【導讀】導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標注和致。含我為獲得及其它教育機構(gòu)的學位或?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?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻。的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法。律后果由本人承擔。涉密論文按學校規(guī)定處理。等），文科類論文正文字數(shù)不少于萬字。符合國家技術(shù)標準規(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)勢在于可由用戶定義。培訓即可迅速掌握操作規(guī)程。虛擬儀器為基礎，數(shù)據(jù)庫為中心，數(shù)據(jù)采集和管理重點。實現(xiàn)輪胎硫化過程中對溫度、壓力的實時數(shù)據(jù)進行管理。和操作及遠程訪問操作。

　　

【正文】 or Instrumentation )是 VME總線在儀器領域的擴展，上 個世紀 1993 年 VXI 總線 版本被批準為 IEEE1155 標準，成為開放式工業(yè)標準。儀器專用總線在吸收 IEEE488 的成功經(jīng)驗基礎上，增加了 10MHz時鐘線，模擬和數(shù)字混合總線，星形總線等高速總線，定時關系嚴格，兼有計算機總線和儀器總線的優(yōu)點。 4） PXI(PCI eXtension For Instrumentation)是 Compact PCI 總線在儀器領域的擴展，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 增加了用于多個板卡同步的觸發(fā)總線和 10MHz 參考時鐘、用于精確定時的星形觸發(fā)總線，以及用于相鄰模塊間高速通信的局部總線等，來滿足實驗和測量用戶的要求。 PXI 兼容 Compact PCI 機械規(guī)范，并增加了空氣冷卻裝置、環(huán)境測試（溫度、濕度、振動和沖擊實驗）等要求。這樣可保證多廠內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計 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 標準總線儀器與計算機為儀器精簡平臺組成的虛擬測試系統(tǒng)。 RS232 總線是早期采用的通用串行總線，將帶有 RS232 標準總線接口的儀器作為 I/O 接口設備，通過 RS232 串口總線與計算機組成虛擬儀器系統(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)平臺是當前流行的集成化開發(fā)工具。這些軟件開發(fā)平臺提供了強大的儀器軟面板設計工具和各種數(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，簡化了虛擬儀器的設計工作。隨著軟件技術(shù)的迅速發(fā)展，軟件開發(fā)的模塊化、復用化，和各種硬件儀器驅(qū)動軟件的模塊化、標準化，虛擬儀器軟件開發(fā)將變得更加快速、方便。 硬 件 驅(qū) 動 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：標準 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)，是有相當難度的。除了要花大量時間進行測試系統(tǒng)面板設計外，還要編制大量的設備驅(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： NI 公司的 LabVIEW，LabWindows/CVI。 LabVIEW 采用圖形化編程方案，是非常實用的開發(fā)軟件。LabWindows/CVI 是為熟悉 C 語言的開發(fā)人員準備的，是在 Windows 環(huán)境下的標準ANSIC 開發(fā)環(huán)境。除此以外還有 HP 公司的 HPVEE ， HPTIG 開發(fā)平臺，美國Tektronix公司的 EzTest ， TekTNS 平臺軟件，這些都是國際上公認的優(yōu)秀的虛擬內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 16 儀器開發(fā)軟件平臺。 圖形化虛擬儀器開發(fā)平臺 —— 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、學術(shù)界和研究實驗室所接受，視為一個標準的數(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)置了便于應用 TCP/PI、 ActiveX 等軟件標準的庫函數(shù) ，是一個功能強大且靈活的軟件。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計思路，設計者必須寫出執(zhí)行的語句。而LabVIEW 是基于數(shù)據(jù)流的工作方式，同時是基于圖形化的編程，這使得設計者不必掌握大量的編程語言和程序設計技巧便可設計出虛擬儀器系統(tǒng)。 目前，在以 PC 機為基礎的測試和工控軟件中， LabVIEW 的市場普及率僅次于 C++/C 語言。 LabVIEW 具有一系列無與倫比的優(yōu)點：首先， LabVIEW 作為圖形化語言編程，采用流程圖式的編程，運用的 設備圖標與科學家、工程師們習慣的大部分圖標基本一致，這使得編程過程和思維過程非常相似；同時， LabVIEW 提供了豐富的 VI 庫和儀器面板素材庫，近 600 種設備的驅(qū)動程序 (可擴充 )如 GPIB 設備控制、 VXI 總線控制、串行口設備控制、以及數(shù)據(jù)分析、顯示和存儲；并且 LabVIEW還提供了專門用于程序開發(fā)的工具箱，使得用戶能夠設置斷點，調(diào)試過程中可以使用數(shù)據(jù)探針和動態(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、科學家的普遍青睞。 利用 LabVIEW ，可產(chǎn)生獨立運行的可執(zhí) 行文件，它是一個真正的 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平臺的虛擬儀器程序設計 所有的 LabVIEW 應用程序，即虛擬儀器 (VI)，它包括前面板 (Front Panel)、流程圖 (Block Diagram)以及圖標 /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象，具體表現(xiàn)有開關、旋鈕、圖形以及其 他控制和顯示對象。但并非畫出兩個控件后程序就可以運行，在前面板后還有一個與之對應的流程圖。 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計 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 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應的就是傳統(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)一個惟妙惟肖的 標準儀器面板，而且其功能也與傳統(tǒng)標準儀器相差無幾。這種設計思想的優(yōu)點體現(xiàn)在兩方面： ① 類似流程圖的設計思想，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計經(jīng)驗的工程人員。 ② 設計的思路和運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行，使沒有執(zhí)行的代碼顯示灰色，執(zhí)行后的代碼會高亮顯示，同時在線顯示數(shù)據(jù)流線上的數(shù)據(jù)值，完全跟蹤數(shù)據(jù)流的運行。這為程序的調(diào)試和參數(shù)的設定帶來諸多的方便。 3）圖標 /連接設計：這部分的設計突出體現(xiàn)了虛擬儀器模塊化程序設計的思想。在設計 大型自動檢測系統(tǒng)時一步完成一個復雜系統(tǒng)的設計是相當有難度的。而在LabVIEW 中提供的圖標 /連接工具正是為實現(xiàn)模塊化設計而準備的。設計者可把一個復雜自動檢測系統(tǒng)分為多個子系統(tǒng)，每一個都可完成一定的功能。這樣設計的優(yōu)點體現(xiàn)在如下幾方面： ① 把一個復雜自動檢測系統(tǒng)分為多個子系統(tǒng)，程序設計思路清晰，給設計者調(diào)試程序帶來了諸多的方便。同時也對于將來系統(tǒng)的維護提供了便利。 ② 一個復雜自動檢測系統(tǒng)分為多個子系統(tǒng)，每一個子系統(tǒng)都是一個完整的功能模塊，這樣把測試功能細節(jié)化，便于實現(xiàn)軟件復用，大大節(jié)省軟件研發(fā)周期，提高系 統(tǒng)設計的可靠性。 ③ 便于實現(xiàn)“測試集成”和虛擬儀器庫的思想。同時為實現(xiàn)虛擬儀器設計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、使用和管理數(shù)據(jù)，是計算機數(shù)據(jù)管理技術(shù)發(fā)展內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 18 的新階段，也是計算機技術(shù)中發(fā)展最快、應用最廣的技術(shù)之一。當前，數(shù)據(jù)庫技術(shù)已成為現(xiàn)代計算機信息系統(tǒng)和應用系統(tǒng)開發(fā)的核心技術(shù)，數(shù)據(jù)庫已成為計算機信息系統(tǒng)和應用系統(tǒng)的組成核心，從某種意義來講，數(shù)據(jù)庫的建設規(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國家信息化程度的重要標志。 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 最重要的概念： 1）數(shù)據(jù)庫 (DataBase)是長期儲存于計算機內(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、描述和儲存，具有較小的冗余度、較高的數(shù)據(jù)獨立性和易擴展性，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）這個工具來抽象、表示和處理現(xiàn)實世界中的數(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)模型應滿足三個方面的要求：一是能比較真實地模擬現(xiàn)實世界；二是容易為人們所理解；三是便 于在計算機上實現(xiàn)。一種數(shù)據(jù)模型要很好地滿足這三個方面的要求在目前尚很困難，在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中針對不同的使用對象和應用目的，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)物理存儲結(jié)構(gòu)和存儲方法。 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)。 概念層是抽象級別的最高層，其目的是按用戶的觀點來對世界建模。例如實體－聯(lián)系模型（ EntityRelational Model，簡稱 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)，它由一組計算機程序構(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，主要是實現(xiàn)對共享數(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方面： 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 19 數(shù) 據(jù) 庫數(shù) 據(jù) 維 護安 全 管 理數(shù)據(jù)與處理數(shù)據(jù)與處理統(tǒng) 計檢 索分 析報 表打 印 圖 數(shù)據(jù)管理 ① 數(shù)據(jù)定義功能：對數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)進行描述，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)，實現(xiàn)對數(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)庫的運行管理：數(shù)據(jù)庫在建立、運用和維護時由數(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、多用戶對數(shù)據(jù)的并發(fā)使用及發(fā)生故障后的系統(tǒng)恢復，從而保證數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的正常運行。 ④ 數(shù)據(jù)組織、存儲和管理功能： DBMS 要分類組織、存儲和管理各種數(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、恢復功能，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。 通過虛擬儀器進行數(shù)據(jù)庫操作的優(yōu)點是： 安全性得到保證。 具有通用性，可以針對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)實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)化，數(shù)據(jù)具有獨立性，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數(shù)據(jù) 庫，因此其開發(fā)調(diào)試工作可以獨立開展，互不影響，明顯內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計 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、應用程序?qū)崟r存取各類數(shù)據(jù)庫的能力，可以輕松地完成對各類數(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)庫對象； ④ 操作數(shù)據(jù)庫； ⑤ 關閉數(shù)據(jù)庫對象和連接。 ACCESS 數(shù)據(jù)庫介紹 Microsoft Access 是一種關系式 數(shù)據(jù) 庫，關系式數(shù)據(jù)庫由一系列表組成，表又由一系列行和列組成，每一行是一個記錄，每一列是一個 字段 ，每個字段有一個字段名，字段名在一個表中不能重復。 表與表之間可以建立關系（或稱關聯(lián)，連接），以便查詢相關聯(lián)的信息。 Access數(shù)據(jù)庫以文件形式保存，文件的擴展名是 MDB。 Access 數(shù)據(jù)庫由七種對象組成，它們是表、查詢、窗體、報表、宏、頁和模