摘 要：實習(xí)室、信息網(wǎng)絡(luò)、圖書館是當(dāng)前院校教育的“三大支柱”。基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬實習(xí)室建設(shè)，既是實習(xí)室建設(shè)與發(fā)展的重要內(nèi)容和客觀要求，也是信息網(wǎng)絡(luò)與實習(xí)室建設(shè)相結(jié)合的綜合應(yīng)用?；诖?，論述一種通用型網(wǎng)絡(luò)虛擬實習(xí)室的建設(shè)方案，包括其平臺建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、功能實現(xiàn)等，以期進(jìn)一步促進(jìn)實習(xí)質(zhì)量的提高。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)；虛擬實習(xí)室；建設(shè)方案

中圖分類號：G202 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1000-8772（2012）17-0166-01

一、平臺建設(shè)

對于虛擬實習(xí)室的使用者來說，首先見到的是計算機(jī)屏幕上的實習(xí)平臺，實習(xí)操作也是通過平臺來完成。在平臺的建設(shè)上，我們采用NI（National Instruments）公司的LabVIEW。LabVIEW是一種圖形化編程語言，它用圖標(biāo)代替文本代碼創(chuàng)建應(yīng)用程序，使用數(shù)據(jù)流編程，由數(shù)據(jù)決定程序執(zhí)行。

基于LabVIEW6.1（LabWindows/CVI）集成開發(fā)環(huán)境開發(fā)的數(shù)據(jù)包可直接以超文本格式（HTML）輸出，實現(xiàn)設(shè)備主要節(jié)點信號的虛擬測量分析，LabVIEW6.1強(qiáng)大的可視圖形化開發(fā)環(huán)境可以快速地創(chuàng)建前端前面板用戶界面，以進(jìn)行交互式控制和系統(tǒng)顯示，從而實現(xiàn)定制儀器（儀表）界面、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)顯示等功能。

像其他高級語言一樣，LabVIEW也帶有擴(kuò)展庫函數(shù)的通用程序開發(fā)系統(tǒng)。而它本身的庫函數(shù)包括數(shù)據(jù)采集、GPIB和串口儀器控制、數(shù)據(jù)顯示及分析存儲等。為了便于程序調(diào)試，LabVIEW還帶有傳統(tǒng)的程序開發(fā)調(diào)試工具，例如可以設(shè)置斷點，可以單步執(zhí)行，也可以激活程序的執(zhí)行過程，以動畫方式察看數(shù)據(jù)在程序中的流動。

二、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

上面講到，LabVIEW的輸出結(jié)果（即VI）可以以動態(tài)網(wǎng)頁的形式發(fā)布到網(wǎng)上，實現(xiàn)交互式控制，同時也可以設(shè)置控制權(quán)的優(yōu)先級別或有無控制權(quán)。舉例來說，對于某個VI，我們可以將教員用機(jī)的控制級別設(shè)置優(yōu)先，學(xué)員用機(jī)的控制權(quán)設(shè)置低級或沒有控制權(quán)，這樣有利于教員向?qū)W員演示、指導(dǎo)和控制整個實習(xí)過程。

LabVIEW中有兩種通信方式：UDP和TCP。前者是一種廣播式傳輸方式，主要用于實習(xí)中教員向?qū)W員發(fā)布消息（如實習(xí)注意事項等）或向全班演示實習(xí)內(nèi)容等。后者主要用于點對點之間的傳輸，學(xué)員之間相互交流或教員對個別學(xué)員單獨指導(dǎo)時采用這種方式。二者結(jié)合起來，可以實現(xiàn)教員與學(xué)員以及學(xué)員與學(xué)員之間靈活的通信。在TCP方式中，LabVIEW提供了一種精心封裝的工具：DataSocket。它是一種能夠簡化應(yīng)用程序之間，以及計算機(jī)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)男碌木W(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)，它建立在TCP協(xié)議的基礎(chǔ)上，但是卻不用進(jìn)行復(fù)雜的底層TCP編程，就可以通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)向多個遠(yuǎn)端的終端同時廣播現(xiàn)場數(shù)據(jù)。無論是通過編程的方法還是前面板對象鏈接的方法使用DataSocket傳輸數(shù)據(jù)，它都可以在程序運(yùn)行后自動查找網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，局域網(wǎng)上的計算機(jī)會通過網(wǎng)卡，做過Internet設(shè)置的計算機(jī)會通過調(diào)制解調(diào)器連接到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上。

因此，在LabVIEW應(yīng)用平臺的基礎(chǔ)上，組網(wǎng)變得非常簡單，網(wǎng)絡(luò)虛擬實習(xí)室可由交換機(jī)、服務(wù)器、各種終端（學(xué)員用機(jī)和教員用機(jī)）等組成交換式快速以太網(wǎng)，服務(wù)器端基于Windows 2000操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器采用SQL Server 2000，應(yīng)用服務(wù)器采用IIS4.0/5.0。系統(tǒng)采用C/S架構(gòu)，各個終端（包括教員用機(jī)和學(xué)員用機(jī)）都裝有LabVIEW平臺，在平臺上實現(xiàn)相互通信。

三、功能實現(xiàn)

學(xué)員進(jìn)入到網(wǎng)絡(luò)虛擬實習(xí)室中時，首先要進(jìn)行登陸和注冊，然后進(jìn)入到LabVIEW平臺，在平臺上通過LabVIEW編程制作的許多VI可以完成各種功能模塊。而在服務(wù)器端存在著用戶數(shù)據(jù)庫、領(lǐng)域知識庫、VI庫等數(shù)據(jù)庫，其中用戶數(shù)據(jù)庫中存放學(xué)員的姓名、學(xué)號等個人信息和上機(jī)實習(xí)的課時、所得成績等一些相關(guān)信息。

教員用機(jī)具有高級的控制權(quán)，在LabVIEW平臺上通過調(diào)用和學(xué)員們同樣的VI，可以實現(xiàn)對學(xué)員VI的控制。例如該VI如果是一臺虛擬的裝備，則教員可以在取得對學(xué)員VI的控制后在自己的VI上設(shè)置故障，那么學(xué)員的VI同樣會發(fā)生相同的故障，教員釋放控制權(quán)后學(xué)員就可以進(jìn)行排故練習(xí)。同樣，教員也可以通過這種方法向?qū)W員演示正確的實習(xí)步驟等。

對于用戶數(shù)據(jù)庫和領(lǐng)域知識庫服務(wù)器而言，學(xué)員和它們之間是單純的B/S模式，學(xué)員只能作為簡單的瀏覽器和它們進(jìn)行通信；而教員和它們之間是C/S模式，教員可以通過管理系統(tǒng)對這兩個庫進(jìn)行添加、刪除和改寫數(shù)據(jù)。對于VI庫服務(wù)器而言，教員和學(xué)員同它的關(guān)系都是C/S模式，因為教員用機(jī)和學(xué)員用機(jī)都裝有LabVIEW平臺。所不同的是，教員具有更高的控制權(quán)和優(yōu)先級別。

（責(zé)任編輯：張娟）</