检测与分析类实验项目介绍-武汉轻工大学虚拟仿真实验教学中心

实验课程介绍

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检测与分析类实验项目介绍

来源:武汉轻工大学虚拟仿真实验教学中心编辑：佚名请先登录，<a onclick=alert('请先登录') href=index.asp>【开始实验】</a>

1	电子舌味觉分析仿真系统
实验专业	食品与动物营养类；生、化、药与环境类等专业
课程名称	电子舌的发展历程及历史、饮料产品的测定、调味品的测定、电子舌在食品开发中的应用等
功能	此台味觉分析系统（电子舌）是国内从日本引进的第一台基于人工脂膜技术的味觉分析系统，价值138万，整套系统由三部分组成，包括测试系统、服务器管理系统和数据分析系统。
	测试系统是电子舌的关键部件，该系统采用了人工脂膜传感器技术，该技术同人的舌头味觉细胞工作原理相类似，人工脂膜传感器由多个含有类脂膜的电极构成，类脂膜被安装在塑料管上，塞子上装有Ag/AgCl参比电极。呈味物质使类脂膜的电位发生变化，输出反映其味道性质和强度的电信号，然后，通过数字电压表转化为数字信号送入计算机进行处理。可以直观数字化地表现食品或药品等物质中酸、甜、苦、咸、鲜、涩及各种回味（苦味回味、涩味回味、鲜味丰富性）等味觉指标。是一台真正同人的味觉感官评价相吻合的味觉分析系统。
	服务器管理系统的主要作用是编辑测试程序并存储测试系统测试的各类数据，永久保存。
	数据分析系统通过丰富的图形展示结果，充分显示样品的味觉感官特性，如雷达图，二维图，三维图等高曲线图等八种图形，我们可以根据实验目的选择适当的图形表达，便于使测试结果通过最易于理解的方式表达出来。除此之外，数据分析系统还能进行两项多变量分析，分别是多元回归分析和主成分分析。
实验项目	食品或药品等样品的苦味、涩味、酸味、咸味、鲜味、甜味等基本味觉感官指标，还可以分析苦的回味、涩的回味和鲜的回味（丰富度）等参数。
实验设备	味觉分析系统（电子舌）
实验效果	电子舌味觉仿真实验系统，能直接分析样品的酸、甜、苦、咸、鲜、涩及各种回味的味觉指标，使用图形展示结果，仿真样品的味觉感官特性，同时该系统具有数据库服务器功能，通过数据库服务器，可以一台主机控制多台分析仪器，也可以通过因特网或局域网进行远程数据库访问和进行结果分析等。

2	中药虚拟标本馆
实验专业	制药工程、药物制剂、医护、动物科学等专业
课程名称	中药认知实验课
功能	中药的产地：标明动物植物的发现地，分布区、气候、采收加工、濒危程度等。
	中药性状：能从各个角度观察中药原植物，生药材，有植物的详细介绍包括中文名、拉丁名、别名、所在科属、植物特征、药用部位及功效等。
	中药鉴定：生药、饮片外观特征介绍，显微下观察各种药材粉末的特征性物质，包括贵重药材、易混淆药材等。理化性质鉴别、生物鉴定法。
	中药标本制作：中药标本的制作过程，包括蜡叶标本、浸制标本，三位立体观察
实验项目	中药材产区、中药材性状认知、中药材鉴定、中药标本制作
实验设备
实验效果	直观地了解和掌握所学药材外观特征、药用部位、显微鉴别，使学生对中药的学习增加了感性化的认识，加深了对药物知识的理解与记忆，巩固了课堂讲授的理性知识。避免了传统的中药标本易变质、虫蛀等问题。

