基于Web环境远程实验技术探讨

远程控制实验室系统,是基于飞速发展的Internet网络,利用计算机自动控制技术、网络通讯技术、仿真技术、多媒体技术、网络数据库技术以及Web技术等组成的网上远程高级控制系统,在高等教育中具有广阔的应用远景|教学论文范文|和发展空间。重庆大学自动化学院自动控制原理实验中心为改革当前实验室以模拟实验箱为主要实验对象的现状,从国外引进了先进的实验设备,如倒立摆、实验水箱、双旋翼、磁悬浮等。面对高校学生数量的急剧增加,实验资源满足不了当前需要的情况,自动控制实验室提出远程实验室建设项目,利用有限的资源,满足实验教学的需要。本课题源于重庆大学教学改革试验项目。目前,从网络计算机的角度选择远程监控方案主要有以下两种:基于C/S模式的远程监控方案和基于Web技术(即B/S模式)的远程监控方案。经过比较,基于B/S模式的远程监控实现了开发环境与应用环境的分离,使开发环境独立于用户的应用环境。因此本文采用基于B/S模式实施远程监控。依据确定的方案,本文对远程实验的关键技术进行研究和阐述,主要包括网络通讯技术、数据库访问技术、控制端与数据板卡通讯、视频的监控技术和网络安全技术等。远程实验室在体系结构上主要分为客户层、服务器层、控制层以及被控对象四层。客户层的用户通过Internet网络访问系统,利用系统的设备。服务器层主要进行数据的集中管理以及客户端访问机制的管理。控制层为控制计算机,主要用来控制现场层各种的控制设备。现场层主要是实验室的各种相关设备,比如倒立摆,双旋翼,三容水箱模型等。远程实验室的建设分为远程虚拟实验室和远程实验室两步走。本文给出了远程虚拟实验室和远程实验室的设计方案,目前已经实现了远程虚拟实验。结合自动控制原理实验室的实际情况,选择双旋翼和磁悬浮作为被控对象,首先构建远程虚拟实验,构建数学模型,进行远程仿真研究。论文先容远程虚拟实验系统的实现,完成客户端程序的设计,构建客户端应用程序,给出双旋翼和磁悬浮的实验界面以及仿真实验曲线。最后本文对远程实验系统进行了总结,指出远程实验室开发在网络安全技术、视频监控技术以及控制对象的控制算法等方面有待解决的工作。【关键词】：虚拟实验远程实验B/S模式双旋翼磁悬浮
【论文提纲】：摘要4-5ABSTRACT5-91绪论9-141.1课题的背景及研究意义9-111.1.1研究的背景91.1.2研究的意义9-111.2国内外研究现状11-121.3论文的主要工作12-142远程实验方案的分析和选择14-252.1WEB控制系统实验室分类14-182.1.1远程虚拟实验室14-152.1.2远程实验室15-182.2基于WEB的控制系统实验室的方案18-242.2.1Web先容18-192.2.2B/S模式19-202.2.3C/S与B/S结构的比较202.2.4从客户端角度来分析20-212.2.5从服务器端角度来分析21-222.2.6从控制端角度来分析22-242.3远程实验室网络的任务和要求242.4小结24-253远程实验室关键性技术25-403.1网络通讯技术25-303.1.1TCP/IP协议25-263.1.2Socket网络通讯26-303.2数据库访问技术30-323.3控制端与数据采集卡通讯32-343.4多用户同时操纵问题34-353.5视频监控技术35-373.5.1视频的关键技术的研究35-373.5.2视频传输的介质373.6网络安全技术37-393.6.1网络安全的定义及特征373.6.2威胁网络安全的因素37-383.6.3网络安全现有的技术38-393.7小结39-404基于WEB的远程实验系统的设计40-554.1远程实验系统的结构40-414.2远程虚拟实验室设计41-454.2.1客户真个|教学论文范文|设计41-424.2.2服务器的配置42-434.2.3参数的传递43-444.2.4远程虚拟实验系统的开发44-454.3远程实验室45-544.3.1远程监控程序的设计46-494.3.2远程客户端设计49-514.3.3网络服务器的设计51-534.3.4Matlab与PCI1711的通讯53-544.4小结54-555远程实验对象的选择和内容的开发55-795.1远程实验对象的选择55-735.1.1双旋翼系统的建模和仿真55-655.1.2磁悬浮系统的建模和仿真65-735.2远程实验内容的开发73-785.2.1远程虚拟实验系统的软件环境73-745.2.2远程虚拟实验系统的实现74-765.2.3远程虚拟实验监控结果76-785.3小结78-796总结与展望79-806.1总结796.2后续研究工作的展望79-80致谢80-81参考文献81-84附录84-86