基于Web的实时远程实验系统的研究与应用

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随着高等教育的快速发展,学生越来越多,但实验资源的增长却受到了限制。在资源有限的情况下,资源的浪费情况也很普遍。高等院校实验室的使用效率成为影响教学质量的重要因素,如何充分利用有限的实验室资源,成为一个急需解决的问题。同时,科学技术的发展使得社会对高水平的实验室的需求越来越大,但高水平的实验室往往只是存在于少数的科研机构内,如何使得各种社会团体和个人都能方便地使用这些珍贵的资源,是一个很有实际意义的课题。 远程实验系统是解决以上问题的好办法,它能突破传统实验方式在时间和空间上受到的制约,使得实验人员能够自由的安排时间,灵活地选择实验地点,充分地使用实验资源,提高科研工作的效率,降低研究成本。而且,通过建立远程实验系统,还可以研究基于Web的控制的关键技术,例如网络传输的实时性、视频监控等等,并为基于Internet的控制的研究建立一个实验模型,在这个模型之下,可以研究Internet的各种特性对于控制质量的影响。 本文把信息领域的技术和控制领域的技术结合起来,以华南理工大学三菱电机FA(Factory Automation)实验室为基础,提出了基于Web的实时远程实验系统的基本方案。首先介绍了本课题研究背景、目的和意义,以及国内外对于相关课题的研究现状。然后对基于Web的控制系统的相关理论进行阐述,包括系统的B/S架构和基本模式,并针对远程实验系统的特点,提出了一种系统的组成方法。接着对与实时远程实验系统相关的关键技术进行详细的论述,包括网络传输、数据通信、视频压缩与视频监控、网络时延的处理,最后以实现远程温度控制为例子,详细说明系统各部分的实现方法,总结了课题中所完成的工作,并针对系统目前尚存在的不足论述了今后发展和完善的方向。
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