3	药物计算机虚拟筛选
实验专业	制药工程、药物制剂、生物科学、医护、动物科学等专业
课程名称	新药设计
功能	利用计算化学基本原理，通过模拟药物与受体生物大分子的相互作用或通过分析已知药物结构与活性内在关系，合理设计新型结构先导化合物的药物设计。
实验项目	中药材产区、中药材性状认知、中药材鉴定、中药标本制作
实验设备	计算机辅助药物设计软件(Computer Aided Drug Design, CADD)
	北京大学药物设计系统
	北京大学中草药有效成分三维结构数据库
实验效果	学生能更直观的了解新药设计与开发的过程，观察受体生物大分子蛋白质、核酸等的三维结构，用理论计算和分子模拟方法建立小分子－受体复合物的三维结构，预测小分子－受体的相互作用，并在此基础上设计与受体结合的新分子。
实验效果	与随机筛选相比，虚拟筛选可以成百上千倍地提高筛选效率。在几十到上百万个分子中，发现有潜在活性的化合物，集中目标，大大降低实验筛选化合物数量，缩短研究周期，节约研究成本。

4	心血管药理实验模拟软件
实验专业	制药工程、药物制剂、生物制药、护理学、动物生物技术等专业
课程名称	药理学试验
功能	（1）系统能够模拟给药，观察药物对实验动物的影响，包括对清醒状态下的动物和麻醉状态下的动物的影响。主要观察的指标是实验动物的心率和血压。能用比较明显的线条、图表反映这两项指标的变化，并能打印出来。
	（2）系统需设计开发出10种及以上的激动剂模拟给药，观察给药后激动剂对实验动物心血管的影响，主要是心率和血压的变化，能够较为明显清晰的显示出变化。需开发出12种及以上的拮抗剂模拟给药，观察给药后拮抗剂对实验动物心血管的影响，主要是心率和血压的变化，能够较为明显清晰的显示出变化。
	（3）能够有较强的项目管理功能：要有程序框架的构建以及预留接口的规划，不同用户的系统登陆设置，在操作过程中给予指示性提示。
	（4）能够有良好的系统兼容性，操作系统：Windows 2000/2005/XP/7 32位。
实验项目	心血管药理实验
实验设备
实验效果	模拟给药，观察药物对实验动物的影响。使学生深刻理解心血管药物的作用，避免了复杂的操作和购买昂贵的仪器，节约和尊重了动物。

5	药代动力学虚拟实验室软件
实验专业	制药工程、药物制剂、生物制药、护理学、动物生物技术等专业
课程名称	药理学试验
功能	（1）系统能够模拟药物进入体内的吸收、分布、代谢、排泄等过程。应能分析药物药代动力学特征。
	（2）应能确定药物作用的靶点、靶活性及毒性。
	（3）能够有较强的项目管理功能：要有程序框架的构建以及预留接口的规划，不同用户的系统登陆设置，在操作过程中给予指示性提示。
	（4）能够有良好的系统兼容性，操作系统：Windows 2000/2005/XP/7 32位。
实验项目	药物代谢动力学实验
实验设备
实验效果	将药物进入机体的整个过程真实呈现在实验室，并能计算药代动力学参数。使学生深刻理解药代动力学的概念和重要参数的意义，节约和尊重了动物。

6	可编程逻辑器件与VHDL语言实验
实验专业	机电、信息与计算机类
课程名称	可编程逻辑器件
功能	以彩灯控制器的设计为例：该仿真实验分别利用EDA实验箱上的LED指示灯和数码管作为模拟彩灯，用VH DL语言编程，用状态机设计法设计一个具有多种显示花样的彩灯控制器。所变花样越多越好。
实验项目	1. 用一排发光二极管作为彩灯
实验项目	2. 用一排数码管作为彩灯
实验设备	ZY11EDA13BE型EDA实验箱，电脑
实验效果	该实验通过多种设计方案实现各种生动有趣的彩灯展示，使学生掌握较完整的EDA开发流程和EDA开发工具软件的使用方法，掌握状态机设计方法，掌握EDA系统的仿真调试方法，理解EDA技术的特点和优越性，寓教于乐。

