基于qtvr的远程虚拟电路维修实验室的研究及应用.doc
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基于qtvr的远程虚拟电路维修实验室的研究及应用,基于qtvr的远程虚拟电路维修实验室的研究及应用本文共计46页，24370字；摘 要本文是依托广东省教育厅教育资源建设项目 “家电实用电路虚拟实验专题学习网站”的建设任务而展开的。针对远程教学系统中电路维修实验教学薄弱这一问题，通过对现有远程虚拟实验系统实现方法的比较，运用qtvr的思路和方法设计实现了一个远程虚拟电路...
内容介绍
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基于QTVR的远程虚拟电路维修实验室的研究及应用
本文共计46页，24370字；
摘 要
本文是依托广东省教育厅教育资源建设项目 “家电实用电路虚拟实验专题学习网站”的建设任务而展开的。针对远程教学系统中电路维修实验教学薄弱这一问题，通过对现有远程虚拟实验系统实现方法的比较，运用QTVR的思路和方法设计实现了一个远程虚拟电路维修实验室VRiELab (Virtual Reality in electrocircuit servicing Laboratory)。VRiELab体现了三维立体感逼真、建模容易、便于网络传输、运行环境要求低等特点，其中的关键性问题包括远程虚拟实验系统三维场景的构建，远程虚拟实验系统体系结构的确立，虚拟实验的交互性研究，电路维修虚拟实验模式等。
本文共分为4个部分，第一部分对国内外虚拟实验室的研究状况作了回顾，同时介绍了电路维修虚拟实验室的开发背景。第二部分重点介绍了远程虚拟电路维修实验室的设计目标。并对现有的虚拟现实技术在三维场景的逼真度、系统资源要求、用户交互能力、平台适应性与技术的可实施性等方面进行详细的分析比较，确定了基于QTVR的远程虚拟电路维修实验室的系统框架，并给出了系统的课程结构设计。第三部分给出了基于QTVR技术的远程虚拟电路维修实验室的具体设计以及开发方法与实现思路，详细讨论了环视QTVR的生成过程，包括QTVR开发系统的硬件和软件部分、QTVR的生成步骤与交互过程，然后，给出了两个实例的实现过程。分别是虚拟仪器示波器与DVD机器的维修，提出了虚拟电路维修的预设故障点与全无故障两种方案，详细分析了虚拟仪器的基本功能与DVD机的维修方案、维修功能。最后是继续开发基于QTVR的虚拟实验室的一些建议。
本论文在QTVR技术引入电路维修虚拟实验方面做了有益的探索与尝试，但是现在还只是完成了部分的实验内容，同时在交互性与仿真程度方面都还需要进一步探索，随着相关技术的不断发展，该实验室系统还需要不断的完善和发展。
关键词：虚拟实验,电路维修,QTVR
ABSTRACT
This paper designs and realizes a Virtual Reality in Electrocircuit Servicing Laboratory System(VRiELab), on the basis of the “Website in Virtual Experiment on Household Appliances Practical Circuit”, the research project for Guangdong educational resource development of Guangdong Provincial Department of Education. It discusses the functions and approaches of the System, and presents the software architecture and realization techniques by taking DVD and oscillograph as instances. We find that it is efficient, economical, and realizable to build the VRiELab with the QTVR technique by means of analyzing the advantages and disadvantages of some existing virtual laboratory systems. This VRiELab has the characteristics of three-dimensional reality, easy modeling etc.
目 录
第1章 绪论 1
1.1远程虚拟实验室概述 1
1.2 远程虚拟实验室的国内外研究现状 4
1.3课题的来源及本文的主要工作 5
第2章 远程虚拟电路维修实验室的设计目标 7
2.1 远程虚拟电路维修实验室设计目标 7
2.2 系统软件平台的选择 8
2.3 远程虚拟电路维修实验室的系统框架 11
2.4 实验课程结构设计 13
2.5 本章小结 14
第3章 基于QTVR的远程虚拟电路实验室的实现 14
3.1 QTVR开发平台 14
3.2 环视QTVR的生成过程 18
3.3 实现环境 22
3.4 应用实例一----虚拟仪器 24
3.5 应用实例二----DVD机的维修 27
3.6 应用实例三----微波炉的维修 32
3.7 本章小结 35
第4章 结论与分析 37
4.1全文总结 37
4.2 进一步工作展望 38
参考文献 40
致 谢 41
附录1 虚拟仪器系列建模图像（部分） 42
参考文献
[1] Guimares, E.G, Maffeis, A.T., Pinto, R.P et a1.2003. REAL-a virtual laboratory built from software components[A]. Proceedings of the IEEE, 91(3):440-448.
[2] Sanchez, J., Morilla, F., Dormido, S. et al. 2002. Virtual and remote control labs using Java: a qualitative approach[J]. Control Systems Magazine, IEEE, 22(2):8-20.
