铸铝加热器分析仪器的网络践行和运用

　　1. 1 LabVIEW的网络功能虚拟仪器网络平台是一个为远程虚拟实验室提供基础的平台，因此在实现上不仅要求系统能够实现具有临场感的虚拟实验，而且还希望系统具有高度的可扩展性以应付不同种类的虚拟实验，而同时也需要控制对于扩展实验所需要消耗的资源。铸铝加热器分析仪器的网络践行和运用

　　由于TCP和UDP是底层的通信实现，并不是专门为远程采集设计，因此要实现一个远程采集任务必需进行复杂的TCP( UDP)编程，不仅包括了数据的传输，还涉及到采集控制信号的传输以及同步等内容，而且一段TCP框图几乎是专门为一个特定的远程采集任务设计的。如果需要实现另一个远程采集任务，则几乎需要重新设计TCP通信方式，在扩展实验内容上无疑是十分麻烦且高代价的。铸铝加热器分析仪器的网络践行和运用

　　DataSocket本质上是在一定层次上封装了TCP功能的高速数据实时共享手段，因此能够在一定程度上简化扩展实验的复杂性，但仍然不够理想。而R e mote Panels则是专门为远程数据采集设计的高度封装的功能，本身不涉及任何框图编程的V I发布手段，或者说应用。在扩展方面，只需要设计完全不包含远程任务的本地采集V I，就可以通过R emote Pan els变为远程采集V I，因此实验的扩展仅仅与实验本身的扩展有关而不涉及实验的远程通信。相比之下， SMTP只是一种发送邮件的功能，无法实现远程虚拟实验，也就谈不上实验的扩展。LabV IEW的网络通信功能对比见。

　　考虑到系统需求，设计采用Remote Panels作为网络虚拟实验平台的实现形式。同时，为了客户端的配置能够尽量简单和实验系统管理的方便，本研究方案采用基于浏览器发布的R emote Panels并辅助以ASP环境开发的网站平台作为实验室系统。湿度传感器探头, ,不锈钢电热管 PT100传感器, ,铸铝加热器,加热圈  流体电磁阀

　　此外，将使用M ySql Server作为数据库管理系统数据。

　　1. 2网络虚拟实验平台整体架构设计整个网络虚拟实验平台的架构如所示。其中服务器装有W in2000 Server、Professional操作系统，由LabV IEW 7. 0软件提供虚拟仪器的发布，同时此服务器还作登录服务器用，由IIS + ASP + M ySq l Server提供的网站平台，需要正确的用户名、密码登录服务器，才可以做虚拟实验。硬件设备为N I公司的硬件板卡PCI- 6111.而用户计算机需要有W eb浏览器，必须装有LabV IEW Runtime Engine插件。

　　鉴于LabV IEW本身对硬件操作能力强大，本研究设计的网络虚拟实验方案使用的是CS结构，从实现的功能上采用远程控制网络虚拟实验平台的类型，也就是除了实现实验仪器与实验数据的共享之外，还要实现客户端对实验仪器设备的远程控制。

　　网络虚拟实验平台的构建采用BSDA 结构，即客户端/服务器/数据库/应用程序的结构。

　　LabV IEW本身虽然具备一定的网页服务器功能，但是由于虚拟实验室的功能上要求对客户端有一定的限制，并且要求一些扩展的交互功能，因此决定使用M icrosoft IIS作为主要的网页服务器对LabV IEW进行扩展。因此，网络虚拟实验平台构建如下：客户端采用网页浏览器( Netscape 4. 7或Inter net Exp lorer 5. 5 sp2以上版本);网页服务器采用M icrosoft IIS，脚本环境采用M icrosoft ASP( A ctive Server Pages);数据库系统采用M ySql Server 4. 1;应用服务器端采用LabV IEW 7. 0 Full Develop ment System;实验仪器设备采用N ational Instrum ents的PCI - 6111.

　　2实现过程网络虚拟实验平台系统共包括数据库系统、网站平台系统、LabV IEW系统3个系统模块。

　　①数据库系统模块从属于网站平台系统模块，它为网站平台系统模块提供了用户数据管理的支持。

　　②网站平台系统模块分为用户管理模块和附属模块，用户管理模块实现教师与学生的身份认证与登录，预约查看与管理等，附属模块则实现讨论、上传及下载区3个系统。

　　③LabV IEW系统模块则向用户提供基于网页浏览器的远程虚拟实验。

　　2. 1数据库模块的实现设计采用的数据库系统为M ySq l Server 4. 1，属于关系数据库管理系统( RDBM S)。在关系数据库中，数据库是以关系的方式组织数据，关系也就是表。一个数据库可由若干个表组成，通过一个或者多个表中的特定关系，相关的数据被有机的连接起来。用户对数据库的操作实际上就是对表的操作。

　　创建网站平台的数据库b ishe如所示。

　　网络平台数据库由8个表组成，分别是： bishe，hu ifu， kecheng， shiyan， taolun， xuesheng， yunxu， yuyue.

　　其中xuesheng和b ishe是存储用户信息的主要表格，也是划分用户权限的依据。此外，为了让网站平台能够使用ASP连接数据库，还安装了M ySq lOD BC Driver.

