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基于NI ELVIS的虚拟实验室平台设计

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简介：
本项目旨在开发一个利用NI ELVIS硬件平台构建的虚拟实验室系统，结合软件技术提供远程实验教学与研究环境。 本次设计的基于NI ELVIS的虚拟实验平台，在电路仿真软件中构建所需的电路，并利用LABVIEW虚拟软件搭建实验面板。这样可以将虚拟电路与显示平台有机地结合在一起，使我们能够在虚拟面板上观察大数据运行及数据变化情况。这种虚拟实验平台成本低廉且可重复使用，对教学非常有帮助。

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  • 基于NI ELVIS的虚拟实验室平台设计
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    本项目旨在开发一个利用NI ELVIS硬件平台构建的虚拟实验室系统，结合软件技术提供远程实验教学与研究环境。 本次设计的基于NI ELVIS的虚拟实验平台，在电路仿真软件中构建所需的电路，并利用LABVIEW虚拟软件搭建实验面板。这样可以将虚拟电路与显示平台有机地结合在一起，使我们能够在虚拟面板上观察大数据运行及数据变化情况。这种虚拟实验平台成本低廉且可重复使用，对教学非常有帮助。
     
  • 基于云平台的虚拟网络实验室功能设计实现
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    本研究致力于开发一个基于云技术的虚拟网络实验室，旨在提供灵活、高效且成本效益高的实验环境。通过详细的功能设计与实施，用户能够进行各种网络架构和安全性的实践操作与学习，极大促进教育及科研活动的创新与发展。 针对传统高校教学实验室资源利用效率低且维护成本高的问题，本段落设计了一种基于云平台的虚拟网络实验室。介绍了该虚拟实验室的整体架构、基本功能以及实现方法，其以Cloudstack软件为基础，采用Open API技术，并使用JSEE架构构建系统框架。最后搭建了测试平台并对系统进行了验证，结果显示该虚拟网络实验室运行稳定高效且易于管理，能够满足现代高校教学需求，代表了未来高校实验室的发展方向。
     
  • 让“公式”生动起来——基于NI ELVIS的通信课程实验平台.zip
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    本资料介绍了一种创新的教学方法，利用NI ELVIS平台使通信课程中的复杂公式变得直观且易于理解。通过实践操作，学生能够更好地掌握通信原理和技术应用。 让“公式”真实起来——基于NI ELVIS的通信课程实验平台 本视频演示介绍了Emona Instruments公司提供的DATEx通信训练仪与NI ELVIS结合使用的方法，帮助学生通过跳线连接实际硬件电路模块的方式，更生动地理解模拟、数字通信概念以及复杂的通信原理公式。在创建完通信系统硬件电路后，学生可以在LabVIEW及NI ELVIS平台上发送信号并测量响应，从而更加深入地了解通信电路系统的特征。
     
  • 虚拟实验室：发行于2019年的虚拟实验室
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    《虚拟实验室》是一款在2019年推出的模拟实验软件，为用户提供了丰富的科学实验环境和资源。它不仅适用于教育领域，也满足了科学爱好者探索知识的需求。 虚拟实验室是一种基于软件技术的教育工具，利用虚拟现实（VR）技术来模拟实际实验环境，使学生能够在不使用物理设备的情况下进行各种实验操作。这种技术在2019年得到了进一步的发展与应用，为教师和学习者提供了更加直观、安全且可重复的实验体验。 Unity是一款强大的跨平台游戏引擎，在开发虚拟现实应用程序中被广泛应用。创建虚拟实验室时，Unity发挥了重要作用，因为它具备3D场景构建、交互设计及实时渲染等功能。开发者可以利用Unity的可视化编辑器来创建逼真的实验室环境，并集成物理引擎以模拟真实世界中的重力和碰撞现象等，使用户在虚拟环境中体验到接近真实的操作反馈。 Blender是一款开源的三维建模软件，在动画制作、视觉效果以及游戏开发领域被广泛应用。它能够帮助设计并构建实验设备、化学试剂瓶及显微镜等实验室所需的3D模型，并确保其真实性和细节度。此外，Blender还提供了一套完整的工具集用于纹理绘制与后期处理以提升虚拟实验室的视觉效果。 可能使用C语言或相关编程语言（如C++）来编写底层代码，在虚拟实验室中实现高效且精确的数据处理和系统控制功能。由于性能优势，这些语言被广泛应用于复杂计算及实时交互场景。 在项目文件夹中通常包含源码、资源文件以及配置文档等资料。其中的源码可能分为前端（负责用户界面与互动）和后端（用于数据管理和逻辑操作），而资源则包括3D模型、纹理贴图及其他多媒体素材，以便于快速构建虚拟实验室环境。 虚拟实验室的应用范围广泛，涵盖了科学教育、医学培训及工程学等多个学科。通过这种技术手段，在安全的环境中进行高风险实验成为可能，例如化学反应测试或生物解剖等操作，并且教师可以实时监控学生的学习进度并提供反馈意见。此外，它还能够打破地理界限限制远程学习。 总体而言，虚拟实验室是利用Unity和Blender工具以及C语言编程构建出的一种沉浸式教育环境。除了丰富的互动体验外，还能提高实验教学的效率与安全性，成为现代教育技术的重要组成部分，并预示着未来教育方式的重大变革。
     
