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物理虚拟实验室的设计与实现

作　者: 韩文虹
导　师: 王杰
学　校: 郑州大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 虚拟仿真实验 Action Script Flash
分类号: O4-33
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

虚拟实验教学解决了传统实验受时间、地点、设备制约的现状,为多用户同时提供自主实验平台的机会。虚拟实验系统融合了信息技术和传统试验教学,而且开拓和发展了传统的常规实验领域。本文主要研究基于网络的高职《物理实验》课程虚拟实验室的设计与实现。论文在总结当前虚拟仿真、虚拟实验室的研究成果基础上,比较了当前流行的各种虚拟实验技术,并结合物理实验的特点和网络教学的基本要求,从技术可行性、系统性能和经济上考虑,设计一种了基于Flash技术,结合PHP后台程序、MySQL数据库技术,来构建一个易操作、成本低、效率较高、教学效果好的网络虚拟实验室解决方案。针对该虚拟实验室系统实现过程中的技术难点,本文深入阐述了重要功能的具体实现过程,如Flash中Action Script脚本的使用、仪器连接正确性检测、数据库的设计及与Flash之间的通讯等。在系统的实现过程中,本文作者独立地完成了全部仪器设备的矢量图形绘制,这些图形具有模块化、部件化的方式实现,具有容易组合、文件小便于网络环境运行、色彩逼真等特点。通过本仿真实验室,学生可以不受地点、时间以及实验设备的限制,简单、快速、廉价、高效地进行物理课程实验,该系统有一定的应用和推广价值,本文提出的设计思想和实现方法也是对虚拟实验室系统这个领域的一次有意义的尝试。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
1 绪论  10-14
  1.1 研究的目的、意义  10-11
  1.2 虚拟实验室在国内外发展状况  11-13
    1.2.1 国外发展现状  12
    1.2.2 国内发展现状  12-13
  1.3 主要目标  13-14
  1.4 论文组织结构  14
2 网络虚拟实验室的实现技术  14-27
  2.1 系统需求分析  14-16
    2.1.1 系统应用需求  15
    2.1.2 系统功能定位  15-16
  2.2 系统体系结构  16-20
    2.2.1 C/S模式  16-17
    2.2.2 B/S模式  17-19
    2.2.3 B/S结构的优点  19-20
  2.3 Web服务器构建技术  20-23
    2.3.1 PHP概述  20-22
    2.3.2 数据库技术  22-23
  2.4 构建虚拟实验室的关键技术  23-25
    2.4.1 VRML虚拟现实技术  23-24
    2.4.2 基于ActiveX技术的远程仿真实验  24
    2.4.3 Java技术  24-25
    2.4.4 Flash交互技术  25
  2.5 技术方案分析  25-27
  2.6 技术方案选择  27
3 网络物理虚拟实验室的设计与实现  27-44
  3.1 系统总体设计与分析  27-31
    3.1.1 系统的功能结构  28-30
    3.1.2 系统的组成  30-31
  3.2 基于Flash技术的物理虚拟实验的设计  31-39
    3.2.1 软件模块功能设计  31
    3.2.2 虚拟物理实验的开发过程  31-32
    3.2.3 虚拟物理实验的具体开发  32-33
    3.2.4 虚拟仪器的建模与仿真  33-34
    3.2.5 实验交互操作的实现  34-39
    3.2.6 实验数据处理  39
  3.3 Flash动画与服务器信息的交互  39-41
  3.4 电子实验报告的生成与管理  41-42
  3.5 用户登录认证  42-43
  3.6 其它辅助功能的设计  43-44
4 网络物理虚拟实验室的应用与测试  44-51
  4.1 网络物理虚拟实验室的操作流程  44
  4.2 应用实例—示波器原理及使用实验  44-50
    4.2.1 基本操作  44-47
    4.2.2 虚拟仿真实验  47-50
    4.2.3 实验过程  50
  4.3 物理虚拟实验室的本地测试与发布  50-51
5 总结与展望  51-53
  5.1 总结  51
  5.2 进一步设计与构想  51-53
致谢  53-54
参考文献  54-56
附录:攻读学位期间主要成果  56

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