【正文】 擬儀器技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計基于虛擬儀器平臺的應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計是本論文的重點。虛擬溫度檢測系統(tǒng)設(shè)計是基于虛擬儀器平臺的應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)方面所做的研究，研究主要涉及如何利用虛報儀器平臺的功能控件構(gòu)建一個集信號采集、分析和處理為一體的檢測系統(tǒng)。有了遠(yuǎn)程虛擬儀器，不但昂貴的硬件資源可以共享. ,網(wǎng)絡(luò)化成為了虛擬儀器技術(shù)中的一個最重要的發(fā)展方向，并且很多測試任務(wù)也需要測試系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化. 將數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到遠(yuǎn)程端。它把計算機、儀器硬件、固件與計算機軟件結(jié)合起來。 虛擬儀器的概念虛擬儀器(Virtual Instrument)是指通過應(yīng)用程序?qū)⒂嬎銠C與功能化模塊硬件結(jié)合起來. 用戶可以通過友好的圖形界面來操作這臺計算機. 好像在操作自己定義、自己設(shè)計的一臺單個儀器一樣，從而完成對被測試對象的采集、分析、判斷、顯示、數(shù)據(jù)存儲等功能。計算機和儀器的密切結(jié)合是日前儀器發(fā)展的一個重要方向。以通用的計算機硬件及操作系統(tǒng)為依托. 實現(xiàn)各種儀器功能. 虛擬儀器主要是指這種方式。與傳統(tǒng)儀器相比，虛擬儀器設(shè)計日趨模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計工作量大大減小?？筛鶕?jù)實際情況采用不同的I/0接E1硬件設(shè)備. 如數(shù)據(jù)采集卡 /板(DAQ)、GPIB總線儀器、VXI總線儀器、串口儀器、USB等q 13所示。各儀器廠家生產(chǎn)了大量的DAQ功能模塊供用戶選擇，如示波器、串行數(shù)據(jù)分析儀、動態(tài)信號分析儀、任意波形發(fā)生器等。2. GPIB (General Purpose Interface Bus)通用接口總線，是計算機和儀器間的標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議，GPIB的硬件規(guī)格和軟件協(xié)議以納入國際工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)IEEE , 它是最早的儀器總線，目前多數(shù)儀器都配備了迢循IEEE488的GPIB接口?；贕PIB總線結(jié)構(gòu)的接口卡數(shù)據(jù)傳輸速率一股低于500kb/S,不適臺與對系統(tǒng)速度要求較高的應(yīng)用。非核心是Compact PCI結(jié)構(gòu)和Microsoft Windows軟件。5. 串口系統(tǒng)：串口系統(tǒng)是以Serial標(biāo)準(zhǔn)總線儀器與計算機為儀器精簡平臺組成的虛擬測系統(tǒng)。這些軟仲開發(fā)平臺提供了強大的儀器軟面板設(shè)計工具和各種數(shù)據(jù)處理工具，再加上虛擬儀器硬件廠商提供的各種硬件的驅(qū)動程序模塊，大大簡化了虛擬儀器的設(shè)計工作。除了要花大量時間進行測試系統(tǒng)面板設(shè)計外，還要編制大量的設(shè)備驅(qū)動程序和底層控制程序，這些工作對于那些不熟悉這方面知識的工程設(shè)計人員來說，要花費大量時間和精力，這樣直接影響了系統(tǒng)開發(fā)的周期和性能，除了通用程序開發(fā)語言以外，還有一些專用的虛擬儀器開發(fā)語言和軟件，其中有影響的開發(fā)軟件有：N1 公司的LabVIEW, LabWindows / CVI。 LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument EnE。傳統(tǒng)的文本式編程是一種順序的設(shè)計思路，設(shè)計者必須寫出執(zhí)行的語句。因此，LabVIEW受到越來越多工程師、科學(xué)家的普遍青睞。1. 前面板：前面板是圖形用戶界面，也就是VI的虛擬儀器面板，這一界面上有用戶輸入和顯示輸出兩類對象，具體表現(xiàn)有開關(guān)、旋鈕、圖形以及其他控制(control)和顯示對象(indicator)。如圖16.