探讨电工电子虚拟实验室关键技术研究与创新

1 虚拟实验室的概念界定

电工电子虚拟实验室技术简单讲就是一个虚拟的现实中并不存在的完全网络化的实验室。

虚拟实验室的形成条件首先是我们必须具备虚拟仪器, 这种仪器通过计算机内配备的软硬件设施, 获得超越一般仪器基础功能的特殊功能。它为仪器重新下了定义, 将以往很多仪器的功能交由计算机软件来完成, 而众多仪器的具体使用、统一管理由计算机中央处理器来完成, 那么一台计算机可以虚拟出十多台仪器设备, 充分利用计算机内部软件的功能作用大大提高了设备使用效率, 不仅节约了大量资金和资源, 更能充分满足用户需求。

其实虚拟实验室仅仅只是在电脑上将各种所需的各种仪器依据实验要求组装成一个虚拟的实验系统, 这个虚拟的实验系统就可以实现原料的增加、实验条件的改变、数据的记录以及实验结果的分析这一系列的流程。

2 电工电子虚拟实验室的技术结构

目前主要分为两种:一种是传统的于20世纪研发的C/S体系 (客户机服务器) ;另一种是在原有技术基础上随着网络技术的发展而研制的B/S结构 (服务器、浏览器) 。

2.1 传统的C/S结构体系

这种结构体系分为客户端与服务器两层结构, 其实就是客户端体系仅仅是将前台命令进行划分, 分为用户界面管理、数据处理、请求发送等等, 但是由服务器系统来执行和完成前台的指令, 例如实际控制设备、对数据库进行管理、应答客户的请求等等。

2.2 新型的B/S结构体系

新型的结构体系进展为三层结构, 指的是服务器和浏览器结构。客户端是标准的浏览器, 标准化的Web服务器成为了服务端, 浏览器则变成了客户端, 发送执行的请求。增加的结构就是中间的万维网环节, 用户可用它进行设定, 这样的体系变得更加完整。

3 电工电子虚拟实验室技术以及系统的实现

要想成功设计电工电子虚拟实验室, 需要很多关键技术的支持, 以下将进行简单介绍:

3.1 管理系统

管理系统设定了新的开发系统标准, 使得系统可以进行多层开发, 框架更易建立, 同时还使企业的应用程序变得更加简单。例如浙江大学则使用了Struts+Spg+Hibe+ate (SSH) 结构进行了虚拟网络实验室的分层结构开发。

3.2 可扩展标记语言技术的应用

可扩展标记语言技术英文简称为XML, 它是一种文本数据形式, 利用这项技术可以在实验中将仪器的专业名称、具体属性以及操作的标准化流程等信息都以XML的形式储存起来, 这样简化中间环节更加便于信息的相互传导, 使电子电工虚拟实验适应网络传输。同时XML技术还能根据具体用户创设的不同实验系统设置不同的场景, 传输到服务器终端供用户采集信息。

3.3 多服务器的技术应用

多服务器架构的技术主要是为了提高电子电工虚拟实验室的安全性和稳定性, 比如说可以在数据库服务器上架设MYSQL型号的具体器械, 这样便能实现用户直接利用外部框架来操作系统;也可以借用Apache Tomcat服务器的web服务器功能实现不同资源的深度开发和合理利用。这时候计算机中央处理器只需将各种要求一起发送给多个用户, 便实现多服务器的联合运用, 保障在电工电子实验室中完成各项实验。

3.4 Modelica设备的应用

Modelica的语言形式是以等式为主。在现实情况下, 很多实验室仪器的仿真计算机软件可能无法真正像真实仪器那样运转, Modelica设备则解决了这一问题。与此同时, 它能够实现了系统的统一建模, 共同开发拓宽多课程的网络实验室, 是电工电子虚拟实验室中一项非常重要的技术。

4 电工电子实验室技术的创新

4.1 提高系统防范恶意攻击的能力

在网上进行实验, 一旦遭到恶意攻击或者中了病毒, 整个系统可能都会崩溃, 所以安全显得非常重要。所以还需要对套接字进行加密。虽然这是一个异常复杂的过程, 但“Java安全套接字”能够屏蔽算法协调、密钥改变、身份验证以及数据加密等具体细节问题, 即它屏蔽了其他通道, 只允许用户自己来创建套接字, 这样可以更加使必要的协商和密码的服务器套接字变得更加透明化, 自然系统安全度也会提高。电工电子虚拟实验室就可以考虑将这项技术加入系统程序, 将整个系统程序的安全等级提高。

4.2 客户端JRE的自动安装

目前的虚拟实验室的网页是会提供JRE的下载链接, 用户需自行下载安装, 这样效率比较低下且易出现问题。所以可以设置一个程度使JRE能够自动安装。可以不借助Applet程序, 选用其他网页脚本来实现, 例如Active X。

5 结语

综上所述, 电工电子虚拟实验室适应新时代网络技术的发展, 在未来必定会进一步发展, 将运用于社会的各项领域, 为各项实验的顺利开展做出不可磨灭的贡献。我们也应当不断对相关关键技术进行研究, 对技术还存在的问题进行改善, 使电工电子实验室能够更加完善, 更好地运用于现实生活当中来。

摘要：最近, 虚拟实验室受到人们广泛的关注, 其中的电工电子作为重要组成部分自然也成了相关研究人员研究的重心。它的主要内容包括需求分析、框架结构、协议设定和开发架构等, 这些内容的技术都必须紧跟时代快速前进的步伐, 所以都需要一直研究创新。本文分析电工电子虚拟实验室技术现存具体问题, 为其关键技术的未来发展奠定良好的基础。

关键词：电工电子,虚拟实验,技术研究,创新

参考文献

[1] 张风利.探究电工电子虚拟实验室关键技术研究与实现[J].课程教育研究 (新教师教学) , 2013 (3) :275-134.

[2] 欧阳星明, 姚小龙, 谢欣荣.网络虚拟实验室的设计与实现[J].计算机课程, 2004.