7	电子电路仿真实验
实验专业	机电、信息与计算机类
课程名称	电子测试与实验
功能	利用NPN型三极管设计一个单级阻容耦合放大电路。
	能实现如下功能：
	输入正弦信号电压Ui=20mV(有效值)，电压放大倍数 AU≥50，其中负载电阻 RL=5.1kΩ，环境温度 t =0~70℃。
	该实验要求：
	①根据设计任务和已知条件，确定电路方案，计算并选取放大电路的各元件参数。
	②测量放大电路在现行状态下的静态工作点。
	③测量该电路的主要性能指标：电压放大倍数AU，输入电阻Ri和输出电阻R0 。
	④观察因工作点设置不当而引起的放大器的非线形失真现象。
实验项目	单级阻容耦合放大电路等
实验设备
实验效果	通过该仿真实验帮助学生学习共射级放大电路的原理与优缺点。掌握电路主要参数的计算与元器件的选择。学习静态工作点与主要性能指标A2、R2、R0的计算。

8	WCDMA仿真实验
实验专业	电子、信息与计算机类
课程名称	移动通信
功能	该仿真实验是在校园网环境下模拟中国联通3G,WCDMA机房的真实环境，具体功能如下：
	客户端模块
	一、模拟真实机房
	模拟真实的机房数和楼层结构，楼房楼层按实际现场布置来实现。
	二、客户端仿真环境模块
	1、在软件搭建的“虚拟机房”中看到真实环境结构，真实的操作维护台、设备机房的机柜排列，机房环境等。
	2、机房里的RNC设备和NodeB单板指示灯的不同状态和状态说明，单板功能的文字介绍，将真实设备与教学方式有机结合，便于学生快速掌握。
	3、三维动画生动展现了BBU和RRU的动画安装过程，BBU的机柜安装、机框安装、蓄电池安装、以及电源线，信号线、与RRU的连接馈线、光纤安装和连接在三维动画中一一生动展现。
	4、射频部分设备通过真实工程现场线缆连接图和三维动画详细介绍了硬件安装和线缆连接等。
	三、仿真数据配置模块
	通过“数据配置”模块对RNC和NODEB数据进行配置，体验如同在真实环境下的数据配置操作过程。网管操作界面完全模仿真实网管数据配置，数据配置步骤、配置内容与真实情况一致，真实反映了工程现场数据配置和操作步骤。
	四、仿真故障系统模块
	真实反映设备的故障状态和数据配置结果，并给出真实的故障告警信息，提供故障信息浏览窗口方便排查故障。利用仿真拨打测试功能排除故障。
	五、仿真拨打测试模块
	打开“信令跟踪测试模块”，通过拨打电话来体验配置数据成功能实现业务，并对手机的呼叫流程达到全面的理解。
	服务器模块
	除具备客户端功能外，还有如下功能：
	1、故障设置模块：内置几十种故障库和多种故障类别，并分为高中低三种故障级别，用户可自由对每台终端设置，并统一下发，进行故障类的统一考试；
	2、远程登陆：服务器可任意登陆某台终端的数据库，检查数据配置、故障信息、操作步骤等；
	3、对客户端学生考核功能。
实验项目	WCDMA RNC的认知实验、WCDMA RNC基本设备信息配置、RNC IU-PS接口控制面、用户面数据配置、NODEB基本数据配置等
实验设备
实验效果	WCDMA仿真软件是在校园网环境下模拟中国联通3G,WCDMA机房的真实环境。学生通过在此环境下认识整网的运行环境，并且可以进行数据配置、各种设备调试、业务模拟、故障分析等，实现各平台环境下的业务需求，达到实践能力的全面提高。