　　2. 2网站平台模块的实现设计的网站平台模块使用基于IIS的ASP页面。网站平台主要由5个部分组成，分别是预约系统，交流讨论系统，上传专区，下载专区，与虚拟实验系统的无缝连接系统。预约系统和与虚拟实验系统的无缝连接是此部分的开发重点。交流讨论系统，上传专区，下载专区，是网络平台功能的补充和强化，是实现网络资源共享的附属系统。是体系结构图。

　　主页是虚拟实验室的入口，任何人都可以访问主页。刚进入该页，只有两个链接可用，就是浏览页和会员注册页，其余页面都需要验证身份后才能登录。

　　成功登录后点击课程链接，就能进入预约系统。系统会自动区分用户身份，用户分为教师和学生两种。如果是学生则进入预约系统;如果是教师则进入预约管理系统。该页是一个表单，显示了教师当前发布的实验课题和实验简介，学生可以根据自己的兴趣选择要预约哪个实验，只需选取单选按钮然后提交表单，如果显示预约成功界面，则预约成功。预约成功后可以到通知页查看预约是否得到批准。如果教师登录，则显示预约管理页面。教师可以点击实验课题名称进入相应页面，管理相关的实验预约信息。所有的实验课题都是教师发布的，在该页提供了发布新的实验课题的链接。如果教师要发布新的实验信息，进入发布页，填写相关信息，选择是虚拟实验还是虚拟仪器，提供要发布的实验的相对路径，点击发布即可完成发布。

　　讨论页面是学生交流讨论专区。在通知页，学生可以查看实验安排和批准通知，只有查看权限，没有发表留言的权限。教师登录该页可以发布课程安排和预约批准通知，如果发现错误可以点击编辑链接进入修改页进行修改。教师可以方便快捷的管理留言信息。下载、上传系统是实现实验室资源共享的主要系统。

　　因为LabV IEW W eb Server本身只是一个简单的htm l发布服务器，不具备执行脚本的能力，所以要实现对虚拟实验页面的加密，就要屏蔽掉页面的地址栏、工具栏，还要禁用鼠标右键。我们知道，对于弹出的窗口可以很好的控制窗口属性。

　　当发布的虚拟实验页面也保存在主目录下时，可以使用ASP的include函数将虚拟实验页面包含到特定的。 asp文件中，这样虚拟实验页面的**路径就不会被看到，从而实现对虚拟实验页面的保护，而且可以层层嵌套。但是在实际操作中，虚拟实验的发布只能在8080端口实现，而网站平台在80端口。include不能实现跨端口包含文件。所以采用另一种连接的方法，就是在弹出窗口中使用可以跨端口的< iframe>包含文件的方法。需要指出的是，< iframe>和include不同，它实际上是在网页窗口中打开另一个网页窗口，而include则是直接读取另一个网页的代码并嵌入网页。

　　进入在线页，显示的是教师发布的实验课题，分为虚拟仪器和虚拟实验两类，用户也分为教师和学生。教师可以直接点击链接进入，学生点击链接后，系统自动查询该学生的预约要**否得到批准，如未得到批准，则弹出显示预约还未得到批准的页面;如果已经被批准，则进入相应实验页面，请求控制权限，在线操作即可。

　　2. 3 LabVIEW模块的实现要在客户端使用W eb浏览器浏览或控制服务器端的V I前面板前，必须先要在W eb服务器端运行LabV IEW，并且配置LabV IEW W eb Server.Lab V IEW Web Server的配置主要有3个选项：W eb Server： Configuration W eb Server： BrowserA ccess W eb Server�� V isib leV Is由于IIS的HTTP服务已经占用了80端口，因此需要将LabV IEW W eb Server的端口改成其他的，设计使用的是8080端口。3个选项具体配置过程不再赘述。

　　当LabV IEW W eb Server启动后，就可以将虚拟仪器发布并通过事先生成的嵌入实验的页面连接Remote Panels进行远程虚拟实验了(进行实验的V I必需先在服务器打开)。虚拟实验室总共发布8个V I.3个涉及硬件采集卡的分别是：信号发生器、示波器和频谱仪; 5个纯软件模拟实验的分别是： CRC编译码、增量调制、HDB3编码、PCM调制和数字调制。具体实现方案是：购买并开通节点访问权。使用LabV IEW7. 0的W eb Pub lish ing Too，l打开W eb Server，将虚拟仪器和虚拟实验发布到指定的页面上，这些页面可以把链接指向通信虚拟实验室主页。

　　已发布页面允许具有访问权IP同时访问，其中一个可获取实验的操作权，服务器端监控实验的操作。

　　在基于W eb的V I发布中，客户端可以通过网页浏览器真实的看到远程服务器端的V I前面板，并且可以控制前面板，从而实现远程虚拟实验的目的。

　　3运行测试结果在所有模块实现后，完整的虚拟系统也随之实现。服务器的IP为59. 64. 74. 187， IIS使用80端口， LabV IEW使用8080端口， M ySql Server使用3306端口，在服务器计算机连接了硬件采集卡，启动了M ySql Server服务、IIS服务和LabV IEW W eb Server服务后系统即进入正常运行状态。

　　在任何一台装有M icrosoftW indows系列操作系统(内置Internet Explorer 5. 5以上版本浏览器)的客户端浏览器地址栏中输入h ttp： / /59. 64. 74. 187 / index. asp即可访问系统。用户正确登录并成功预约实验后，即可进行在线实验。测试表明，本系统的各项功能均达到了设计要求，同时具有良好的扩展性。

　　4结论通过对LabV IEW网络通信能力的研究，充分利用它提供的Remore Panels功能，自主开发了网络虚拟实验平台。该系统提供了一个友好的交互性界面，便于用户的访问，并提供了虚拟实验的链接。对其功能进一步拓展，实现了用户权限控制、预约系统、讨论系统和上传下载系统，形成一个完整的网络虚拟实验体系。