圖15 隨機信號發(fā)生器的前面板. 圖16 隨機信號發(fā)生器的流程圖2. 流程圖：流程圖提供VI的圖形化源程序。我們可以看到流程圖中包括了前面板上的開關(guān)和隨機數(shù)顯示群所對應(yīng)的連錢端子，另外我們還建立了一個隨機數(shù)發(fā)生函數(shù)和一個wileLoop 循環(huán)結(jié)構(gòu)。這種設(shè)計思想的優(yōu)點體現(xiàn)在兩方面：（1）類似流程圖的設(shè)計思想，很容易被工程人員接受和掣握，特別是那些沒有很多程序設(shè)計經(jīng)驗的工程人員。3. 圖標(biāo)/連接設(shè)計：這部分的設(shè)計突出體現(xiàn)了虛擬儀器模塊化程序設(shè)計的思想。這樣設(shè)計的優(yōu)點體現(xiàn)在如下兒方面：(1)把一個復(fù)雜自動檢測系統(tǒng)分為多個子系統(tǒng)，程序設(shè)計思路清晰，給設(shè)計者調(diào)試程序帶來了諸多的方便。同時為實現(xiàn)虛擬儀器設(shè)計的靈活性提供了前提。如指針式萬用表、晶體管電壓表等。 第四代：虛擬儀器，它是現(xiàn)代計算機技術(shù)、通信技術(shù)和測量技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它對傳統(tǒng)儀器觀念進行了一次巨大變革，是將來儀器產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要發(fā)展方向之一。 虛擬儀器技術(shù)的優(yōu)勢在于用戶自定義儀器功能、結(jié)構(gòu)等，且構(gòu)建容易、轉(zhuǎn)換靈活，因此應(yīng)用領(lǐng)域十分廣闊。美國斯坦福大學(xué)利用虛擬儀器技術(shù)構(gòu)建了虛擬儀器教學(xué)、實驗、仿真系統(tǒng)。電子都三所應(yīng)用虛擬儀器技術(shù)建立了儀器自動化計量控制系統(tǒng)。虛擬儀措一機多用、硬件資源共享等特點大大節(jié)約了實驗室建設(shè)的投資。傳統(tǒng)的實驗平臺存在硬件成本商、構(gòu)造復(fù)雜、功能單一等方面的問題。 總之，LabVIEW能夠為用戶提供簡明、直觀、易用的圖形編程方式，能夠?qū)⒎爆崗?fù)雜的語言編程簡化成為以菜單提示方式選擇功能，并且用線條將各種功能連接起來，十分省時簡便，深受用戶青睞。自1986年問世以來，世界各國的工程師和科學(xué)家們都已將NI LabVIEW圖形化開發(fā)工具用于產(chǎn)品設(shè)計周期的各個環(huán)節(jié)，從而改善了產(chǎn)品質(zhì)量、縮短了產(chǎn)品投放市場的時間，并提高了產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)效率。圖32給出了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖，其中信號調(diào)節(jié)的主要作用是將傳感器輸出的信號與A / D轉(zhuǎn)換器相匹配。K型熱電偶測溫范圍寬線性度好、熱電動勢較大、靈敏度高抗氧化能力強等優(yōu)點。計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過傳感器獲去信號并傳給數(shù)據(jù)采集卡進行A/D轉(zhuǎn)換，然后能進行存儲。采用PCI計算機本身的總線，故將數(shù)據(jù)采集卡(DAQ)插入計算機的空槽中即可。 在圖 用戶登錄端的設(shè)計中，實現(xiàn)了對軟件程序和數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的有效保護。通過改變采樣率可得到效果更好的信號波形。這部分內(nèi)容將在數(shù)據(jù)庠查詢部分進行詳細(xì)講述。四個通道的開關(guān)均在虛擬熱電偶溫度采集控制部分的前面板上，開關(guān)打開，在這里可以看到對對應(yīng)通道數(shù)據(jù)采集的過程, 還可以看到數(shù)據(jù)的波形及實際溫度值。為了實現(xiàn)對軟件程序和數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的有效保護，設(shè)計了用戶登錄模塊。倘若數(shù)據(jù)庫里的用戶數(shù)據(jù)不為空，就將一個假值送入條件結(jié)構(gòu)，在條件結(jié)構(gòu)中通過數(shù)據(jù)庫查詢子VI數(shù)據(jù)庫對應(yīng)用戶下的密碼，并與輸入的密碼相比對，如果想等用戶登錄成功，否則反之。如上圖，設(shè)計使用了user ner pw 子VI實現(xiàn)對密碼的修改。 