电子技术虚拟客户端有何研究动向

　　很多教学实验基地开设了电子技术实验室，下面小编首先介绍一篇优秀的电子技术期刊《电子技术应用》杂志以应用为主，坚持技术与应用，产品与研发，产业与市场相结合的办刊宗旨。刊载与计算机技术、自动控制技术、通讯技术及集成电路应用技术相关的创新、实用文章。以专业的视角，严谨的态度，科学的数据向读者提供第一手的应用方案，技术趋势及产品信息。每年刊出各类技术文章三千余篇，得到电子行业广大工程技术人员销售人员及厂商的关注。

　　摘要：针对电子技术发展与建设的瓶颈，提出了一种虚拟实验系统客户端，并对该系统所涉及的功能及任务进行分析，提出了开发界面设计、电子元器件数据库生成、电子线路设计实验工具箱、电路原理图数据化生成过程及网络表文件分析、电路原理图再优化调整过程。

　　关键词：虚拟实验室;客户端设计;生成电原理图;数学模型

　　引言

　　电子技术实验室是闽南理工学院示范性实验教学基地，也是电子信息工程、电气自动化等专业重点建设的实验室之一，在目前以信息化教学为主导的引领下，从实验教学的实用性、便捷性和经济性考虑，构建基于VisualC#.NET开发设计的虚拟电子技术实验教学客户端平台，是目前我院实验教学电子化、信息化管理建设的一个重要任务与发展方向。

　　1客户端系统的设计

　　针对电子技术虚拟仿真客户端系统项目需求的角度进行分析，确定了系统中各个子系统的主要功能及任务。研究了客户端界面的设计原则，提出了基于VisualC#.net的客户端设计方法及数据库的设计原则。

　　1.1客户端系统需求分析

　　功能结构如图1所示。客户端的主要任务不是确定整个系统怎样完成工作，而是确定这五个子系统必须完成哪些工作，可以说是对系统客户端实现的功能提出完整、清晰、具体、准确的要求。需求分析过程要求客户端要完成的具体任务如下：首先明确对客户端的综合要求，主要包括性能要求、功能要求、运行要求及其它要求。性能要求包括数据准备度、响应时间、和适应性能要求;功能要求主要描述了整个系统要完成的全部功能;运行要求是对系统运行过程中硬件环境、软件、接口的要求;其它要求主要包括安全性、可靠性、保密性、可维护等方面的要求，以及今后可能涉及到改进升级问题做出分析。系统数据要求分析，通过对系统的信息流向归纳抽象出系统的数据逻辑关系，并对系统的动态数据、静态数据、数据库类型、名称以及数据采集方式进行详细描述。导出目标系统的详细逻辑模型，根据上面两项分析得出客户端系统的详细逻辑模型，并用数据流图、IPO图、数据字典来表示。

　　1.2系统设计流程

　　系统客户端共包含5个子系统：身份认证子系统、通信子系统、工具箱子系统、电子元件数据库子系统、电原理图自动生成与调整子系统。用户只要通过校园网使自己的计算机联入Internet，就可以通过客户端访问虚拟实验系统。客户端是用户直接打交道对象，多个客户端可以同时登录到系统服务器，同时完成不同的实验。

　　2建立数学模型

　　实验电路原理图自动生成的过程，本质上就是对实物电路图到电路原理图的转换过程。要完成这一转换过程，需要对实物电路进行建模，对电路的各个组成单元进行抽象、分析、统合、识别的过程。电子元器件的建模是在面包板建模的基础上进行的数学分析，它与元件的端口数、元件的插入位置有关。下面是以二端元件电阻为例进行建模的过程(其它元件与二端元件建模相似)。在面包板上确定二端元件的两个插孔E2、F2，然后从插孔引出两上引线并在这两根引线上替换成电阻的符号图，如图3所示。对应的电阻元件信息表，如表1所示。频率计等，一般在使用过程中都是利用仪器的两个探头与被测电路的两点相连，读取被测两点的数据。测量仪器的建模过程可以参考二端元件的建模方法，其过程基本类似。

　　3系统功能实现

　　虚拟电工电子实验系统设计的最大亮点就是为用户提供了电原理图自动生成的功能。用户通过面包板搭建实物电路后，只要点击系统客户端菜单下的“视图”-“原理图”选项，就能够在窗口中查看自动生成的电原理图。但是，由于这一过程是通过数学建模、解析、映射生成的，得到的电原理图并不一定是用户所需的最佳原理图，因此系统还为用户提供手动优化的方法，以提高转换效率。电原理图自动生成的基本原理：矩阵M中的各个元素与面包板上的所有插孔实现了一一对应关系，矩阵中的信息也代表了实物电路的相关信息，用户可以根据实物电路的互连信息网表修改矩阵T值，映射成最优化的电原理图。在修改矩阵M值相关元素时，还要考虑面包板本身插孔的互连信息。相通的插孔数值也应相同(同1或同0)，也就是说Ai=Bi=Ci=Di=Ei、Fi=Gi=Hi=Ii=Ji，并体现在矩阵中。

　　4效益分析及应用前景

　　随着闽南理工学院的发展状大，学生规模和实验室场所之间的矛盾越来越明显，学院在设备资金的投入也受到了一定限制。因此，电子技术虚拟仿真客户端系统的实现将解决这一主要矛盾，学生只要在网络上登入这一系统便可以完成相应的实验。当前我院还处于传统的实验教学模式，设备老化、实验场所限制、实验教学人员编制、实验室管理、实验工作量等问题都不能找出较好的解决方法。对这一问题，最好的解决办法就是借助计算机网络技术和数据库管理系统，对实验进行网络虚拟仿真，并对数据实行电子化管理。本课题的目的就是开发“电子技术虚拟仿真客户端系统”，通过这一系统为学生提供网络实验平台，实现实验数据信息管理的电子化，提供一个电子化的信息管理平台。

　　参考文献：

　　[1]韦有双.虚拟现实技术与系统仿真[M].北京：国防工业出版社，2014.

　　[2]江晓玲.基于WWW的网上虚拟电工电子实验室的建设[J].电气电子教学学报，2013.

　　[3]林君.网上虚拟实验建设方案与实现[J].黑龙江工程学院学报，2015.

　　[4]陈江平.虚拟实验室教学中的网络通信技术[J].计算机应用，2013.