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基于LabVIEW与Access的虚拟实验教学系统论文

基于LabVIEW与Access的虚拟实验教学系统论文1虚拟实验教学系统总体框架虚拟实验教学系统的研发采用模块化设计思想，根据系统的功能实现划分为登录模块和实验模块。系统应用教育电子身份号(e2ID)实现系统用户的实名制。e2ID是教育管理部门根据个人基础信息和随机数生成的标识码，可以在设定用户实名制的同时保障用户的隐私。e2ID用户在通过身份验证后才能够使用系统各项功能，这样不仅保护了系统的私有数据，也给整个实验教学系统程序提供了安全屏障作用。用户登录后，可以查看以往实验的成绩、并选择实验自行开启操作演练，实验完成后还可将实验结果的分析报告进行保存和提交。此外，还可以对系统提出建议，管理员会实施可行性改进处理。管理员还能适时增加实验操作的例程设置，使实验选择不至于局限，从而开拓加强系统学习应用领域中学生才能的广泛发挥和展现空间。特别指出的是，LabVIEW内部有大量的用于信号处理的分析函数，因此尤其适合《信号与系统》、《数字信号处理》和《通信原理》等课程的虚拟实验项目开发，本系统的实验模块采用可扩展设计，并以信号调制解调实验为例介绍实验模块的设计与实现。2用户登录与管理模块的设计与实现2.1LabVIEW与数据库系统可以访问数据库来实现用户登录及管理，但是LabVIEW本身并不具备数据库访问功能，通常利用其扩展工具包来解决这一问题。研究可知，常规情况下可使用以下5种方式实现LabVIEW与数据库的连接。具体论述如下。1)利用NI公司的附加工具包LabVIEWSQLToolkit进行数据库的访问;该工具包集成了一系列的高级功能模块，这些模块封装了大多数的数据库操作和一些高级的数据库访问功能。不仅功能强大，操作简单，而且也不需要学习SQL语法，但却需要额外购买，价格昂贵，将会增加系统成本。2)利用LabVIEW的ActiveX功能，调用MicrosoftADO控件，选用SQL语言实现数据库的访问;使用这种方法需要用户对MicrosoftADO控件以及SQL语言有颇深的了解，并且需要从底层经由复杂的编程才能获得实现，这对于大多数用户来说也是不现实的。3)通过调用动态链接库(dynamiclinklibrary，DLL)实现数据库访问，先编写DLL，再利用LabVIEW的调用库函数节点(callingfunctionnode，CLFN)调用此DLL访问数据库。该方法的执行过程需要配合以复杂繁琐的编程，因而不利于非专业编程人员设定功能的预期达成。4)利用中间文件存取数据。先将数据暂时存放在开发平台中的文件夹，待仿真结束后再用专门的软件工具将数据导入到数据库中。这种方法操作过程繁复，并不利于使用。5)利用第三方开发的免费工具包LabSQL来进行数据库的访问。LabSQL进行数据库访问实际是利用MicrosoftADO和SQL语言将繁杂的低层操作通过封装来生成实现的。也就是，将其转换为许多对应的LabSQLVis，简单易用。综上分析比较可得，本文设计的数据库访问是采用免费的工具包LabSQL来支持实现的。因其不仅能免费获取，应用简单便捷，同时，几乎还可以对任何类型数据库设计配备查询或操作，实用性强，为教学系统研发提供理想工具便利。本文采用的是Access数据库。在使用LabSQL之前.首先需要在Windows操作系统的控制面板中，调用“ODBC数据源管理器”创建的Access类型的MDB数据库。在登录系统中很多时候都要用到数据库连接，因此将其作为一个独立的VI，首先创建connection对象，然后利用ADOConnectionOpen.vi建立与数据库的有效连接，“DSN=mydb”，并调用SQL获取数据库中的全部信息，最后引用ADOConnectionClose.vi关闭与数据库之间的连接。2.2用户权限用户登录系统中设置有用户权限，分别为管理员用户和普通用户。进一步地，管理员用户登录后的主界面包括“实验操作”、“用户管理”、“修改密码”、“退出管理”等功能项目，而登录账号的权限是普通用户时，“用户管理”这个事件结构属性将设置为不可见，从而将不会具有“用户管理”这一项功能操作。2.3用户登录用户登录与管理系统的主程序利用事件结构，分别建立“用户登录”、“用户名”、“用户密码”、“进入系统”、“用户管理”、“修改密码”、“退出系统”等7个子事件。利用用户名和用户密码进行用户登录。如果用户名、密码和数据库的数据匹配，则进入登陆后主界面;反之如果用户名、密码和数据库的数据并不匹配，系统将出现“您输入的用户名或密码错误，请重新输入”的错误提示。用户登录后主界面除了基本的功能按键，主界面的左边显示有用户的基本信息，包括“用户名”、“用户权限”、“登录次数”以及上次登录的时间。2.4用户管