基于LABVIEW的网络化虚拟仪器设计

?[摘要]：虚拟仪器是计算机技术与传统的仪器仪表技术结合的产物，是对传统仪器概念的重大突破，必将成为测试仪器的主流。虚拟仪器必须与IT相关技术同步才具有生命力，正如计算机技术的出现和发展促进了虚拟技术的产生和推广应用，引发了测试技术领域的一场革命。 ??? 传统的机械测试技术也正日益向着速度化、自动化、智能化、集成化等方向发展。因此基于虚拟仪器技术的面向工程技术领域的自动测试分析系统的研究和开发日益增多，本文正是基于这一前提，分析研究了基于虚拟仪器技术、以LabVIEW软件为开发平台的自动测试分析系统的开发思想，开发方法，和开发过程，提出了一套基于多功能数据采集卡和图形化编程语言LabVIEW的虚拟仪器构建方案:即建立自顶向下的程序结构，将系统划分为若干独立的功能模块，对每一个功能模块都编制一个独立的子VI，当需要运行该模块的功能时，由上级模块(上级VI)调用该模块对应的子VI，实现该模块对应的功能。本文以一个自动测试分析系统的开发为例，具体说明了从硬件系统到软件系统各功能模块的设计思想和设计过程:其中详细的详细介绍了数据采集模块，信号发生模块，信号分析模块等子模块的设计思想和设计方法，并对各模块的功能进行了试验测试。 ??? 本文分析了虚拟仪器技术未来发展的方向，虚拟仪器必将在未来的工程测试领域逐渐代替传统仪器的地位，实现测试技术领域内的彻底革命。 ?[关键词]?? 虚拟仪器?? 自动测试系统?? 虚拟测试系统的构建条件 随着电子技术和计算机技术的迅猛发展，以计算机和信息处理为中心的自动测试系统在科学研究和实际工程领域都得到了广泛的应用。虚拟仪器就是自动测试系统的典型代表。而本设计中虚拟仪器的软件开发平台就是LabVIEW。所以本章要就这两项重要因素进行方案的论证。 2.1虚拟仪器 2.1.1虚拟仪器概述 国外专家从不同角度描述了虚拟仪器，总的来说，虚拟仪器(Virtual Instrument)是指通过应用程序将计算机与功能化模块硬件结合起来，用户可以通过友好的图形界面来操作这台计算机，就像在操作自己定义、自己设计的一台单个仪器一样，从而完成对被测试量的采集、分析、判断、显示、数据存储等。因为虚拟仪器是以计算机为核心、在Windows等操作系统平台上运行的，所以它具有一机多功能的特点，可以同时运行多个软件，当作多种仪器使用，此类具有多功能的仪器系统称之为虚拟集成仪器系统。 2.1.2传统仪器与虚拟仪器的比较 ?传统仪器一般是一台独立的装置。从外观上看，它一般有操作而板、信号输入端口、检测结果输出这几个部分。操作而板上一般有一些开关，按钮、旋钮等。检测结果的输出方式有:数字、指针式表头、图形窗口、打印输出等。从功能方面分析传统仪器可分为:信号的采集与控制、信号的分析与处理、结果的表达与输出这几个部分。传统仪器的功能都是通过硬件(或固化的软件)来实现的。这种框架结构决定了，其功能是由仪器厂家来定义、制造，而且功能和规格一般都是固定的，用户无法随意改变其结构和功能。 虚拟仪器是通过应用程序将通用计算机与功能模块硬件结合起来的一种全新的测控仪器系统。用户通过显示器友好的图形界而操作计算机，完成对被测试量的数据采集、分析、判断、显示、存储等整套测试土作，如同操作一台自行定义与设计的专用传统仪器一样。虚拟仪器与传统仪器比较，具有所需的硬件少、购置费用低、可重复利用等优点。仪器的关键在软件、可自行定义、技术更新快、开发与维护费用低、系统开放、方便与外设、网络连接等一系列的优点。因此虚拟仪器技术各受各国关注，在短短的十多年里，国际上发展十分迅速，发达国家应用已十分普及，被广泛应用于测量、监控、检测、电信及教育等各个领域，目前正朝着总线与驱动程序标准化:硬、软件模块化，硬件模块即插即用:软件编程平台图形化及通用化、智能化和网络化方向发展。