9	数字逻辑仿真实验
实验专业	计算机类各专业（计科，网工，软工，数字媒体技术），信息与计算，信管
课程名称	数字逻辑
功能	本实验是以数字逻辑电路和系统设计为主线,引入EDA技术,利用ALTERA公司的MAX+plusII/QuartusII开发工具及可编程逻辑器件,配合《数字逻辑》课程完成相应的数字逻辑的基本实践内容。主要实验内容如下：
	1.加法器设计：用逻辑门组成1位全加器，然后利用EDA的层次化设计方法设计一个4位二进制加法器，设计文件用图形方式完成。
	2.译码器设计：用EDA软件设计并实现一个4-16译码器的逻辑功能，熟悉译码器应用。
	3.选择器设计：学习数据选择器设计，了解74151，74153的功能与定义，熟悉利用QuartusII开发数字电路的基本流程。
	4.触发器设计：学习时序电路的设计，了解基本触发器的功能，利用QuartusII软件的原理图输入，设计一个钟控R-S触发器形成的D触发器和边沿触发型D触发器，并验证其功能。
	5.计数器设计：基于MSI芯片74161，利用QuartusII软件设计并实现一个计数器的逻辑功能，通过电路的仿真和硬件验证，进一步了解计数器的特性。
	6.数字钟设计：熟悉数字系统的EDA设计方法，综合利用组合逻辑和时序逻辑电路。设计的数字钟能准确计时，并能进行时间调整。
实验项目	加法器设计，译码器设计，选择器设计，触发器设计，计数器设计，数字钟设计等
实验设备	DE2-115（Altera 公司）
实验效果	本实验课程的目的是使学生学习并掌握基本数字逻辑电路的工作原理和分析方法，能对主要的逻辑部件进行分析和设计，通过学习及实验掌握以下内容：利用EDA工具进行数字电路仿真及复杂电路的设计；使用计算机开发可编程逻辑器件；初步了解用于数字逻辑电路设计的硬件描述语言（VHDL 语言）；利用FPGA 进行数字电路与系统的设计方法，为以后进一步学习计算机组成原理、计算机通信与接口技术及嵌入式系统设计打下一个良好的基础。

10	计算机主机系统仿真实验
实验专业	计算机科学与技术、网络工程、多媒体技术、软件工程及信息管理与信息系统专业
课程名称	计算机组成原理，计算机系统结构，微机原理
功能	该仿真实验分为六个功能模块实现仿真计算机主机系统，各功能模块具体功能如下：
	1、多路选择器模块：多路选择器(Multiplexer)又称为数据选择器或多路开关，是一种多个输入一个输出的中规模器件，其功能是在选择控制码（或叫地址）电位的控制下，从几路数据输入中选择一路并将其送到一个公共输出端。
	2、加减操作模块：加减器是以二进制方式进行数字的加法或减法运算，它能进行加法与减法运算，做减法运算时，是将减法转化为加法，然后做加法运算。
	3、移位运算模块：移位运算器就是实现将二进制数向左边或向右边移动多少位，根据二进制数是有无符号分为逻辑移位运算和算术移位运算。
	4、算术逻辑运算模块：运算器是计算机中执行各种算术和逻辑运算操作的部件。运算器的基本操作包括加、减、乘、除四则运算，与、或、非、异或等逻辑操作，以及移位和比较等操作，亦称算术逻辑部件ALU(Arithmetic Logic Unit)。
	5、寄存器堆模块：寄存器是数字电路中的基本模块，许多复杂的时序逻辑电路都是由它构成的。在数字系统中，寄存器是一种在某一特定信号的控制下用于存储一组二进制数据的时序逻辑电路。通常使用触发器构成寄存器，把多个D触发器的时钟端连接起来就可以构成一个存储多位二进制的寄存器。在CPU设计中，寄存器堆是一个必不可少的可以保存指令和数据的器件,是RISC微处理器的核心，所有内部、外部数据读取都直接和它发生关系，它由一组寄存器组成，只要给出该寄存器堆中寄存器的编号，则其中的内容都可以读或者写。
	6、中央处理器及整机：把运算器和控制器合在一起称为中央处理器，简称为CPU。现在一般存储器也放入到CPU中，称为中央处理机，也就是主机系统。当然，这些器件之间的通信是通过总线来实现的。
实验项目	多路选择、加减操作、移位运算、算术逻辑运算、中央处理器等
实验设备	DE2-115、Quartus中的Simulation工具
实验效果	实现目前市面上最流行的MIPS体系结构中比较典型的指令，使用QuartusII软件工具，通过原理图以及VHDL语言，设计计算机组成的各个部件，最终形成计算机的主机系统，其中核心CPU中央处理器的逻辑电路来实现这些指令；最后用MIPS汇编语言编写了用于CPU测试的简单程序，对所设计的CPU逻辑电路进行功能仿真模拟，以验证CPU逻辑电路的正确性，同时也可下载到FPGA芯片中进行验证。

