtualIaboratory‘·’ZhangCh

3、unpin91，ChenYon92，LUHongweil(1．NavalAeronautialandAstronautialUniversity，Yantai264001，China。2．FirstAeronauticInstituteofAirForce，Xinyang464000，China)Abstract：Forshortcomingsoftraditionalexperimentalmethods，thepopularWebtechnologyisused，corn—binedwithMatlabandJ

4、avatObuildanetwork—basedvirtuallaboratorysystem．Theoveralldesignandrealiza—tiontechniqueofthevirtuallaboratoryhavebeenelaborated．Onthisbasis。anexampleofdesigningandlineexperimentisgiven．Keywords：network--basedvirtual；laboratory；electromechanics；object—-oriente

5、d实验教学是培养学员创新能力与工程实践能力的重要途径，但传统的实验教学在模式和手段上越来越不能适应现代实验教学的需要。随着网络技术、仿真技术、虚拟现实等技术的蓬勃发展，构建基于网络平台的虚拟实验室已经成为弥补传统实验室不足的重要手段。国内外对网络虚拟实验室做了广泛的研究[1]。网络化的虚拟实验致力于构建一个综合不同工具和技术的信息化、网络化的集成环境，有利于从整体上改善办学条件和提高教学水平，同时学员可以根据实际情况自主确定学习内容和安排学习进程，最大限度地满足学员的不同需要。机电一体化作为机电工程专业的一门主干课

6、程，实验尤为重要，为推进实验教学改革，改善实验教学条件，开发制作了网络虚拟实验室系统。即同一实验项目可以同时对不同地域的学习者开放，其实验工具和技术同真实实验相一致，不同实验者进入此系统都可共享实验环境与规则，区别在于虚拟实验中实验者操纵的是以软件模拟的设备。系统采用由客户端、服务器及数据库服务器3层结构组成的浏览器／服务器(B／S)模式，客户端只需一个支持Java的网络浏览器，就可发出不同的实验请求，动态调整虚拟仪器的各种状态，得到各种实验现象和结果，观察到对应的实验数据。浏览器既是信息交换的平台，又是JavaA

7、pplet运行时的环境[3]。服务器端通过软件模拟出各种实验场景，给实验者如临现场的感觉，还可进行各种实验信息及数据的处理和交换，服务器的后台提供了用来共享的实验数据及方法。1虚拟实验室体系结构2虚拟实验室功能网络虚拟实验室是一种异构的问题解决环境‘21，收稿日期：2009—11—30作者简介：张春平(1975一)，女，山东省郓城市人，硕士，讲师，主要从事实验室管理与实验设备的开发与研究．E-,№illzep523523@163．corn网络虚拟实验室功能包括实验管理平台和实验操作平台两大部分。实验管理平台构建要求

8、功能齐全、易于维护、方便操作、安全可靠；虚拟实验操作平台从实验内容上要紧扣教学大纲要求，紧跟新型设备的发展；在技术上要求虚拟实验与实际实验过程相吻合，并可实现人机对话，自主选择实验项目和所需器材，动态万方数据160实验技术与管理构建虚拟实验环境。整个虚拟实验室系统采用模块化设计，如图1所示，主要由学习模块、实验模块、安全管理模块和服务模块等组成。图1虚拟实验