[3] Muzak, G., Cavrak, I, Zagar, M., 2000. The virtual laboratory project, Information Technology Interfaces, 2000. ITI 2000. Proceedings of the 22nd International Conference on,p.241一46.
[4] Duarte, M.; Butz, B.P, 2002. An intelligent universal virtual laboratory (UVL) [A]. Proceedings of the Thirty-Fourth Southeastern Symposium on System Theory, p.75一80.
本文共计46页，24370字；
摘 要
本文是依托广东省教育厅教育资源建设项目 “家电实用电路虚拟实验专题学习网站”的建设任务而展开的。针对远程教学系统中电路维修实验教学薄弱这一问题，通过对现有远程虚拟实验系统实现方法的比较，运用QTVR的思路和方法设计实现了一个远程虚拟电路维修实验室VRiELab (Virtual Reality in electrocircuit servicing Laboratory)。VRiELab体现了三维立体感逼真、建模容易、便于网络传输、运行环境要求低等特点，其中的关键性问题包括远程虚拟实验系统三维场景的构建，远程虚拟实验系统体系结构的确立，虚拟实验的交互性研究，电路维修虚拟实验模式等。
本文共分为4个部分，第一部分对国内外虚拟实验室的研究状况作了回顾，同时介绍了电路维修虚拟实验室的开发背景。第二部分重点介绍了远程虚拟电路维修实验室的设计目标。并对现有的虚拟现实技术在三维场景的逼真度、系统资源要求、用户交互能力、平台适应性与技术的可实施性等方面进行详细的分析比较，确定了基于QTVR的远程虚拟电路维修实验室的系统框架，并给出了系统的课程结构设计。第三部分给出了基于QTVR技术的远程虚拟电路维修实验室的具体设计以及开发方法与实现思路，详细讨论了环视QTVR的生成过程，包括QTVR开发系统的硬件和软件部分、QTVR的生成步骤与交互过程，然后，给出了两个实例的实现过程。分别是虚拟仪器示波器与DVD机器的维修，提出了虚拟电路维修的预设故障点与全无故障两种方案，详细分析了虚拟仪器的基本功能与DVD机的维修方案、维修功能。最后是继续开发基于QTVR的虚拟实验室的一些建议。
本论文在QTVR技术引入电路维修虚拟实验方面做了有益的探索与尝试，但是现在还只是完成了部分的实验内容，同时在交互性与仿真程度方面都还需要进一步探索，随着相关技术的不断发展，该实验室系统还需要不断的完善和发展。
关键词：虚拟实验,电路维修,QTVR
ABSTRACT
This paper designs and realizes a Virtual Reality in Electrocircuit Servicing Laboratory System(VRiELab), on the basis of the “Website in Virtual Experiment on Household Appliances Practical Circuit”, the research project for Guangdong educational resource development of Guangdong Provincial Department of Education. It discusses the functions and approaches of the System, and presents the software architecture and realization techniques by taking DVD and oscillograph as instances. We find that it is efficient, economical, and realizable to build the VRiELab with the QTVR technique by means of analyzing the advantages and disadvantages of some existing virtual laboratory systems. This VRiELab has the characteristics of three-dimensional reality, easy modeling etc.
目 录
第1章 绪论 1
1.1远程虚拟实验室概述 1
1.2 远程虚拟实验室的国内外研究现状 4
1.3课题的来源及本文的主要工作 5
第2章 远程虚拟电路维修实验室的设计目标 7
2.1 远程虚拟电路维修实验室设计目标 7
2.2 系统软件平台的选择 8
2.3 远程虚拟电路维修实验室的系统框架 11
2.4 实验课程结构设计 13
2.5 本章小结 14
第3章 基于QTVR的远程虚拟电路实验室的实现 14
3.1 QTVR开发平台 14
3.2 环视QTVR的生成过程 18
3.3 实现环境 22
3.4 应用实例一----虚拟仪器 24
3.5 应用实例二----DVD机的维修 27
3.6 应用实例三----微波炉的维修 32
3.7 本章小结 35
第4章 结论与分析 37
4.1全文总结 37
4.2 进一步工作展望 38
参考文献 40
致 谢 41
附录1 虚拟仪器系列建模图像（部分） 42
参考文献
[1] Guimares, E.G, Maffeis, A.T., Pinto, R.P et a1.2003. REAL-a virtual laboratory built from software components[A]. Proceedings of the IEEE, 91(3):440-448.
[2] Sanchez, J., Morilla, F., Dormido, S. et al. 2002. Virtual and remote control labs using Java: a qualitative approach[J]. Control Systems Magazine, IEEE, 22(2):8-20.
[3] Muzak, G., Cavrak, I, Zagar, M., 2000. The virtual laboratory project, Information Technology Interfaces, 2000. ITI 2000. Proceedings of the 22nd International Conference on,p.241一46.
[4] Duarte, M.; Butz, B.P, 2002. An intelligent universal virtual laboratory (UVL) [A]. Proceedings of the Thirty-Fourth Southeastern Symposium on System Theory, p.75一80.
