【導(dǎo)讀】導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致。含我為獲得及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。明并表示了謝意。以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容。其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)。的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法。律后果由本人承擔(dān)。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。等），文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于萬字。符合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不。因此，在實(shí)際生產(chǎn)過程中需要。虛擬儀器的核心技術(shù)思想就是“軟件即是儀器”。其優(yōu)勢(shì)在于可由用戶定義。培訓(xùn)即可迅速掌握操作規(guī)程。虛擬儀器為基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)庫為中心，數(shù)據(jù)采集和管理重點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)輪胎硫化過程中對(duì)溫度、壓力的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。和操作及遠(yuǎn)程訪問操作。

　　

【正文】 or Instrumentation )是 VME總線在儀器領(lǐng)域的擴(kuò)展，上 個(gè)世紀(jì) 1993 年 VXI 總線 版本被批準(zhǔn)為 IEEE1155 標(biāo)準(zhǔn)，成為開放式工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。儀器專用總線在吸收 IEEE488 的成功經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，增加了 10MHz時(shí)鐘線，模擬和數(shù)字混合總線，星形總線等高速總線，定時(shí)關(guān)系嚴(yán)格，兼有計(jì)算機(jī)總線和儀器總線的優(yōu)點(diǎn)。 4） PXI(PCI eXtension For Instrumentation)是 Compact PCI 總線在儀器領(lǐng)域的擴(kuò)展，是 NI公司于 1997 年發(fā)布的一種新的開放性、模塊化儀器總線規(guī)范。其核心是Compact PCI 結(jié)構(gòu)和 Microsoft Windows 軟件。 PXI 是在 PCI 內(nèi)核技術(shù)上增加了成熟的技術(shù)規(guī)范和要求形成的。 PXI 增加了用于多個(gè)板卡同步的觸發(fā)總線和 10MHz 參考時(shí)鐘、用于精確定時(shí)的星形觸發(fā)總線，以及用于相鄰模塊間高速通信的局部總線等，來滿足實(shí)驗(yàn)和測(cè)量用戶的要求。 PXI 兼容 Compact PCI 機(jī)械規(guī)范，并增加了空氣冷卻裝置、環(huán)境測(cè)試（溫度、濕度、振動(dòng)和沖擊實(shí)驗(yàn)）等要求。這樣可保證多廠內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 15 商產(chǎn)品的互操作性和系統(tǒng)的易集成性。 5）串口系統(tǒng)是以 Serial 標(biāo)準(zhǔn)總線儀器與計(jì)算機(jī)為儀器精簡(jiǎn)平臺(tái)組成的虛擬測(cè)試系統(tǒng)。 RS232 總線是早期采用的通用串行總線，將帶有 RS232 標(biāo)準(zhǔn)總線接口的儀器作為 I/O 接口設(shè)備，通過 RS232 串口總線與計(jì)算機(jī)組成虛擬儀器系統(tǒng)目前仍然是虛擬儀器構(gòu)成方式之一，主要適用于速度較低的測(cè)試系統(tǒng)。 虛擬儀器的軟件結(jié)構(gòu) 虛擬儀器技術(shù)的核心是軟件，其軟件基本結(jié)構(gòu)如圖 所示。用戶可以采用各種編程軟件來開發(fā)自己所需要的應(yīng)用軟件。以美國 NI公司的軟件產(chǎn)品 LabVIEW 和LabWindows/CVI 為代表的虛擬儀器專用開發(fā)平臺(tái)是當(dāng)前流行的集成化開發(fā)工具。這些軟件開發(fā)平臺(tái)提供了強(qiáng)大的儀器軟面板設(shè)計(jì)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(dòng)程序模塊，簡(jiǎn)化了虛擬儀器的設(shè)計(jì)工作。