文档介绍：第19章虚拟仪器
概述
虚拟仪器就是在以计算机为核心的硬件平台上,由用户设计定义具有虚拟面板,其测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统
虚拟仪器是利用计算机显示器模拟传统仪器控制面板,以多种形式输出检测结果;利用计算机软件实现信号数据的运算、分析和处理;利用I/O接口设备完成信号的采集、测量与调理,从而完成各种测试功能的一种计算机仪器系统
VI内部功能划分
采集与控制
插入式数据采集
GPIB仪器
VXI仪器
RS-232仪器
数据分析
数字信号处理
数字滤波
统计
数字分析
数据表达
网络
硬拷贝输出
文件I/O
图形用户接口
虚拟仪器的构成与特点
虚拟仪器由通用仪器硬件平台(简称硬件平台)和应用软件两个部分构成
虚拟仪器的硬件平台一般分为计算机硬件平台和测控功能硬件(I/O接口设备)
虚拟仪器的硬件构成框图
被测信号
数据采集卡
GPIB接口仪器
串行接口仪器/PLC
VXI模块
Labview
Labwindows
其它软件
开发平台
PC/工作站
信号调理
GPIB接口卡
现场总线设备
其他计算机硬件
虚拟仪器软件主要由两部分组成,即应用程序和I/O接口仪器驱动程序
应用程序主要包括实现虚拟面板功能的软件程序和定义测试功能的流程图软件程序
I/O接口仪器驱动程序主要完成特定外部硬件设备的扩展、驱动与通讯
最核心的思想:利用计算机的硬件/软件资源,使本来需要硬件实现的技术软件化(虚拟化),以便最大限度地降低系统成本,增强系统的功能与灵活性
虚拟仪器的特点
虚拟仪器可以通过在几个分面板上的操作来实现比较复杂的功能。虚拟仪器凭借计算机强大的硬件资源,突破了传统仪器在数据处理、显示、存储等方面的限制,增强了传统仪器的功能
在通用硬件平台确定后,虚拟仪器可以由软件取代传统仪器中的硬件来完成仪器的功能。
虚拟仪器的功能可以由用户根据需要通过软件自行定义,而不是由厂家事先定义,增加了系统灵活性。
仪器性能的改进和功能扩展只需要更新相关软件设计,而不需购买新的仪器,节省了资源。
研制周期较传统仪器大为缩短
虚拟仪器是基于计算机的开放式标准体系结构,可随计算机同步发展
虚拟仪器技术的应用
工业自动化
仪器产业改造
实验室应用
虚拟仪器的整体设计
确定所用仪器或设备的接口形式
确定所选择的接口卡是否具有设备驱动程序
确定应用管理程序的编程语言
编写用户的应用程序
调试运行应用程序
虚拟仪器系统开发环境
LabWindows/CVI
是美国NI公司开发的32位面向计算机测控领域的软件开发平台,可以在多种操作系统(如Windows98/NT /2000/XP,Mao OS和UNIX)下运行
以ANSI为核心,将功能强大、使用灵活的C语言平台与数据采集、分析和表达等测控专业工具有机地结合起来
它的集成化开发平台、交互式编程方法、丰富的功能面板和库函数大大增强了C语言的功能,为熟悉C语言人员提供了一个理想的开发检测、数据采集、过程监控等系统的软件开发环境