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第1章 远程实验的发展1

1.1 远程教育的发展1

1.2 互联网＋教育4

1.3 虚拟实验与远程实验6

1.4 研究现状7

1.4.1 虚拟实验8

1.4.2 远程实物实验9

第2章 远程实验系统研究14

2.1 远程实验的概念14

2.2 远程实验的分类14

2.2.1 基于虚拟仿真的远程实验15

2.2.2 基于远程控制的远程实验16

2.2.3 控制型远程实验的分类17

2.3 远程实验系统的网络通信17

2.3.1 TCP/IP协议18

2.3.2 工业以太网20

2.3.3 LXI总线23

2.3.4 CAN总线25

2.3.5 FF总线27

2.3.6 其他现场总线技术30

2.4 自动测试系统与远程实验34

2.4.1 自动测试系统的逻辑结构34

2.4.2 自动测试系统的基本原理35

2.4.3 自动测试系统的发展36

2.4.4 自动测试系统的组建38

2.5 远程实验系统的网络结构模式39

2.5.1 基于C/S模式的网络结构40

2.5.2 基于B/S模式的网络结构44

2.5.3 基于C/S和B/S混合模式46

2.6 远程实验系统的典型架构47

2.6.1 远程实验系统简单架构47

2.6.2 UTS架构48

2.6.3 iLab架构50

2.7 远程网络协作实验系统51

2.7.1 基于CSCL的远程实验系统52

2.7.2 远程实验室的协同54

2.8 远程实验系统中的调度57

2.8.1 调度方法58

2.8.2 Sahara的体系结构59

2.8.3 Sahara的预约调度60

2.8.4 Sahara的排队调度60

第3章 系统分析与设计62

3.1 需求与任务分析62

3.2 系统结构设计65

3.3 组网与通信67

第4章 可程控逻辑验证平台68

4.1 系统总体结构68

4.2 FPGA核心模块72

4.2.1 硬件概述72

4.2.2 FPGA器件72

4.2.3 配置电路74

4.2.4 时钟电路77

4.2.5 存储电路77

4.2.6 按键与LED指示电路80

4.2.7 用户I/O接口81

4.2.8 电源电路82

4.3 底板硬件设计83

4.3.1 信号发生与测控模块83

4.3.2 多模式输出控制模块88

4.3.3 其他外围实验单元90

4.4 信号发生与测控模块固件设计91

4.4.1 系统设计规划91

4.4.2 频率脉宽测量模块93

4.4.3 信号发生模块101

4.4.4 旋转编码开关处理模块104

4.4.5 单片机接口模块106

4.4.6 单片机程序设计112

4.5 多模式输出控制模块116

第5章 控制服务器118

5.1 控制服务器总体结构118

5.2 系统硬件120

5.2.1 微控制器120

5.2.2 供电控制123

5.2.3 开关机控制124

5.2.4 开关机检测125

5.2.5 通信模块126

5.2.6 蓄电池管理132

5.2.7 其他模块141

5.3 系统配置与软件实现147

5.3.1 以太网模块配置147

5.3.2 软件实现151

5.3.3 单片机低功耗实现158

第6章 视频服务器160

6.1 嵌入式硬件平台160

6.1.1 嵌入式处理器资源161

6.1.2 板载外设资源163

6.2 嵌入式Linux系统开发环境163

6.2.1 Bootloarder移植164

6.2.2 嵌入式Linux内核移植165

6.2.3 根文件系统构建166

6.3 V4L2驱动166

6.3.1 V4L2驱动框架167

6.3.2 V4L2驱动调用流程168

6.4 视频的采集与传输171

6.4.1 视频采集173

6.4.2 视频传输182

6.5 视频服务器的编译与运行187

6.6 摄像机与镜头189

6.6.1 摄像机189

6.6.2 光学镜头193

第7章 实验服务器198

7.1 数据通信199

7.1.1 Winsock控件199

7.1.2 与客户端的通信201

7.1.3 与控制服务器的通信206

7.2 数据管理213

7.2.1 数据库创建213

7.2.2 数据库操作218

7.2.3 数据库维护222

第8章 实验计算机226

8.1 FPGA的配置方法228

8.1.1 AS与Fast AS配置228

8.1.2 FPGA的PS配置230

8.1.3 FPGA的JTAG配置232

8.2JTAG原理234

8.2.1 边界扫描234

8.2.2 测试访问端口235

8.2.3 JTAG指令239

8.3 基于嵌入式平台的配置实践240

8.3.1 Jam STAPL240

8.3.2 Jam Player242

8.3.3 Jam Player移植245

8.4 基于PC的配置实践249

8.4.1 Quartus的命令行设计251

8.4.2 基于命令行的编程与配置254

8.4.3 编程实现263

8.5 系统通信270

8.5.1 数据接收与转发270

8.5.2 配置文件接收279

第9章 客户机系统282

9.1 客户机系统构成282

9.2 客户端软件结构283

9.3 服务请求285

9.4 开关机控制285

9.5 音视频286

9.6 远程配置288

9.6.1 配置文件的发送289

9.6.2 配置命令的发送291

9.7 测量数据接收与控制命令发送291

9.7.1 测量数据接收与显示291

9.7.2 控制命令发送293

参考文献295