隨著軟件技術(shù)的迅速發(fā)展，軟件開發(fā)的模塊化、復(fù)用化，和各種硬件儀器驅(qū)動(dòng)軟件的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化，虛擬儀器軟件開發(fā)將變得更加快速、方便。 硬 件 驅(qū) 動(dòng) 程 序數(shù) 據(jù) 處 理用 戶 界 面 圖 虛擬儀器軟件結(jié)構(gòu) 虛擬儀器的開發(fā)語言 虛擬儀器系統(tǒng)的開發(fā)語言有：標(biāo)準(zhǔn) C， Visual C++ ， Visual Basic 等通用程序開發(fā)語言。但直接由這些語言開發(fā)虛擬儀器系統(tǒng)，是有相當(dāng)難度的。除了要花大量時(shí)間進(jìn)行測(cè)試系統(tǒng)面板設(shè)計(jì)外，還要編制大量的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和底層控制程 序。這些工作對(duì)于那些不熟悉這方面知識(shí)的工程設(shè)計(jì)人員來說，要花費(fèi)大量時(shí)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： NI 公司的 LabVIEW，LabWindows/CVI。 LabVIEW 采用圖形化編程方案，是非常實(shí)用的開發(fā)軟件。LabWindows/CVI 是為熟悉 C 語言的開發(fā)人員準(zhǔn)備的，是在 Windows 環(huán)境下的標(biāo)準(zhǔn)ANSIC 開發(fā)環(huán)境。除此以外還有 HP 公司的 HPVEE ， HPTIG 開發(fā)平臺(tái)，美國Tektronix公司的 EzTest ， TekTNS 平臺(tái)軟件，這些都是國際上公認(rèn)的優(yōu)秀的虛擬內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 16 儀器開發(fā)軟件平臺(tái)。 圖形化虛擬儀器開發(fā)平臺(tái) —— LabVIEW LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering)是一種圖形化的編程語言，它廣泛地被工業(yè)界、學(xué)術(shù)界和研究實(shí)驗(yàn)室所接受，視為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)采集和儀器控制軟件。 LabVIEW 集成了與滿足 GPIB、 VXI、 RS232 和 RS485 協(xié)議的硬件及數(shù)據(jù)采集卡通訊的全部功能。它還內(nèi)置了便于應(yīng)用 TCP/PI、 ActiveX 等軟件標(biāo)準(zhǔn)的庫函數(shù) ，是一個(gè)功能強(qiáng)大且靈活的軟件。利用它可以方便地建立自己的虛擬儀器，其圖形化的界面使得編程及使用過程都更加形象化。 傳統(tǒng)的文本式編程是一種順序的設(shè)計(jì)思路，設(shè)計(jì)者必須寫出執(zhí)行的語句。而LabVIEW 是基于數(shù)據(jù)流的工作方式，同時(shí)是基于圖形化的編程，這使得設(shè)計(jì)者不必掌握大量的編程語言和程序設(shè)計(jì)技巧便可設(shè)計(jì)出虛擬儀器系統(tǒng)。 目前，在以 PC 機(jī)為基礎(chǔ)的測(cè)試和工控軟件中， LabVIEW 的市場(chǎng)普及率僅次于 C++/C 語言。 LabVIEW 具有一系列無與倫比的優(yōu)點(diǎn)：首先， LabVIEW 作為圖形化語言編程，采用流程圖式的編程，運(yùn)用的 設(shè)備圖標(biāo)與科學(xué)家、工程師們習(xí)慣的大部分圖標(biāo)基本一致，這使得編程過程和思維過程非常相似；同時(shí)， LabVIEW 提供了豐富的 VI 庫和儀器面板素材庫，近 600 種設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序 (可擴(kuò)充 )如 GPIB 設(shè)備控制、 VXI 總線控制、串行口設(shè)備控制、以及數(shù)據(jù)分析、顯示和存儲(chǔ)；并且 LabVIEW還提供了專門用于程序開發(fā)的工具箱，使得用戶能夠設(shè)置斷點(diǎn)，調(diào)試過程中可以使用數(shù)據(jù)探針和動(dòng)態(tài)執(zhí)行程序來觀察數(shù)據(jù)的傳輸過程，更加便于程序的調(diào)試。因此，LabVIEW 受到越來越多工程師、科學(xué)家的普遍青睞。 利用 LabVIEW ，可產(chǎn)生獨(dú)立運(yùn)行的可執(zhí) 行文件，它是一個(gè)真正的 32 編譯器。像許多通用的軟件一樣， LabVIEW 提供了 Windows、 UNIX、 Linux、 Macintosh OS等多種版本。 