基于Ulteo的高职虚拟电工电子实验系统设计

邹贵红 姚冰莹 苏兵 卢道设

（广州华夏职业学院，广东 广州 510935）

基于Ulteo的高职虚拟电工电子实验系统设计

邹贵红 姚冰莹 苏兵 卢道设

（广州华夏职业学院，广东 广州 510935）

针对民办高职院校经费不足、实训室设备陈旧，无法满足教学要求的问题，设计了基于Ulteo的高职虚拟电工电子实验系统。该设计方案是采用JSP的MVC模式开发的WEB系统，通过该系统对电工电子实训课实现在线教学管理，并且通过搭建基于Ulteo云平台，将包含Multisim仿真软件的虚拟桌面链接到WEB系统中，实现了通过Multisim软件在线模拟电工电子实验的功能。测试结果表明，系统的功能基本实现，系统性能较好，能基本完成实训课的教学要求。

虚拟电工电子实验系统；Mulitisim；Ulteo；JSP；MVC

1 引言

近年来随着互联网在全球的快速发展，国外发达国家对虚拟网络实验室的研究起步较早，网络虚拟实验平台的应用也已经在这些发达国家获得了普遍应用，取得了显著成果，使得教学更加高效和方便[1]。将网络虚拟实验平台按技术实现类型划分主要有基于Flash的仿真实验、基于VRML虚拟现实技术的仿真系统、基于LabVIEW的B/S仿真实验系统、基于JAVA Applet技术的C/S仿真实验系统。其中以基于Flash和VRML的居多[2]。虚拟实验室对于解决教育资源不充足，提高学生实验能力有着重要的意义[3]。将实验室与网络技术相结合，创新网路教学模式，开展高质量高水平的远程实验教育[4]。

2 虚拟实验系统设计

本文中设计的虚拟电工电子实验系统应用虚拟桌面功能实现Multisim软件在线模拟电子实验功能，是集实验教学管理、指导、仿真于一体的B/S架构的实验教学系统。本系统通过网络为学生提供一个在线实验学习的平台，学生可以通过系统上的课程课件和实验报告了解整个实验的设计思想、设计方法，过程和要求，分析实验的结果。同时，也可以通过系统的在线实验模块实现Multisim软件在线实验，使得学生在网络上再现实验操作的真实情境，并且学生还能够自行设计实验参数，反复调节、观察实验现象，进行创新性的实验设计，从而促进学生的实践能力和创新能力的培养和提高。还可以通过在线模块里的聊天室实现师生之间的良性互动，促进学生的学习和成长。通过此虚拟电工电子实验系统加快了高职电子信息类专业传统教育模式改革的步伐，提高了学生的实践动手能力，推动了远程教育和网络教学资源共享的进程。通过对系统整体结构的分析，对虚拟电工电子实验系统体系结构进行详细设计如图1所示[5]：

图1 虚拟电工电子实验系统体系结构图

3 云平台模块

3.1 云平台框架

在虚拟电工电子实验系统中关键要解决的问题是实现在线实验，但是由于Multisiml4软件无法直接嵌入到系统，因此，本论文中将使用云平台的网络服务，向客户端投递虚拟桌面，用户可以通过虚拟桌面使用Multisiml4软件。云平台的搭建使用Ulteo OVD技术，其基本框架由：两台服务器（Server1和Server2）和一台PC机构成。云平台的整体框架图如图2所示[6]：

图2 云平台的整体框架图

3.2 主服务器的配置

主服务器Server1的操作环境是Linux操作系统，硬件配置要求1 CPU核心和512MB RAM，在Server1服务器上安装OVD4.0。

然后，注册服务器，点击服务器名称进行设置，显示名称:linuxseriver，内部名称:localhost，重定向服务器名: 127.0.0.1，其他默认，然后点击“切换到生产模式”。

3.3 应用服务器的配置

在应用服务器上安装Ulteo OVDAPS 4.0前需要进行window2008终端服务器的安装配置。首先打开服务器管理器，右键角色，选择添加角色，单击下一步；然后，选择远程桌面服务的角色服务，勾选远程桌面会话主机和远程桌面授权；设置身份验证方法，勾选不需要使用网络级别身份验证；设置授权模式，勾选每用户；添加允许使用该服务的用户组；下面全部默认，直到安装，安装完成后重启一次。重启后，选择服务器角色，勾选远程桌面服务。

