虚拟实验室建设方案

电子信息技术虚拟实验室建设实施方案。

虚拟实验室是一种基于web 技术、vr 虚拟现实技术构建的开放式网络化的虚拟实验教学系统，是现有各种教学实验室的数字化和虚拟化。虚拟实验室由虚拟**平台、虚拟实验平台、虚拟仪器和开放式实验室管理系统组成。虚拟**平台可提供学生进行实验电路的虚拟**，实验原理预习；虚拟实验平台和虚拟仪器与真实实验设备类似，自己动手配置、连接、调节和使用实验仪器设备；开放式实验管理系统提供教师编辑、设计实验任务和内容、设置学生各种权限、解答学生提问、提交实验报告。

虚拟实验室为开设各种电子信息实验课程提供了全新的教学环境，使教师上课的更生动、实验设备利用率更高、学生自主实验的内容和时间更灵活。

一、系统总体框架。

网络网络。服务器客户端实验箱。

如上图，整个系统主要有客户端、服务器和实验平台构成。

客户端主要有两类：管理员(教师)终端和学生终端，管理员能设置实验室开放时间、实验内容设定、学生访问权限，上传实验课件，布置实验任务等。学生端通过浏览器登陆虚拟实验室平台，自主选择实验项目，进行课前预习、实验操作、仪表选择、**数据测量、实验报告提交等工作，也可进行机位预定、虚拟仪表预定、实体数据的采集和测量等工作。

服务器提供整套基于b/s 架构的实验室管理软件和虚拟远程实验操作平台软件；虚拟实验形式包括纯虚拟的**实验、虚拟实体操作实验、远程控制的实体操作实验。使用者既可以通过网络登录服务器完成纯虚拟的**实验，也可以通过网络远程控制基础实验箱的实验电路，改变电路器件参数，采集实际的测试数据，进行远程测试和数据分析。也可通过网络远程动态加载开发例程，完成设计性开发性实验。

具体功能如下：

1、 **学习功能：可通过登陆虚拟实验平台进行**课前预习、原理学习等工作；

2、虚拟**功能：基于浏览器和multisim 与labview 软件，搭建真实的实验电路进行**。无源器。

件电阻、电感、电容能实时调节，电路响应可通过虚拟示波器和虚拟频谱仪示波。

3、虚拟实体**：学生能在pc 机上操作虚拟实体实验平台和tektronix tds2024四通道虚拟示波器，完成信号种类设置、信号频率设置、信号幅度设置、实验电路搭试、波形测试等实验过程，多通道示波器能同时显示4个测试点波形，使实验过程的展示更形象生动。

4、机位预定功能：可通过网络预约实体设备（实验箱）、虚拟仪表等。

5、远程控制实体功能：包括远程实体开关机、实体数据采集、数据传输等。

6、平台管理功能：包括用户管理、虚拟仪表管理、实验报告提交、实验结果评定等功能。

7、**交流功能：可进行答疑、任务布置等功能。

电子信息技术虚拟实验平台是经专门设计可自动操作的实验系统，实验系统采用主板加模块结构，通过更换模块能满足：电路分析、模拟电子线路、数字电路、高频电子线路、信号与系统、通信原理、软件无线电（无线通信）等虚拟实验和实体操作实验。

单元电路的元件参数能通过模拟开关切换、工作点偏置电压能通过数字电位器调整、选频回路能通过变容管改变、激励信号可通过虚拟信号源产生（信号类型、信号频率、信号幅度、扫频起止频率等均可远端调整）、测试点可通过逻辑电路或模拟开关选取、采集数据通过网口传输到客户端。

1、实验平台主板内置dds信号源，信号种类、幅度、频率可远程控制；

信号：正弦波、脉冲、三角波、am、dsb、fm、fsk、psk等；幅度可调：0-5vpp；音频频率：100hz-50khz，载频：0-40mhz；

2、为动态观测谐振曲线、滤波器幅频特性曲线，实验平台内置扫频仪，扫频范围、扫频速度可远程。

设置；扫频范围：100khz-40mhz，可分段扫或全扫；扫描时间：可设定；

内置检波电路，后台可输出谐振回路、滤波器等幅频特性曲线；

扫频信号负载能力强，对实验要求的谐振电路和滤波电路，扫频信号输出电压基本不变；

3、平台内置高速数据采集卡和100m网口中，模数转换芯片精度为：12bit、采样率：65msps;远程pc

机可实时设定数据采集点，采集并传输观测点数据；

后台pc机借助labview软件，实时显示多路时域频域波形、回路幅频特性曲线、逻辑波形、逻辑电平等；

二、软件界面。

用户登录界面。

实验内容管理界面。

管理员界面。

虚拟实验室界面。

信号系统实体**。

现代通信技术实体操作**。

光纤通信实体操作**。

移动通信实体操作**。

远程操作实验平台。

开发程序动态加载。

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数字虚拟实验室设备方案

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