  • 基于MATLAB的电机及拖动虚拟实验平台设计.pdf
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    本文介绍了基于MATLAB开发的一款电机及其拖动系统的虚拟实验平台的设计与实现。该平台能够为学生和研究人员提供一个直观且高效的环境来学习和研究电机系统的工作原理、控制策略等，有助于加深对电气工程理论的理解并提高实践技能。 本段落档介绍了一项基于Matlab的电机与拖动虚拟实验平台设计的研究成果，旨在提升相关课程的教学效果，并帮助学生更好地理解电机的工作原理以及掌握必要的实验技巧。 1. Matlab简介：作为一款由美国MathWorks公司开发的专业数学软件，Matlab被广泛应用于算法开发、数据可视化和数值计算等多个领域。它具备强大的数据处理及绘图能力，能够生成直观的多维图像；同时拥有简单易懂的语言语法，并提供众多实用工具箱支持仿真实验等操作。 2. 电机与拖动课程概述：这门课结合了理论知识与实践技能的学习内容，在教授复杂工作特性的同时也强调安全规范的重要性。由于涉及强电实验，学生必须具备较强的操作能力和安全意识才能顺利完成学习任务。 3. 当前教学方法存在的问题：目前大多数高职院校采用以课堂讲授为主、辅以少量实际操作的方式进行电机与拖动课程的教学。然而这种方式往往会导致学生缺乏积极性且难以获得理想的学习成果。 4. 虚拟实验平台的设计理念：研究人员利用Matlab开发了一个包含变压器、直流电动机、交流电动机和控制电路四大模块在内的虚拟仿真环境，旨在为学生提供一个安全可靠的测试反馈机制，并通过直观的界面设计来实现不同参数设置下的实验操作及数据分析功能。 5. 平台界面与核心功能说明：该平台由主菜单页、章节选择页面以及具体实验场景构成。用户可以通过点击相应的按钮轻松切换至各个模块，进行包括测量数据记录在内的多项任务；同时借助Matlab Simulink构建仿真模型，并采用GUI技术设计出友好直观的交互式界面对应所需文件进行了编写和调试优化。 6. 实验操作实例：以三相异步电动机为例，在虚拟环境中学生可以根据自身需求设定实验参数，通过启动按钮开始或停止模拟过程；在观察电机转速、电流及扭矩等关键特性曲线的基础上分析其运行状况，并据此做出进一步判断与调整。 7. 教学实践效果评估：研究表明该平台具备操作简便、交互性强等特点，在帮助学员快速掌握核心知识点的同时也提高了实验的安全性和趣味性，激发了他们的学习兴趣和积极性。 8. 作者简介：戚英杰（江苏扬州人），讲师职称，硕士学历。主要研究方向为电机仿真控制技术领域；在本次项目中做出了重要贡献。 总之，此项基于Matlab的虚拟实验室设计有效结合了软件优势与课程需求，在提高教学质量的同时也为学生提供了一个安全高效的实验平台，有助于他们更好地理解和掌握相关知识及技能。
     
  • 包含配套VI的基于NI ELVIS的10个实验
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    本教材提供十项基于NI ELVIS平台设计的实验项目，并配有完整的视觉识别（VI）系统支持，旨在提升学生的工程实践能力。 基于NI ELVIS的10个实验（包括配套VI）
     