在配置应用服务器前，需要禁用远程桌面设置的网络级身份验证。Server2服务器是Windows server 2008操作系统，安装Ulteo OVD APS 4.0，安装过程中配置The Session Manager Address为172.16.115.177。安装完成后，然后对Windows应用服务器进行配置和运行。在配置前，Windows应用服务器在未注册服务器中出现。注册Windows应用服务器后，在服务器上就可以看到已注册的Windows应用服务器，然后将其模式从“维护”到“生产”。

以管理员用户身份登录到127.0.0.1/ovd/admin管理页面，然后进入users界面，首先创建用户001-050，50个用户，并将50个用户添加到用户组All Users中。进入应用程序界面，创建Windows application应用组，并搭配组合，并将Mutisim软件在添加到Windows application应用程序组中。建立Applications组，用于应用程序分配，发布应用组。进入Application界面，可以查看并管理两台服务器上的所有应用程序，在application groups界面可以创建和管理应用组。进入configuration界面，可以根据需求配置相关系统数据。默认情况下，没有用户组或安装应用程序组(或如果选择读目录的用户组)所以你必须创建它们:首先，创建一个组的组页面；然后，添加用户/应用程序；最后，关联用户组和应用程序。

3.4 用户端的安装配置

用户端采用一台笔记本或者PC机，在Windows2000以上 操 作 系 统 上 配 置 IP（172.16.115.170）和 网 关（172.16.115.1），并安装IE 7+网络浏览器和Java1.6+。

4 在线实验模块

在线实验模块由project.jsp组成，包括实验项目、在线实验、实验任务书、实验报告四个部分，其实验界面如图3所示。

图3 在线实验模块界面图

将在线实验超链接地址设置为Http://172.16.115.177，点击此链接即可进入虚拟桌面服务器的首页，点击User Login Pages，即可登录到虚拟桌面的工作页面。

5 虚拟实验系统测试

5.1 系统性能测试

对本系统进行测试性能分析，如图4所示，在服务器内存只有4G的情况下，让16个用户同时登录系统，内存即将耗尽，CPU的使用率基本恒定在2%-27%之间，并行用户的数量达到系统的需求。将服务器的内存扩展到64G，基本能够满足一个班级（大约60人）实验教学。

图4 系统性能测试

5.2 在线实验测试

通过在线实验完成叠加定理的验证实验，打开Multisim软件，绘制电路原理图，设定几组实验数据进行实验，实验结果数据如表1所示，实验数据表明，仿真实验环境与实际环境相似。

表1 实验数据

6 结论

本文的研究工作是设计了基于Ulteo的虚拟电工电子实验系统。该实验系统在广州华夏职业学院使用取得了良好的效果，大大提高了我院实训教学水平。虽然本论文研究设计的实验系统取得了初步的成效，但是系统功能还不够齐全，应不断加强研究，使其功能更加完善。

[1]张刚，罗小华，贺利芳．基于Flash技术的网络虚拟实验平台开发[J]．高等教育研究(成都)，2007，04：50-52．

[2]王基生，于平太，李莹等．虚拟实验平台幵发和应用的理性思考[J]．现代教育技术，2010，02．

[3]刁海军，尹钊．物理实验教学中虚拟实验平台的构建[J]．高师理科学刊，2006，04：87-90．

[4]崔志枉．论生物虚拟实验平台的建设[J]．中学生物学，2008，07：24-25．

[5]刘怡晨．虚拟实验平台运营模式的设计与实现[D]．华中科技大学，2012．

[6]刘坤．基于云服务器的信息安全虚拟实验平台的研究与实现[J].计算机安全，2013，03：70-73．

Design on the Virtual Electrical and Electronic Experiment System Based on Ulteo for Higher Vocational School

Zou Guihong Yao Bingying Su Bing Lu Daoshe
（Guang Zhou Hua Xia Technical College,Guangzhou 510935,Guangdong）

tract】 Aiming at the problems of inadequate funding and obsolete training equipment,this paper designs a virtual electrical and electronic experimental system based Ulteo technique,which is a WEB system developed by MVC model of JSP.It realizes online teaching management for electric and electronic training courses.By building Ulteo cloud platform,virtual desktop including Multisim simulation software is linked to the WEB system,to achieve the simulation of electric and electronic experiments by Multisim software.Test results show that the system performs well and basically meets the training course teaching requirements.

words】 virtual electrical and electronic experiment system；Mulitisim；Ulteo；JSP；MVC

TN702

A

1008-6609(2016)09-0056-03

邹贵红，女，广东韶关人，本科，讲师，工程师，研究方向：信息系统。