哪个网站可以做一对一老师,网站建设从零开始教程,网站开发案例php,微网站开发用什么软件作文「通信原理虚拟实验仿真平台的设计和实现」共有 4564 个字#xff0c;其中有 2704 个汉字#xff0c;1316 个英文#xff0c;162 个数字#xff0c;382 个标点符号。作者佚名#xff0c;请您欣赏。玛雅作文网荟萃众多优秀学生作文#xff0c;如果想要浏览更多相关作文…作文「通信原理虚拟实验仿真平台的设计和实现」共有 4564 个字其中有 2704 个汉字1316 个英文162 个数字382 个标点符号。作者佚名请您欣赏。玛雅作文网荟萃众多优秀学生作文如果想要浏览更多相关作文请使用网站顶部的作文搜索引擎进行搜索。本站作文虽然不乏优秀之作但仅为同学们学习交流的习作不能当作范文使用希望对同学们有所帮助。摘 要通过研究Matlab与Java编程的开放接口本文阐述了通信原理虚拟实验平台的设计思路并以智能客户端的方式实现了该平台。利用网络和界面编程技术结合Matlab底层运算使得用户可以自由使用通信组件搭建和修改实验交互性强。关键字计算机应用技术虚拟实验通信原理仿真技术Matlab builder Ja中图分类号TP391.6 文献标识码A DOI10.3969/j.issn.1003-6970.2013.06.0010 引言通信原理是电子信息和通信工程类专业重要的专业基础课理论和实践性都很强不但需要掌握和理解基本的概念还需要通过课程实验来强化所学理论。为配合通信原理的教学活动各高校在该课程实验设置和投入方面花费了巨大的人力和物力资源。但一方面硬件实验设备易受损仪器的精确度所受干扰的因素过多使得学生在很多情况下很难得到理想效果另一方面由于实验设备损耗大、开销高和维护困难等局限性使得众多高校对该课程实验建设的投入明显不足有的甚至放弃实验教学[1-2]。虚拟实验技术作为现代实验教学的发展模式可以很好的解决以上问题[3]。虚拟实验通过利用软件模拟和仿真硬件功能让用户参与实验教学活动因其零损耗、灵敏度高、仿真结果稳定等优点已经在高校教学中得到广泛应用。1 国内外研究现状目前新加坡国立大学关注通信类虚拟实验的研究建立了示波器实验将LabView作为Internet工具之一充当仪器设备控制器级图形化用户操作平台进行信号处理、数据分析、存储和现实工作。国内研究方向在通信课程虚拟实验的主要由北京邮电大学、中南大学和吉首大学。北京邮电大学和吉首大学主要关注基于Matlab Web Server的远程通信网络虚拟实验室只能够完成部分给定实验其以演示性实验为主中南大学则使用自己创建组件的模式用Java和开源包Jmatlink实现Java和Matlab的通信使用Java Applet实现部分简单的通信原理实验[4]。2 虚拟实验关键仿真技术2.1 Matlab builder JAMatlab有多种应用部署产品[5]。如表1所示Builder产品主要由Matlab Builder EX(支持Excel)、Matlab Builder Ja(支持Java和Web)、Matlab Builder NE(支持COM、C#.NET、Web)。其中Ja产品支持Matlab函数调用、图形应用、Web应用、Web图形化所有Builder均需要Matlab底层运行环境(Matlab编译器)。Matlab在2006中添加了Matlab Builder JA又叫Java Builder是对Matlab Compiler的扩展。用Java类中形成一个Java组件或包。每个Matlab函数被封装为Java类的一个方法可以在Java应用程序中被调用并可以免费被部署到未安装Matlab的桌面应用或者Web服务器上。Builder JA允许Java调用Matlab的文件方便了Java进行复杂的数学运算。与Matlab对其他程序的外部接口相比Builder JA接口可以直接通过Java调用Matlab资源例如可以调用Matlab中的图形界面直接展示结果。Java在网络编程上比较简单可以通过混合编程开发基于Web的应用程序。部署组件必须在有Matlab编译环境的电脑上运行Matlab开发人员可以直接安装MatlabJava开发人员可以安装Matlab或安装MCR(Matlab Compiler Runtime)和Matlab Builder Ja组件包用户的终端机器上需要安装MCR如果使用Web figures的功能可以支持浏览器直接访问而无需安装任何插件此类功能类似于Matlab Web Server。3 虚拟实验平台的设计和实现3.1 平台总体结构设计3.1.1 目标和原则首先尽可能真实的模拟通信原理实验的理论和实际过程对实验的把握要准确平台要尽量简化以方便用户使用。其次使用Matlab作为底层运算环境最大限度的满足用户对通信组件的需求完成尽可能多的实验要有良好的扩展性。最后构建一个以通信组件为核心的通信原理虚拟实验平台支持用户使用通信组件自行搭建任意通信实验给用户最大的自由度和良好的交互体验。3.1.2 总体结构基于网络的B/S结构如图3.1将重要的数据操作和服务放在服务器端实现而一些面向用户的交互型操作多在浏览器端实现。其中前台表达逻辑和业务处理逻辑是客户端主要的事务逻辑数据库处理逻辑是数据库服务器端主要的事务逻辑数据库处理逻辑需要调用服务器数据库进行相应操作[6-7]。针对远程虚拟实验用户可以使用Matlab组件直接远程调用相应仿真软件的相关器件和脚本文件。开发人员只需事先开发好相应课程的用户界面和实验脚本用户无需安装相关软件只需要使用浏览器访问相应实验页面就可以进行实验操作。如图3.2所示通信原理虚拟实验平台的整体架构[8]包括3个部分服务器端、智能客户端和本地资源。