在設(shè)計中考慮到，四個通道的數(shù)據(jù)采集需要要對每個同通道的開閉進行操作。布爾數(shù)組轉(zhuǎn)化成數(shù)值輸入條件結(jié)構(gòu)，與條件結(jié)構(gòu)中的選擇一一對比，即通道1對應(yīng)Devl/aiO,通道2對應(yīng)Devl/ail，通道3對應(yīng) Dev 1/ai2, 通道4對應(yīng)Devl/ai3, 這個時候，通道選擇模塊完成對退避物理地址的選揮，與通道開關(guān)一一對應(yīng)來。正如上圖所示，將通道選擇模塊的輸出的物里通道地址送進 DAQmx Create Virtual Channel模塊 (DAQ創(chuàng)建虛擬通逍模塊)的physical channels并將單位設(shè)置為伏特最大值設(shè)置為IOV, 最小設(shè)置為IOV。正如上圖所示，將動態(tài)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)組，此時溫度波形數(shù)據(jù)口經(jīng)數(shù)據(jù)化，為了對數(shù)組中的每一個數(shù)據(jù)進行溫度上限和下限比較判斷是否超出設(shè)定值，是否該報警，將轉(zhuǎn)化成的數(shù)組的數(shù)據(jù)采用數(shù)組大小記錄數(shù)組的數(shù)據(jù)個數(shù)來設(shè)定FOR熏環(huán)的次數(shù)。上限報警設(shè)計中將數(shù)據(jù)和輸入溫度上限設(shè)定值進行比較，如果大于，則報警，上限報警燈閃爍，小于什么都不做。上圖即數(shù)據(jù)庫訪問模塊，本模塊使用很普遍，很多資料中都可以找到一模一樣的程序，為了實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的訪問的自主性加了條件結(jié)構(gòu)，當(dāng)執(zhí)行布爾送返回一個真時，數(shù)據(jù)庫訪問模塊就執(zhí)行輸入的數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)命令，執(zhí)行用戶想要的數(shù)據(jù)庫操作。在對數(shù)據(jù)進行實時記錄之后，為了以后因工業(yè)需要對四個通道的數(shù)據(jù)進行查詢分析，就必須考慮對溫度的記錄存儲。數(shù)據(jù)庫命令如圖，將一條標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)命令輸入到數(shù)據(jù)訪問子模塊完成對數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫寫入。此時用戶只需要輸入出事用戶名：admin 和初始密碼：123456程序既可以自動跳轉(zhuǎn)溫度采集前面板，用戶此時在程序打開通道開關(guān)后既可以使用程序進行四個通道的熱電偶溫度記錄及查詢等工作。在這里可以直接看到溫度采集的實時溫度，為餾程的監(jiān)測更好的提供保障。 歷史溫度是虛擬餾程分析的重要數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)庫的訪問查詢中，用戶只需要進行簡單的操作既可以按時間調(diào)出所需要查詢的溫度信號值。以往沒有注意到的問題，都在這一次的畢業(yè)設(shè)計中得以體現(xiàn)，這培養(yǎng)了我的細(xì)心，耐心和專心。也是我這三年來所學(xué)到知識的一個體現(xiàn)，我深深知道，每一次的學(xué)習(xí)實踐德環(huán)節(jié)都是那么的來之不易，都是通過老師的深思熟慮后,，讓我們隨著年齡的增長不斷的擴充己的知識領(lǐng)域，也逐漸成熟，逐漸長大，老師同時也教我們逐漸成為一個能夠為身邊的人，力家庭，為國家做出點貢獻(xiàn)的人，教導(dǎo)我們學(xué)會感恩，所以，我在這次的畢業(yè)設(shè)計中,認(rèn)真對待每一個過程，希望自己的認(rèn)真，自己最后的畢業(yè)設(shè)計成果能夠回報老師這么多年的教導(dǎo)，這么多年的奉獻(xiàn)。老師的嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的態(tài)度、淵博的知識,、無私的奉獻(xiàn)精神使我深受啟迪。在大學(xué)階段，我在學(xué)習(xí)上和思想上都受益匪淺，這除了自身的努力外，與各位老師、同學(xué)和朋友的關(guān)心、支持和鼓勵是分不開的。我將銘記我曾是一名撫大學(xué)子，在今后的工作中把撫大的優(yōu)良傳統(tǒng)發(fā)揚