  • NI ELVIS教学平台入门指南（2011年版）
    优质
    《NI ELVIS教学平台入门指南（2011年版）》是一本专为初学者设计的手册，旨在帮助学生和教育者快速掌握NI ELVIS硬件及其配套软件的使用方法。该手册详细介绍了如何通过实验项目来学习电子学、编程和其他工程技术领域的基础知识。 ### NI ELVIS教学平台入门 2011年版 #### 一、NI ELVIS教学平台简介 **NI ELVIS**（National Instruments Educational Laboratory Virtual Instrumentation Suite）是一款专为教育领域设计的教学工具，旨在帮助学生更好地理解和掌握电子工程、物理和其他相关领域的基础知识与技能。该平台结合了虚拟仪器技术与实体实验设备，通过直观的操作界面和丰富的教学资源，为学生提供了高效的学习体验。 #### 二、NI ELVIS平台的起源与发展 ##### 起源 NIELVIS的概念最初源于美国加州州立大学圣伯纳迪诺分校物理学系教授Paul Dixon的一个想法。Dixon教授是虚拟仪器教学实验的先驱者之一，在他的推动下，NIELVIS平台逐渐成型。其最初的构想是为了利用LabVIEW软件和数据采集卡来满足大部分实验需求，并进一步集成常见的实验室仪器功能，如示波器、万用表、可变电压源等，以便于提供更为实际且灵活的实验环境。 ##### 发展历程 - **2003年**：NIELVIS II 教学平台首次推出。 - **2004-2006年**：不断进行升级和完善。 - **2007年**：发布了NIELVIS II+，显著提升了性能。 - **2008-2010年**：持续改进并增加新的功能模块。 #### 三、NI ELVIS II 教学平台特点 **NI ELVIS II**是该系列中的一款经典产品，它具有以下特点： - **USB连接**：支持即插即用操作，兼容USB 2.0标准。 - **多功能集成**：包括示波器、数字万用表、函数发生器等多种功能。 - **配套第三方实验板**：适用于不同学科的教学需求。 - **12种内置仪器**：涵盖了大多数基础实验所需的功能。 - **配套课程资料**：提供丰富的学习资源和支持。 ##### 硬件指标 - **示波器**： - 分辨率：16位 - 采样率：单通道1.25 MSs，双通道500 kSs - 带宽：1-1.5 MHz - 输入范围：±10 V - 耦合方式：ACDC - 连接接口：BNC - **数字万用表**： - 精度：5½位 - 最大测量值：60 VDC，20 Vrms，2 ADC，2 Arms，100 MΩ - **函数发生器**： - 分辨率：10位 - 输出范围：±5 V - 频率范围：0.2 Hz 至 5 MHz 正弦波；0.2 Hz 至 1 MHz 三角波方波 - 控制方式：软件或手动控制 - 连接接口：BNC或原型板 - **阻抗分析仪**： - 频率范围：0.2 Hz 至 35 kHz - 支持元件类型：NPN, PNP, 二极管 - **集成DAQ**： - AI采样率：1.25 MSs 单通道，500 kSs 双通道 - AO更新率：2.8 MSs - DIO数量：24个 - PFI数量：15个 - CTR数量：2个 - **可变电源供电**： - 分辨率：10位 - 输出范围：0至+12 V，0至-12 V - 电流限制：3 A（连续） - **原型板** - 多种连接器和插座 #### 四、NI ELVIS II教学平台的改进版——NIELVIS II+ **NIELVIS II+**在此基础上进一步提升了性能： ##### 硬件指标 - **示波器** - 分辨率：16位 - 带宽：20 MHz，采样速率高达5 MS/s（单通道） - **函数发生器** - 输出频率范围扩大至10 MHz正弦波 #### 五、NIELVIS平台的应用领域 NI ELVIS 平台不仅适用于电子工程和物理实验，还广泛应用于计算机科学中的数字信号处理课程以及机械工程领域的传感器技术和控制系统等。 #### 六、教学价值 NIELVIS平台为学生提供了一个将理论知识转化为实践操作的机会。通过动手实验，学生们可以更深入地理解概念，并培养解决问题的能力。此外，丰富的配套教材和资源如实验室手册和支持视频进一步提升了学习效率与效果。对于初学者而言，它是一个非常有价值的入门工具；而对于有一定经验的学生来说
     
  • LabVIEW及NI-ELVIS实验教程实例.zip
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    本资源为《LabVIEW及NI-ELVIS实验教程》实例集锦，包含多个电路设计和编程实验案例，适用于电子工程与计算机科学相关专业的教学和自学。 LabVIEW与NI-ELVIS实验教程实例提供了详细的指导和实用的案例。通过这些教程，学习者可以更好地理解如何使用LabVIEW软件结合NI-ELVIS硬件进行各种电子工程项目的开发和测试。
     
  • 基于LabVIEW的远程虚拟通信实验室的设计与实现
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    本项目旨在设计并实施一个基于LabVIEW的远程虚拟通信实验室，利用其图形化编程界面和强大的数据处理能力，实现了实验设备的远程访问、控制及数据分析功能，为教育和研究提供了灵活高效的解决方案。 传统通信类实验课程需要购置大量仪器设备用于教学，在操作过程中，设备故障或老化会影响实验进度。鉴于《通信原理》、《现代通信技术》等课程的教学现状，本段落在Labview2009平台上开发了一个远程虚拟通信实验室系统。该系统可以根据主要知识点设计和扩展实验项目，并允许学生通过网络随时访问进行实践学习，加深理论知识的理解并提高学习效率，同时也能帮助高校节省大量资金。 文中以线性分组码编解码系统和二进制频移键控（2FSK）调制解调系统为例，详细介绍了该系统的具体设计与实现。
     
  • 基于QT的跨平台虚拟键盘的设计与实现
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    本项目旨在设计并实现一个基于QT框架的跨平台虚拟键盘，支持多种操作系统，提供灵活、便捷和高效的输入方式。 为了应对QT在Windows、Linux以及嵌入式Linux-arm等不同平台下缺乏开源且高效的虚拟键盘（包括中文输入法）的问题，并解决由于QT版本升级导致的代码不兼容问题，我们设计并实现了一个跨平台的虚拟键盘解决方案。此方案首先构建了英文虚拟键盘和SQLite3中文字库，然后利用QT底层信号与槽机制及事件过滤功能，开发出了支持中文拼音输入的功能接口，并通过结合SQLite3数据库查询技术实现了从中文拼音到汉字的有效转换、匹配、选词以及显示等功能，从而实现对中英文的全面输入支持。最终，在不同平台上对该虚拟键盘进行了测试验证，结果显示其性能表现良好。