一種基于LabVIEW的遠(yuǎn)程控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

　　目前, 傳統(tǒng)教育體系已經(jīng)越來越不能適應(yīng)當(dāng)今科學(xué)技術(shù)和信息飛速發(fā)展的需要。傳統(tǒng)的教育是以教師講授為主，學(xué)生只是被動(dòng)聽講，這種方式已經(jīng)不適應(yīng)培養(yǎng)人才的要求。另外，在實(shí)驗(yàn)設(shè)施不足的情況下，學(xué)生不能直接參與實(shí)驗(yàn)過程操作，不能很好地實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)。傳統(tǒng)的教學(xué)方式不利于充分發(fā)揮學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力，也不利于及時(shí)追蹤到最新的科技信息。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，近幾年在教育領(lǐng)域提出了一種新的教學(xué)思路，即構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)室的方法。而遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)教學(xué)多數(shù)是利用虛擬技術(shù)實(shí)現(xiàn)，在這種虛擬實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)者操縱的都不是實(shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)物,看到的只是一些利用三維技術(shù)做出來的動(dòng)畫,所獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果當(dāng)然也不是遠(yuǎn)程設(shè)備的實(shí)際反映而是通過公式計(jì)算得到的數(shù)據(jù)[1]。針對(duì)這一問題,建立一個(gè)可以遠(yuǎn)程觀測和控制實(shí)驗(yàn)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是一條有效的解決途徑。它使實(shí)驗(yàn)者通過網(wǎng)絡(luò)從異地計(jì)算機(jī)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作和觀察,所得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與在實(shí)驗(yàn)室得到的結(jié)果完全一致,如同真實(shí)操作實(shí)驗(yàn)設(shè)備一樣。

　　1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

　　遠(yuǎn)程控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)方法如圖1所示,系統(tǒng)以B/S的形式提供服務(wù),用戶通過客戶端的瀏覽器登錄Web服務(wù)器,Web服務(wù)器請(qǐng)求數(shù)據(jù)庫進(jìn)行身份認(rèn)證后即可進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。

　　從圖1所示的體系結(jié)構(gòu)可以清楚地看到，通過LabVIEW調(diào)用周立功PCI–5110 CAN 卡的DLL（動(dòng)態(tài)鏈接庫）文件來構(gòu)建現(xiàn)場總線控制網(wǎng)絡(luò)，并將控制信號(hào)通過CAN總線發(fā)送到CAN485MB智能協(xié)議轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換后通過RS485接口進(jìn)入PLC，驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)裝置。

　　在LabVIEW平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的支持下，不需要了解任何網(wǎng)絡(luò)協(xié)議就能編寫復(fù)雜的分布式應(yīng)用程序，將控制界面及實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)信號(hào)和現(xiàn)場視頻發(fā)布給客戶端。本系統(tǒng)的特點(diǎn)是，通過對(duì)各種網(wǎng)絡(luò)通信方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)比較，使得遠(yuǎn)程客戶端觀看的視頻延遲最低，清晰度最佳，實(shí)時(shí)性最好，從而為客戶端提供了充足的視覺反饋。