基于 LabVIEW平臺(tái)的虛擬儀器程序設(shè)計(jì) 所有的 LabVIEW 應(yīng)用程序，即虛擬儀器 (VI)，它包括前面板 (Front Panel)、流程圖 (Block Diagram)以及圖標(biāo) /連結(jié)器 (Icon/Connector)三部分。 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(duì)象，具體表現(xiàn)有開關(guān)、旋鈕、圖形以及其 他控制和顯示對(duì)象。但并非畫出兩個(gè)控件后程序就可以運(yùn)行，在前面板后還有一個(gè)與之對(duì)應(yīng)的流程圖。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 17 2）流程圖：流程圖提供 VI 的圖形化源程序。在流程圖中對(duì) VI 編程，以控制和操縱定義在前面板上的輸入和輸出功能。流程圖中包括前面板上的控件連線端子，還有一些前面板上沒有，但編程必須有的東西，例如函數(shù)、結(jié)構(gòu)和連線等。 如果將 VI 與傳統(tǒng)儀器相比較，那么前面板上的控件對(duì)應(yīng)的就是傳統(tǒng)儀器上的按鈕、顯示屏等控件，而流程圖上的連線端子相當(dāng)于傳統(tǒng)儀器箱內(nèi)的硬件電路。在許多情況下，使用 VI 可以仿真?zhèn)鹘y(tǒng)儀器，不僅在屏幕上出現(xiàn)一個(gè)惟妙惟肖的 標(biāo)準(zhǔn)儀器面板，而且其功能也與傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)儀器相差無幾。這種設(shè)計(jì)思想的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在兩方面： ① 類似流程圖的設(shè)計(jì)思想，很容易被工程人員接受和掌握，特別是那些沒有很多程序設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的工程人員。 ② 設(shè)計(jì)的思路和運(yùn)行過程清晰而且直觀。如通過使用數(shù)據(jù)探針、高亮執(zhí)行調(diào)試等多種方法，程序以較慢的速度運(yùn)行，使沒有執(zhí)行的代碼顯示灰色，執(zhí)行后的代碼會(huì)高亮顯示，同時(shí)在線顯示數(shù)據(jù)流線上的數(shù)據(jù)值，完全跟蹤數(shù)據(jù)流的運(yùn)行。這為程序的調(diào)試和參數(shù)的設(shè)定帶來諸多的方便。 3）圖標(biāo) /連接設(shè)計(jì)：這部分的設(shè)計(jì)突出體現(xiàn)了虛擬儀器模塊化程序設(shè)計(jì)的思想。在設(shè)計(jì) 大型自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)時(shí)一步完成一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是相當(dāng)有難度的。而在LabVIEW 中提供的圖標(biāo) /連接工具正是為實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)而準(zhǔn)備的。設(shè)計(jì)者可把一個(gè)復(fù)雜自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)分為多個(gè)子系統(tǒng)，每一個(gè)都可完成一定的功能。這樣設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在如下幾方面： ① 把一個(gè)復(fù)雜自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)分為多個(gè)子系統(tǒng)，程序設(shè)計(jì)思路清晰，給設(shè)計(jì)者調(diào)試程序帶來了諸多的方便。同時(shí)也對(duì)于將來系統(tǒng)的維護(hù)提供了便利。 ② 一個(gè)復(fù)雜自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)分為多個(gè)子系統(tǒng)，每一個(gè)子系統(tǒng)都是一個(gè)完整的功能模塊，這樣把測(cè)試功能細(xì)節(jié)化，便于實(shí)現(xiàn)軟件復(fù)用，大大節(jié)省軟件研發(fā)周期，提高系 統(tǒng)設(shè)計(jì)的可靠性。 ③ 便于實(shí)現(xiàn)“測(cè)試集成”和虛擬儀器庫的思想。同時(shí)為實(shí)現(xiàn)虛擬儀器設(shè)計(jì)的靈活性提供了前提。 數(shù)據(jù)庫技術(shù) 數(shù)據(jù)庫技術(shù) 數(shù)據(jù)庫技術(shù)主要研究如何存儲(chǔ)、使用和管理數(shù)據(jù)，是計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)管理技術(shù)發(fā)展內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 18 的新階段，也是計(jì)算機(jī)技術(shù)中發(fā)展最快、應(yīng)用最廣的技術(shù)之一。