基于電子技術實訓實驗的聯合仿真系統

王哲+陳禮輝+陳飛

摘 要：本文基于Multisim 2013和LabVIEW 2012搭建了一套電子技術實訓實驗系統。基于B/S軟件架構體系，利用兩者軟件的接口技術和兼容性，實現電子實訓實驗的仿真。本系統以LabVIEW作為載體，結合Multisim實現聯合仿真，采用WEB技術搭建仿真實驗平臺。本系統采用模塊化設計，具有用戶登錄模塊，用戶管理模塊，電子實訓實驗模塊，學生課程管理模塊，實驗報告提交模塊。本系統操作簡單，學生可以通過局域網訪問，實現數據交互。該實驗系統能將電子實習中的電路進行仿真并得到仿真結果，便于學生能更好的理解和分析電路。

關鍵詞：Multisim；LabVIEW；電子實訓實驗；聯合仿真；數據交互

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.12.155

0 引言

對高等工科院校來講，實驗室起著相當重要的作用，實踐教學是學生教育發展中不可缺少的教學環節，對幫助學生理解授課內容起著非常重要的作用[1-2]。在實踐教學中，儀器設備缺乏和學生人數多是一個突出的矛盾，為了解決這個問題，虛實結合的教學手法應用到很多高校的教學當中。本項目不僅可以幫助教師在課堂上更好的表述所傳授的內容，展現電子實訓項目中的基本電路，方便教師的講解和現場演示，突破現有實驗狀態的束縛[3]，而且實現了“實驗室”走進課堂，“儀器”搬上講臺，學生能更直觀地了解儀器操作和電路原理，對電路實現過程細節進行放大，加深實驗的理解和消化。本項目還可以實現線上教學，學生可以通過局域網訪問實驗網站，對相關電路進行自學，可以與教師的線上溝通，師生交互更加方便，更及時的反饋當堂學習情況。這樣大大提高了教師的授課效率和學生學習效率，新穎的形式也能提高學生的學習興趣，使學生加深對課程的理解，從而達到更好的學習效果。

1 實驗平臺的設計思路

本文采用兩種軟件進行設計。Labview2012的圖形化設計能夠提供簡單的操作界面和使用平臺。Multisim2013自身提供各種電路元件，方便對電路進行設計和仿真，同時具有與labview通信的功能[4-6]。本系統使用兩款軟件，建立了集用戶登錄與管理，實驗仿真、報告提交與修改、線上自測、網絡發布等諸多功能于一體的電子技術實訓實驗系統，實現了Labview與Multisim的聯合仿真[7]。

2 實驗平臺的設計與實現

2.1 用戶管理及登錄

本文將用戶登錄界面作為主界面，其余部分作為子程序進行嵌套。主界面主要實現對用戶的安全管理，即需要用戶名和密碼方可查看個人信息和使用系統。登錄界面分為教師登錄和學生登錄，不同人員的登錄顯示不同的操作模塊。

2.2 提交報告和修改報告

學生在完成實驗操作后，可以將自己的數據和實驗的結果寫入提交報告的模塊中，被提交的實驗報告存入數據庫；同時，教師則可以在修改報告模塊中調用數據庫中的實驗報告，實現對報告的閱讀和修改。

2.3 實驗操作

學生實驗部分主要是針對在電子實習中的基本模塊電路，這些電路也是模電中的經典電路。該項目中，主要涉及4個電路實驗，主要是采用labview中的選項卡的思路，配套的有該電路的原理介紹，參數設計要求等。使學生在實驗操作時不僅僅是做實驗而做實驗，更加是做到懂實驗而去做實驗。

2.4 線上自測

本系統所述的實驗系統還具有線上自測的功能。學生在自測時，隨機抽取規定數目的測試題形成一份試卷最終統計成績并存入數據庫。

2.5 網絡發布

本系統還采用WEB技術搭建仿真實驗平臺，用戶可在客戶端通過瀏覽器輸入網頁網址來訪問服務器上的應用程序，這樣可以實現學生學習不受場地和時間的限制，學生可以在需要的時候登錄網頁網址，學習相應的知識。

2.6 數據庫的建立和使用

該系統涉及到數據量很大，所以需要建立數據庫[8]，本系統中采用的數據庫連接工具是labview中的LabSQL功能，它能很好地將數據庫中的內容與系統實現數據交互。在用戶管理和登錄模塊，自測題模塊等都用到了數據庫。

3 結論

系統以LabVIEW為開發平臺，結合Multisim仿真軟件，將電子實習的內容從電路板搬到計算機上，學生對課程的理解和掌握起到一定的作用。該系統集合了學生信息管理和作業報告的功能，方便老師在上課時對學生信息的掌握和對課堂效果的實時反饋，學生實習報告可以直接在計算機上進行批閱和點評，實現無紙化教學的轉變；系統加入網絡訪問的功能，課堂教學資料以及教學實驗，方便學生隨時的預習和復習；增加學生自測題系統，簡化考核方式。

參考文獻：

[1]JEFFREYTRAVIS.LabVIEW大學實用教程[M].電子工業出版社，2008.

[2]黃奇瑞.基于Multisim和LabVIEW的比例運算電路聯合仿真[J]. 電子測試，2015（17）：58-60+75.

[3]周艷，陳永建.基于LabVIEW和Multisim的虛擬電子實驗系統[J]. 計算機系統應用，2013，22（11）：70-73+36.

[4]謝頌民.基于LabVIEW和Multisim電子電路遠程虛擬實驗室的設計[D].湖南師范大學，2015.

[5]陳海生，王峰，郭曉云，鄧銳，陳亮.一種LabVIEW和Multisim聯合仿真的方法[J].電 氣 電 子 教 學 學 報 ，2014，36（02）：118-120.

[6]于文波.基于LabVIEW的電工實驗輔助教學考試系統設計與應用[J].沈陽工程學院學報，2011，07（01）：122-125.

[7]唐亞鵬，侯媛彬.基于LabVIEW的實踐教學平臺與Access數據庫的開發[J].計算機技術與發展，2011，21（05）：219-222.

[8]尹技虎，王峰.基于LabSQL的LabVIEW數據庫訪問技術[J].儀表技術，2011（04）：55-62.

作者簡介：王哲（1996-），女，山東淄博人，本科在讀。