摘要： 结合虚拟仪器技术和网络技术的远程虚拟实验室，以其诱人的应用前景吸引了大批专家学者的注意力，均在大力开发研究。本文介绍了基于LabVIEW的通信专业远程虚拟实验室的设计与实现。基于LabVIEW开发平台和PCI6111采集卡，设计了通信原理虚拟实验系统，包括5个虚拟实验和3个虚拟仪器，并将整个系统网络化，形成远程虚拟实验室。

关键词： 远程虚拟实验室虚拟仪器虚拟技术Ｗｅｂ应用网络技术

    在这个计算机和网络时代，利用计算机和网络技术对传统的产业进行改造，已是大势所趋，而虚拟仪器系统正是计算机和网络技术与传统的仪器技术进行融合的产物。八十年代末，美国国家仪器公司（NI）提出了“软件就是仪器”的口号，将日益普及的计算机技术与仪器仪表技术完美结合起来，提出虚拟仪器（Virtual Instruments）的概念。LabVIEW 是Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench 的缩写。它是NI公司研制的图形化编程软件，是目前最为成功、应用最为广泛的虚拟仪

器软件开发环境。应用虚拟仪器技术，使我们能够在计算机上按照自己的需求来设计仪器，方便灵活而且开发周期短。它不仅降低了仪器成本，更提高了工作效率。据统计，在全球500强企业中有85%的企业使用了虚拟仪器技术，足以证明其应用领域的广阔。同样地，虚拟仪器技术在教学上也有着非常好的应用前景。在最近几年里，快速可靠的计算机通信网络获得了惊人的发展，局域网或广域网上的计算机可以进行信息和命令交换，这样网络服务拓展了虚拟仪器的使用范围，给虚拟仪器技术注入了强大的活力，进一步增强了数字化仪器的优势，从而成功地进入了网络化虚拟仪器阶段。LabVIEW具有非常强大的网络功能，其内置Web ServerCONTROL ENGINEERING China版权所有，可以进行网页发布，使客户端仅用Web浏览器便可以进行实验；支持DataSocket远程数据采集技术，可以轻松实现远程的数据采集及数据交换；利用TCP、UDP技术可以实现另一种数据传输方式；同时VI Server作为远程程序的运行控制技术www.cechina.cn，其功能极其强大。通过将网络技术与虚拟仪器技术相结合，远程虚拟实验室为远程教育的实验课程提供了解决方案。国内部分重点大学在这方面已开始了初步的研究和应用。但是在通信专业教学上的应用还无先例。

    通信原理教学实验包括：数字基带信号、数字调制与解调、模拟信号的波形编码、循环纠错编码等，其主要目的是帮助学生理解通信系统的整体概念及基本理论，对于培养学生的通信系统观念、提高实际动手能力有极其重要的作用。在这些教学实验中，需要的仪器有：数字万用表、任意波形发生器、数字存储示波器、频谱分析仪、失真度仪、频率计（国产全套仪器约20万元人民币）。特别是频谱分析仪作为频域分析仪器在教学实验中有着非常重要的作用，但因频谱分析仪价格的昂贵，至今没有配备。与传统仪器相比，虚拟仪器除了在性能、易用性、用户可定制性等方面具有更多优点外，在工程应用和社会经济效益方面也具有突出优势。此外CONTROL ENGINEERING China版权所有，传统的通信原理实验主要通过硬件电路实现各功能模块www.cechina.cn，由信号发生器产生信号，用示波器观察各点波形。由于实验条件的限制，往往得不到丰富实验结果，而且学生面对复杂的电路板难以从系统的观点去分析各点波形关系。设计出一套与传统实验相配合的虚拟实验软件，采用软件模拟的方法，通过灵活调节各个实验参数，灵活控制实验进程www.cechina.cn，便可很好的弥补传统通信原理实验的不足。因此，将虚拟仪器技术引入到教学实验中就成为行之有效的解决方案（实现这样的虚拟实验室的每套投资大约4万元人民币）。

    实现远程虚拟实验室有众多意义，但是目前最重要的也是最现实的意义就是应用于教育系统上。随着我国高等教育体制的深化改革以及招生规模扩大方针实施以来，学生规模急剧膨胀的普通高等院校普遍陷入了实验教学的困境。从现实的意义上来说，在高等工程教育中采用虚拟实验室，可以从根本上解决实验与实习经费严重短缺问题。同时，利用虚拟仪器技术与计算机网络相结合还可以实现对仪器设备的远程、分布式控制，在教育、科研等领域中具有广阔的发展空间和应用前景，是实验教学的一个新的发展方向。

2通信专业远程虚拟实验室的设计与实现

2.1远程虚拟实验室构成

   利用LabVIEW内置Web服务器实现远程虚拟实验室。系统组成框图如图1所示：
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