當(dāng)前，數(shù)據(jù)庫技術(shù)已成為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)和應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的核心技術(shù)，數(shù)據(jù)庫已成為計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)和應(yīng)用系統(tǒng)的組成核心，從某種意義來講，數(shù)據(jù)庫的建設(shè)規(guī)模、數(shù)據(jù)庫信息量的大小和使用頻度已成為衡量一個(gè)國家信息化程度的重要標(biāo)志。 數(shù)據(jù)庫技術(shù)概述 數(shù)據(jù)庫技術(shù)涉及到以下幾個(gè) 最重要的概念： 1）數(shù)據(jù)庫 (DataBase)是長期儲(chǔ)存于計(jì)算機(jī)內(nèi)、有組織的、可共享的數(shù)據(jù)集合。數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和儲(chǔ)存，具有較小的冗余度、較高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性和易擴(kuò)展性，并可為一定范圍內(nèi)的各種用戶共享。數(shù)據(jù)庫不僅要反映數(shù)據(jù)本身的內(nèi)容，而且要反映數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。在數(shù)據(jù)庫中用數(shù)據(jù)模型（ DataModel）這個(gè)工具來抽象、表示和處理現(xiàn)實(shí)世界中的數(shù)據(jù)和信息。 2）數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)特征的抽象，描述的是數(shù)據(jù)的共性。數(shù)據(jù)模型應(yīng)滿足三個(gè)方面的要求：一是能比較真實(shí)地模擬現(xiàn)實(shí)世界；二是容易為人們所理解；三是便 于在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)。一種數(shù)據(jù)模型要很好地滿足這三個(gè)方面的要求在目前尚很困難，在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中針對(duì)不同的使用對(duì)象和應(yīng)用目的，采用逐步抽象的方法，在不同層次采用不同的數(shù)據(jù)模型，一般分為三層，即物理層、邏輯層和概念層。 物理層是數(shù)據(jù)抽象的最低層，用來描述數(shù)據(jù)物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)方法。 邏輯層是數(shù)據(jù)抽象的中間層，描述數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)整體的邏輯結(jié)構(gòu)。 概念層是抽象級(jí)別的最高層，其目的是按用戶的觀點(diǎn)來對(duì)世界建模。例如實(shí)體－聯(lián)系模型（ EntityRelational Model，簡(jiǎn)稱 ER 模型）。 3）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（ DBMS， DataBase Management System）是操縱和管理數(shù)據(jù)庫的軟件系統(tǒng)，它由一組計(jì)算機(jī)程序構(gòu)成，管理并控制數(shù)據(jù)資源的使用。 如圖 。它是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心，主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)共享數(shù)據(jù)有效的組織、管理和存取，它的基本功能包括以下幾個(gè)方面： 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 19 數(shù) 據(jù) 庫數(shù) 據(jù) 維 護(hù)安 全 管 理數(shù)據(jù)與處理數(shù)據(jù)與處理統(tǒng) 計(jì)檢 索分 析報(bào) 表打 印 圖 數(shù)據(jù)管理 ① 數(shù)據(jù)定義功能：對(duì)數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述，包括外模式、模式、內(nèi)模式的定義；數(shù)據(jù)庫完整性的定義；安全保密定義（如用戶口令、級(jí)別、存取權(quán)限）；存取路徑（如索引）的定義等。 ② 數(shù)據(jù)操縱功能： DBMS 還提供數(shù)據(jù)操縱語言，用戶可以使用 DML 操縱數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫的基本操作，如檢索、插入、刪除和修改等。 DML 有兩類：一類是宿主型語言，一類是自立型語言。 ③ 數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行管理：數(shù)據(jù)庫在建立、運(yùn)用和維護(hù)時(shí)由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)統(tǒng)一管理、統(tǒng)一控制，以保證數(shù)據(jù)的安全性、完整性、多用戶對(duì)數(shù)據(jù)的并發(fā)使用及發(fā)生故障后的系統(tǒng)恢復(fù)，從而保證數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的正常運(yùn)行。 ④ 數(shù)據(jù)組織、存儲(chǔ)和管理功能： DBMS 要分類組織、存儲(chǔ)和管理各種數(shù)據(jù)，包括數(shù)據(jù)字典、用戶數(shù)據(jù)、存取路徑等。 ⑤ 數(shù)據(jù)庫的建立和維護(hù)功能：它包括數(shù)據(jù)庫初始數(shù)據(jù)的輸入、轉(zhuǎn)換功 能，數(shù)據(jù)庫的轉(zhuǎn)儲(chǔ)、恢復(fù)功能，數(shù)據(jù)庫的重組織功能和性能監(jiān)視、分析功能等。 ⑥ 其他功能： DBMS 與網(wǎng)絡(luò)中其他軟件系統(tǒng)的通信功能、 DBMS 之間或文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能；異構(gòu)數(shù)據(jù)庫之間的互訪和互操作功能等。 通過虛擬儀器進(jìn)行數(shù)據(jù)庫操作的優(yōu)點(diǎn)是： 安全性得到保證。 具有通用性，可以針對(duì)不同的虛擬儀器建立不同的數(shù)據(jù)庫。 數(shù)據(jù)管理工作更加高效、便捷，減少了數(shù)據(jù)冗余，數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)化，數(shù)據(jù)具有獨(dú)立性，有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)控制功能。提高系統(tǒng)的開發(fā)效率。在數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)模型及各部分功能模塊方案確定以后，各部分功能模塊只針對(duì)數(shù)據(jù) 庫，因此其開發(fā)調(diào)試工作可以獨(dú)立開展，互不影響，明顯內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 20 提高了程序的開發(fā)效率。 ADO 與數(shù)據(jù)庫的交互技術(shù) ADO 是獨(dú)立于開發(fā)工具和開發(fā)語言的數(shù)據(jù)訪問接口，它提供了程序開發(fā)人員、應(yīng)用程序?qū)崟r(shí)存取各類數(shù)據(jù)庫的能力，可以輕松地完成對(duì)各類數(shù)據(jù)庫的查詢，存取等操作。 ADO 又被稱為通用數(shù)據(jù)訪問 (UDA)，其數(shù)據(jù)源包括數(shù)據(jù)庫，電子郵件，文件，文本，圖形等。使用 ADO 不僅可以讀取 Access 和 SQL Server 數(shù)據(jù)庫，也可以讀取其他與 ODBC 兼容的數(shù)據(jù)庫。 ADO 對(duì)數(shù)據(jù)庫的操作步驟一般分為如下幾步： ① 創(chuàng)建數(shù)據(jù)源名 (DSN)； ② 創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫連接 (Connection)； ③ 創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫對(duì)象； ④ 操作數(shù)據(jù)庫； ⑤ 關(guān)閉數(shù)據(jù)庫對(duì)象和連接。 ACCESS 數(shù)據(jù)庫介紹 Microsoft Access 是一種關(guān)系式 數(shù)據(jù) 庫，關(guān)系式數(shù)據(jù)庫由一系列表組成，表又由一系列行和列組成，每一行是一個(gè)記錄，每一列是一個(gè) 字段 ，每個(gè)字段有一個(gè)字段名，字段名在一個(gè)表中不能重復(fù)。 表與表之間可以建立關(guān)系（或稱關(guān)聯(lián)，連接），以便查詢相關(guān)聯(lián)的信息。 Access數(shù)據(jù)庫以文件形式保存，文件的擴(kuò)展名是 MDB。 Access 數(shù)據(jù)庫由七種對(duì)象組成，它們是表、查詢、窗體、報(bào)表、宏、頁和模