基于labview溫度監(jiān)測(cè)虛擬儀器設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-12-16 03:40 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 點(diǎn)。 ： （ 1）虛擬儀器是一種創(chuàng)新的計(jì)算機(jī)儀器，而非一種傳統(tǒng)意義上的具體的儀器，它是一種功能意義上而非物理意義上的儀器，儀器功能可由用戶軟件定義，柔性結(jié)構(gòu)，靈活組態(tài)，給了用戶一個(gè)充分發(fā)揮自己能力和想象力的空間。 （ 2）一臺(tái)計(jì)算機(jī)被設(shè)計(jì)成多臺(tái)不同功能的測(cè)量?jī)x器，能集多種功能于一體，構(gòu)成多功能 和多用途的綜合儀器，極大地豐富和增強(qiáng)了傳統(tǒng)儀器的功能。 （ 3）由于計(jì)算機(jī)有極其豐富的軟件資源，極高的運(yùn)算速度和龐大的存儲(chǔ)空間，對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)有強(qiáng)大的分析和處理能力，可以進(jìn)行快捷、實(shí)時(shí)的處理，也可以將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來(lái)，以供需要時(shí)調(diào)出分析之用。這種能力所引伸出的儀器功能，在傳統(tǒng)儀器中是不可能具有的。 ： （ 1）友好的人機(jī)交互界面使儀器的使用操作十分簡(jiǎn)便，圖形化的用戶界面形象、美觀，可以方便地由用戶自己定義，使之更具個(gè)性化。 （ 2） 功能復(fù)雜的儀器面板，可以劃分成幾個(gè)分面板，這樣在每個(gè)分面板上就可以實(shí)現(xiàn)功 能操作的單純化和面板布置的簡(jiǎn)潔化，從而提高操作的正確性與便捷性。 （ 3） 軟面板上虛擬的顯示器件和操作元件的種類與形式不受“標(biāo)準(zhǔn)件”和“加工工藝”的限制，通過(guò)編程可隨時(shí)從庫(kù)中取用，可根據(jù)用戶認(rèn)知要求和操作要求來(lái)進(jìn)行面板設(shè)計(jì)，具有極大靈活性和創(chuàng)新性。 ： 虛擬儀器 課程設(shè)計(jì) 第 6 頁(yè) （ 1） 由于虛擬儀器硬件和軟件都制定了開放的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，基于計(jì)算機(jī)的開放式標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)，用戶可以將儀器的設(shè)計(jì)、使用和管理統(tǒng)一到一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)上來(lái)，提高了資源的可重復(fù)利用率，可根據(jù)需要選用不同廠家的產(chǎn)品，可以隨心所欲地集成一個(gè)滿足復(fù)雜測(cè)試要求的虛擬儀器 系統(tǒng)，其開發(fā)技術(shù)難度低、效率高、周期短、成本低。 （ 2） 基于標(biāo)準(zhǔn)化的計(jì)算機(jī)總線和儀器總線，儀器硬件實(shí)現(xiàn)了模塊化、系列化，大大方便了系統(tǒng)集成，縮小了系統(tǒng)尺寸，提高了系統(tǒng)的工作速度，加之軟件的標(biāo)準(zhǔn)化和互換性，可方便地組建小型化、多用途、高性能的即插即用的模塊化儀器系統(tǒng)。 （ 3） 基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的虛擬儀器網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)，廣泛支持各種網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，可實(shí)現(xiàn)方便靈活的互連，可以通過(guò)高速計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組建一個(gè)大型的分布式測(cè)試系統(tǒng)，即構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)化的集成系統(tǒng)，進(jìn)行遠(yuǎn)程測(cè)試、監(jiān)控與故障診斷。決定虛擬儀器具有傳統(tǒng)儀器不可能具備的特點(diǎn)的根 本原因在于“虛擬儀器的關(guān)鍵是軟件”。虛擬儀器的構(gòu)成如圖 所示。 圖 虛擬儀器的構(gòu)成 顯示器 信號(hào)分析及處理 人機(jī)接口 各類借口 A/D 轉(zhuǎn)換器 數(shù)據(jù)發(fā)生器 信號(hào)調(diào)整器 信號(hào)調(diào)整器 信號(hào)調(diào)整器 D/A 轉(zhuǎn)換器 信號(hào)輸入 信號(hào)輸出 虛擬儀器 課程設(shè)計(jì) 第 7 頁(yè) 虛擬儀器的通用儀器硬件平臺(tái) 根據(jù)測(cè)試的基本要求，作為通用硬件平臺(tái)應(yīng)具備兩種基本儀器的功能：①采集信號(hào)，構(gòu)成各種信號(hào)檢測(cè)儀器；②產(chǎn)生信號(hào)，構(gòu)成各種信號(hào)發(fā)生器。或者兩者同時(shí)兼而有之。因此，外圍硬件設(shè)備的基本功能結(jié)構(gòu)應(yīng)以實(shí)現(xiàn) A/D 轉(zhuǎn)換和 D/A轉(zhuǎn)換功能為核心，再配備適當(dāng)?shù)那岸诵盘?hào)調(diào)理，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)字 I/O 等功能，共同完成虛擬儀器的信號(hào)采集、產(chǎn)生和控制功能。 虛擬儀器的軟件層次結(jié)構(gòu) 虛擬儀器軟件系統(tǒng)是一個(gè)包含了從底層硬件操作的儀器接口到上層軟面板操作的人機(jī)接口，即包含從 I/O 接口層到應(yīng)用層的一個(gè)完整系統(tǒng)。為了簡(jiǎn)化系統(tǒng)開發(fā)和應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的開放性和互換性，把整個(gè)軟件系統(tǒng)劃分成為層次化結(jié)構(gòu)，并對(duì)各層進(jìn)行了定義和規(guī)范。根據(jù)虛擬儀器軟件結(jié)構(gòu)規(guī)范的定義，從底層到頂層，虛擬儀器系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)由 I/O接口層、儀器驅(qū)動(dòng)層和應(yīng)用軟件層三個(gè)層次構(gòu)成。 I/O 接口層（ VISA 庫(kù)） I/O 接口軟件位于儀器設(shè)備（即 I/O 接口設(shè)備）與儀器驅(qū)動(dòng)程序之間，是一個(gè)完成 對(duì)儀器寄存器進(jìn)行直接存取數(shù)據(jù)操作，并為儀器設(shè)備與儀器驅(qū)動(dòng)程序提供信息傳遞的底層軟件，是實(shí)現(xiàn)虛擬儀器系統(tǒng)的基礎(chǔ)。 VISA（ Virtual Istrumentation Sofrware Architecture）庫(kù)實(shí)質(zhì)就是標(biāo)準(zhǔn)的 I/O 函數(shù)庫(kù)及其相關(guān)規(guī)范的總稱，一般稱這個(gè) I/O 函數(shù)庫(kù)為 VISA 庫(kù)。它駐留于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之中，執(zhí)行儀器總線的特殊功能，是計(jì)算機(jī)與儀器之間的軟件層連接，用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)儀器的控制。對(duì)于儀器驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)者來(lái)說(shuō)， VISA 庫(kù)是一個(gè)可調(diào)用的操作函數(shù)庫(kù)或集合。 儀器層驅(qū)動(dòng) 儀器驅(qū)動(dòng)程序是完 成對(duì)某一特定儀器的控制與通信的軟件程序集合，它負(fù)責(zé)處理與某一專門儀器通信和控制的具體過(guò)程，將底層的復(fù)雜的硬件操作隱蔽起來(lái)，封裝
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