基于网络的虚拟仿真实训系统的设计与开发

　　构建一个虚拟的仿真实训系统，不仅可以为学生提供实验指导，而且还能在一定程度上有效的促进老师能够及时的了解学生的学习状况，切实的提高课堂的教学效率。因此，我们就应加强研究与分析基于网络的虚拟仿真实训系统的设计与开发，确保学生能够随时随地的展开计算机实践操作，提高学生的动手实践能力和计算机操作能力。本文就针对基于网络的虚拟仿真实训系统的设计与开发展开具体的分析与讨论。

　　1 总体设计

　　就针对传统的虚拟仿真实训系统而言，其通常都是使用现场总线网络的连接方式，通过使用 RS-232 串行通讯接口以及“全双工” 的通讯方式，这样虽然能够在一定程度上提高系统的使用效率，但是其使用功能还较不完备。就针对传统的系统控制室的控制模型而言，其只是由部分模块组成，还无法满足现代计算机教学的实际需求。因此，在开发与设计基于网络的虚拟仿真实训系统时，就在此基础上增加了相应的机器手控制模型以及仓库控制模型等，这样就更加丰富了该系统的使用功能，提高了此系统使用的广泛性。而对于网络层的设计，也在原网络的基础上增加了教师工作站以及数据库服务器等多个子系统，目的是实现老师与学生的良好沟通，确保老师能够及时的了解学生的学习状况。而 PLC 和教师工作站主要采用的是以太网形成的 C/S 构架模式，确保实现数据的良好交互，数据库服务器与学生工作站则采用的是 B/S 构架模式，这样就将网络升级成为了多层网络，使得整个系统不仅具备基本的通讯功能，而且还具备数据存储管理和资源开放和共享的功能。

　　2 系统的设计原则

　　2.1 系统的可扩展性该系统开发与设计的主要目的就是：为学生自主学习提供一个较为开放的学习环境，可以帮助学生进行自主实践操作，能够切实的提高学生的计算机操作能力。其中，该系统的功能需求虽然相对稳定，但是倘若在实际使用过程中需要增添某些应用功能，就应保障该系统能够具有较强的可扩展性，且能兼容不同平台，这样才能发挥出该系统的使用价值。因此，在实际的开发与设计时，就应采用预留接口的方式，为整个系统的升级提供方便，这样不仅可以满足基本的应用需求，而且还能为系统以后的升级提供预留空间。

　　2.2 系统简洁、易使用、易维护性在开发基于网络的虚拟仿真实训系统时，不仅要遵循系统的可扩展性原则，而且还应保证系统界面的美观性，确保实现功能的完善。且在设计时，还应注重系统的可维护问题，一旦系统在使用时出现故障问题，就能及时的对其进行操作，确保能够给使用者更好的用户体验，以此来不断的增强学生以及老师的应用兴趣。

　　3 功能分析

　　3.1 数据相互通讯功能就针对传统的实训室而言，其还不具备完善的数据通讯功能，这样相应的数据信息就无法做到共享们，也就会影响高校计算机活动的开展质量。譬如：在实际的教学过程中，老师往往会采用分组合作的方式将学生分为不同的小组，而每个学生分别需要编译不同的模块，而当需要将这些模块组合起来时，就对数据的通讯功能提出了更高的要求。虽然采用外存储器的方式可以达到相应的数据通讯效果，但是在实际的使用过程中很难保持程序的一致性和完整性，这样也就会给整个实训课程的展开带来影响。而该系统在设计与开发时，主要采用了以太网 + 教师工作站的 C/S 架构实现，并在教师端安装了相应的组态管理软件，这样学生就成为了整个架构中的子模块，这样就能确保在该架构中的子模块都能通过 C/S 以太网来实现数据信息的共享。

　　3.2 数据管理与存储功能数据库是实现数据管理和存储的主要平台。而就针对传统的虚拟仿真实训平台而言，其多数都设置的为数据库服务器，这样只能实现数据信息资源的管理和调用，还无法实现信息资源的共享。而该系统的数据库服务器则主要安装了 Microsoft SQL Server，其不仅可以实现对数据的高效管理，而且还能存储大量的数据，确保能够更加提高该系统的使用效率。

　　4 关键技术

　　4.1 资源控制和管理技术资源控制和管理技术的使用主要就是实现数据的存储与管理功能。其中，资源按照性质的不同，可主要分为：软资源和硬资源两种。而在对软资源进行管理时，主要就是通过数据库管理系统实现的。由于数据库系统具备数据函数、数据表以及数据视图等数据管理工具和方法，有利于管理大量的数据信息。而在管理硬件资源时，主要采用的是独立开发的权限管理模式，及时的将各个学生工作站的 IP 地址以及相关状态信息存储到数据库中，实现对每个工作站运行状态的监听。

　　4.2 系统集成和优化技术要想实现数据信息的共享，就需使用系统集成和优化技术。其中，该系统软资源的集成主要就是通过 Microsoft SQL Server 数据库进行开发，并结合了以太网的 C/S 网络设计，使得整个系统信息资源能够更好的得到共享与交流。而在设计学生工作站时，主要就是 Web 站点开发，这样每个学生都能在该站点上了解到课程信息以及下载到自己所需的资源，确保能够提高学习效率。因此，系统集成和优化技术的使用，不仅可以实现数据资源的共享，而且还能给课程活动的展开提供一个科学化的平台，确保能够提高学生的计算机操作能力。

　　5 结论

　　不断的研究与分析基于网络的虚拟仿真实训系统，对于有效的提高整个系统的实用性以及不断的为计算机教学活动的展开提供便利，确保提高学生的计算机操作能力都具有至关重要的作用。因此，我们应首先认识与了解该系统的总体设计思路以及系统在设计时所要遵循的基础设计原则，进而再对整个系统的功能以及所使用的技术进行分析，确保能够更加完善整个系统的功能，以此来有效的提高系统的实用性，确保为学生提供一个更加开放式的学习平台，引导学生能够积极的参与到实训课程的开展过程中，以此来不断的提高学生的计算机操作能力，确保为社会的发展输送更多的高质量计算机应用人才。

　　参考文献

　　[1] 陈长全 . 虚拟仿真实训平台的研究与设计 [J]. 电子世界 ,2018(17):125-127.

　　[2] 杨中兴 . 虚拟仿真实训系统在实训教学中的应用研究 [J]. 辽宁高职学报 ,2018,20(02):40-43。

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