11	开发板烧写实验
实验专业	数字与媒体技术，计算机科学与技术，网络工程，软件工程
课程名称	嵌入式系统开发，嵌入式系统基础，嵌入式网络系统开发
功能	掌握嵌入式设备烧写
功能	在windows 下进行Linux系统烧写，烧写2410－CL linux 操作系统包括烧写vivi,kernel,root三个步骤，除此还可烧写应用程序。
实验项目	开发板烧写
实验设备	WINDOWS XP；LINUX虚拟机（基于X86）；创维特实验箱；博创实验箱
实验效果	安装恢复系统，使学生掌握嵌入式设备安装恢复方法。


12	驱动程序开发仿真实验
实验专业	数字与媒体技术，计算机科学与技术，网络工程，软件工程
课程名称	嵌入式系统开发，嵌入式系统基础，嵌入式网络系统开发
功能	掌握嵌入式linux驱动程序原理；
功能	编写字符型驱动程序
实验项目	驱动程序开发
实验设备	WINDOWS XP；LINUX虚拟机（基于X86）；创维特实验箱；博创实验箱
实验效果	掌握嵌入式linux驱动程序开发方法，使学生深刻理解驱动程序工作机理。

13	数码相框设计仿真实验
实验专业	数字与媒体技术，计算机科学与技术，网络工程，软件工程
课程名称	嵌入式系统开发，嵌入式系统基础，嵌入式网络系统开发
功能	了解framebuffer工作原理；
	掌握画点、线
	掌握效果—半透明、百叶窗等
	掌握16位，24位、32位图格式及相互转换
	掌握jpeg格式
	掌握图像压缩、解压原理
实验项目	数码相框设计
实验设备	WINDOWS XP；LINUX虚拟机（基于X86）；创维特实验箱；博创实验箱
实验效果	掌握数码相框开发技术，对嵌入式软件开发以及企业项目过程有全面的了解，可以从事数码相框相关产品的开发、维护以及功能扩展等工作。



14	QT开发环境移植实验
实验专业	数字与媒体技术，计算机科学与技术，网络工程，软件工程
课程名称	嵌入式系统开发，嵌入式系统基础，嵌入式网络系统开发
功能	一编译QT-X11环境
	二编写QT-X11程序
	三编译、执行
实验项目	QT开发环境移植实验
实验设备	WINDOWS XP；LINUX虚拟机（基于X86）；创维特实验箱；博创实验箱
实验效果	使学生深刻理解掌握嵌入式设备图像界面的开发。

虚拟仿真实验项目：电子舌味觉仿真实验

电子舌味觉仿真实验，能通过传感器直接分析样品的酸、甜、苦、咸、鲜、涩及各种回味的味觉指标，在终端使用图形展示结果、仿真样品的味觉感官特性，同时该系统具有数据库服务器功能，通过数据库服务器，可以一台主机控制多台分析仪器，也可以通过因特网、局域网进行远程数据库访问和进行结果分析等。

电子舌味觉仿真实验系统图