一、系统特点

1. 跨平台全场景支持：覆盖Windows、Linux、Mac及嵌入式系统，适配桌面端、移动端、嵌入式终端，无缝对接工业物联网、边缘计算等多元化场景。

2. 多协议兼容与高拓展性：集成ModBus、TCP/HTTP/MQTT等主流工业协议，支持自定义协议扩展，满足复杂仪表组网需求。

3. 虚实结合，模块化设计：融合虚拟仪器（NI工具链）与实体仪表，提供标准化硬件接口与软件SDK，适配力学、生化、交通、管道等多领域传感器。

4. 低门槛高自由度开发：基于QT、LabVIEW、LVGL等开源工具链，支持从零开发专业级虚拟表盘，培养全栈开发能力。

二、系统功能

1. 智能仪表组网与通信

(1) 多仪表协同组网（主从架构、星型/总线拓扑）

(2) 远程数据采集与控制（跨网络可视化监控）

2. 虚拟仪器开发与应用

(1) 集成虚拟万用表、示波器等NI工具链

(2) 动态表盘设计（3D效果、实时数据可视化）

3. 工业级数据链路实践

(1) 高频率数据采集优化与传输稳定性测试

(2) 大数据实时存储及云端可视化方案

4. 协议解析与二次开发

(1) ModBus协议深度解析与调试

(2) 自定义通信协议封装与部署

三、系统构成

1. 硬件层

(1) 多领域传感器：力学、生化、交通流量、管道压力等

(2) 嵌入式网关：支持RS485、Wi-Fi、LoRa等通信模块

(3) 主从机单元：STM32H743/F407高性能处理器，ARM Mali-G52 GPU

2. 软件层

(1) 开发工具：QT、LVGL、LabVIEW

(2) 协议栈：ModBus-TCP/RTU、HTTP/MQTT（可选配）

3. 网络层

(1) 本地局域网组网与云平台对接

(2) 数据安全传输

四、基础实验例程

1. 仪表组网与通信实验

(1) 实验1：基于ModBus的温湿度传感器数据采集

(2) 实验2：多仪表联动控制（如管道压力报警）

2. 虚拟仪表开发实验

(1) 实验3：QT设计交通流量动态表盘

(2) 实验4：LVGL嵌入式仪表界面开发（STM32平台）

3. 数据链路优化实验

(1) 实验5：高频数据采集与传输稳定性测试

(2) 实验6：云端大数据存储与可视化

五、解决教学痛点

1. 突破传统实验局限：通过虚拟仿真降低实体仪表成本与损耗，解决场景单一、设备易损等问题。

2. 紧靠工业场景：融入物联网、边缘计算等前沿技术，弥合传统课程与产业需求鸿沟。

3. 多学科交叉融合：结合自动化、计算机、仪器科学，培养复合型工程人才。

六、面向专业及课程

1. 适用专业：自动化、测控技术与仪器、物联网工程、电子信息工程、计算机科学与技术。

适用课程：《智能仪器设计》《工业通信技术》《虚拟仪器技术》《嵌入式系统开发》《物联网组网实践》。