服务器端和智能客户端间主要使用Java网络编程来互相传递数据智能客户端和本地资源间只要使用Matlab Builder JA调用本地函数传递数据智能客户端的界面主要使用Java SWT界面编程技术开发操作界面和虚拟实验组件实现组件拖拽、连接等操作并显示仿真结果。3.2 平台的实现实现通信类虚拟实验平台主要分为三部分一是实验中所需功能模块和需要设置的参数主要是在Matlab中编写的相关函数并且将很多相似功能写成通用函数以方便直接调用然后打成Jar包使用Java语言直接调用相关函数进行运算二是实现虚拟实验界面将所需组件集成在界面平台上实现拖拽、连接功能并且可以设置具体参数、查看实验结果波形和数据三是用户自定义扩展组件由Matlab用户可以自行添加相关Jar包实例化组件。主要实现过程 第一步编写Matlab中实现组件的函数并测试第二步使用Matlab deploytool将所需Matlab函数封装到Java类中并转换为Jar包并将Jar包导入到Java开发工程中。第三步配置运行环境未安装Matlab的环境需要安装MCR第四步Java实例化类调用Matlab编写的组件函数传递数据并组合调用多个组件函数测试组合调用结果是否正确第五步在界面中实现单独组件和组件间参数和结果传递实现组件拖拽和参数传递搭建完整实验原理框图并测试数据传递是否正确。3.3 BPSK实验[9]打开智能客户端输入用户名密码进入虚拟实验平台界面。根据BPSK实验框图3.3将实验所需器材从器材栏里拖拽到实验台上用鼠标将器材正确连接起根据需要设置器材的关键参数点击运行按钮即可从示波器和功率谱分析仪中看到实验结果。用户可以将所做的实验以XML形式保存到本地然后在教学管理主页中把实验提交到服务器中由老师进行指导和评分。4 结束语通信原理虚拟实验平台是对远程通信原理实验教学的一次有力探索验证了平台开发的可行性。在之前的设计基础上丰富了课程实验所涉及的虚拟仪器基本完成了通信原理的实验设计解决了实验器材的参数设置和普适性并初步引入了时间域上的概念。此平台在量化、编码、同步和仪器灵活性方面尚有待解决的问题此问题的解决可以使得此平台具有更大的灵活性和可扩展性不仅能够完成通信原理课程的虚拟实验而且可以成为涵盖通信类学科的综合性虚拟实验平台。参考文献[1] Sherry,L.Issues in Distance Learning.International Journal of Educational Telecommunicationsl(4),337365, 1995[2] Fuan Wen,“eLearning - Theories, Design, Software and Applications”,Open Web-Based Virtual Lab for Experimental Enhanced Educational Environment, ISBN 978-953-51-0475-9. April,2012.(InTech Open Access).[3]J.Wang,S.Chen,W.Jia,et al.The Design and implementation of Virtual Laboratory Platform in Internet. Proceeding of the First International Conference on Web-based Learning in China.2002.169~177[4]Yue Zhao, Fuan Wen, Rapid Implementation of Communication-related Simulation Equipment on the Open Web-based Virtual Lab, Advances in Electronic. Engineering, Communication and Management (EECM) vol.2,Dec.24-25,2011. Beijing, China. pp.417-424.[5]http://www.mathworks.cn/products/matlab/index.html?s_cidbaidu_matlab[6]焦瑞莉南利平李学华. 基于LabVIEW的通信专业远程虚拟实验室[J]. 国外电子测量技术(虚拟仪器)2005(3)4-7.[7]廖云伢.基于Java与Matlab集成的数字通信原理虚拟实验平台的设计与实现. 中南大学硕士学位论文.2007.[8]郭志强黄燕吴平. Java-Matlab集成方法的分析与探讨. 研究与开发2006年第6期15~17[9]周炯磐庞沁华续大我吴伟陵 . 通信原理. 北京邮电大学出版社.2005年11月:153-156通信原理虚拟实验平台的设计与实现由于信息技术和网络的发展通过网络实时上课、做实验已经成为可能。而通信原理实验课程由于真实通信设备昂贵、折旧快、维护费用高一般采用仿真软件来代替真实实验设备所以作为一门基于仿真软件的课程将其搬移到网络上开发设计虚拟实验室成为可能。本文研究的核心就是如何在网络上远程进行通信原理课程仿真实验。通过对国内外虚拟仿真实验领域以及相关文献的调研发现传统通信仿真软件主要有Matlab和Labview两种目前已有的虚拟实验平台主要基于这两种软件的Web Server服务进行二次开发可以通过设置参数进行给定实验的演示交互性较弱。本文采用Matlab作为底层运算环境基于Matlab和Java混合编程使用Matlab Builder Ja将实验所需组件封装为Java类和方法后在Java中以组件的形式进行调用。通过Java的网络和界面编程技术结合Matlab的底层运算使得用户可以自由使用通信组件搭建和修改实验交互性较强。本文以2ASK实验为例说明该平台及其组件的设计与实现过程并且通过该例证明了这种开发方式的可行性以及平台的可操作性。展开 通信原理虚拟实验仿真平台的设计和实现相关推荐:
