LabVIEW数字信号处理实验平台设计(2)
虚拟实验平台即虚拟实验室，而此概念的提出至今仅有10余年的时间，但因为其诱人的应用前景，各国均在大力开发，已经取得了很大的进展。在发达国家尤其是美国在该领域的研究和应用处于领先地位，在大学的普及程度相当广泛，其中麻省理工学院的Web Lab远程虚拟实验室于1998年开发并投入使用[4]。德国Ruhr大学网络虚拟实验室是一个有关控制工程的学习系统，它依赖各虚拟实验设备的仿真特性，实现对虚拟实验的交互式操作[5]。而在国内，虚拟实验室的建设也得到了应有的重视。它的实际应用在理工教学中非常广泛，尤其在电子、医学、建筑、生化等学科有重要作用。我国各高校也相继建立了虚拟实验室，典型的有：中国科技大学的物理仿真实验软件、大学物理虚拟实验远程教学系统等，浙江大学的虚拟实验室。此外，复旦大学、上海交通大学、陕西师范大学等一批高校，也相继开发了一批新的虚拟仪器系统供实验教学和科研使用。因此，本设计提出的方案是搭建基于LabVIEW数字信号处理实验平台以用于高校实验教学。
2. 虚拟仪器的概述
2.1 虚拟仪器的基本概念及结构
虚拟仪器是指利用应用程序将计算机与硬件功能结合起来的一种新的测量技术，也可以说是利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用，是未来测量仪器发展的一个趋势[6]。1986年，美国国家仪器公司提出了虚拟仪器的概念， 即“软件即仪器”，彻底突破了传统测量仪器在功能和操作方面的局限性，从而掀起了测量领域的一场革命。
一般来说，虚拟仪器主要由多种接口或具有这种接口的仪器来构成被测控对象和计算机。虚拟仪器系统包括应用软件和仪器硬件两大部分。应用软件是虚拟仪器的核心，该软件通过相关功能模块的有机组合构成不同的测量仪器。仪器硬件是计算机的外围电路，与计算机共同组成了虚拟仪器系统的硬件环境，是应用软件的基础；换言之，虚拟仪器就是由硬件仪器、计算机平台与应用软件构成的。因此，随着计算机技术的飞速发展，虚拟仪器将会有更广阔的发展前景。
2.2 虚拟仪器的特点
虚拟仪器具有以下6个特点：
（1）软件代替硬件功能。虚拟仪器通过软件功能来实现数据的采集与控制、处理与分析及数据显示等物理功能。对于传统的实验仪器来说，这些功能都要通过硬件电路实现。
（2）能够实现软硬件资源共享。虚拟仪器的最大特点是将计算机资源与仪器硬件、DSP技术相结合，实现共享软硬件资源。
（3）图形化的软件面板。参考传统的设备操作面板，采用可视化的图形编程语言，在计算机屏幕上创建图形化的操作面板，用户通过鼠标或键盘操作软面板来控制仪器实现具体的功能。
（4）扩展功能较强。在实验过程中可通过调用库中现有的各种虚拟实验仪器进行各种不同的实验，不用限于设备而无法做扩展实验。
（5）易文护。在实际应用中，可以通过修改虚拟仪器的属性来满足实验者的不同需求。
（6）能够网络传输。由于虚拟仪器在计算机环境下工作，因此虚拟仪器可以通过计算机连接网络来实现网络传输。
2.3 虚拟仪器开发软件介绍
建立一个虚拟实验平台，大致需要2方面的工作：用虚拟仪器代替实际仪器；用仿真实验代替真实实验。这2个方面的工作都是以软件为核心，目前，常见的虚拟仪器开发平台有Linux、WEB、LabVIEW等，其中LabVIEW最受人们欢迎。该软件具有强大的数字信号处理功能，因此本文选用LabVIEW作为构建虚拟实验平台的软件平台。