【導(dǎo)讀】虛擬儀器技術(shù)是一種與計算機結(jié)合的新型儀器技術(shù)?；谟嬎銠C和標準儀器總線技術(shù)的測量技術(shù)使其有功能多、靈活性強、速度快、人機界面友好等優(yōu)點。美國國家儀器公司推出面向測量儀器的控制和管理的LabVIEW虛擬儀器軟件平臺，集測量、管理和控制于一身。將虛擬儀器技術(shù)應(yīng)用在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)方面，可以縮短開發(fā)時間，降低開發(fā)成本，提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，提高農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平。工程學(xué)院精細農(nóng)業(yè)研究室的“果樹仿形噴施農(nóng)藥方法與技術(shù)研究”國家自然基金課題研究是精確農(nóng)業(yè)的一個方向，關(guān)于測量農(nóng)作物生物量方面將使用虛擬儀器。本設(shè)計是課題的一部分，設(shè)計利用NI公司開發(fā)的LabVIEW軟件和相關(guān)硬件，設(shè)計生物量測量的自動定位機構(gòu)，通過控制定位機構(gòu)帶動傳感器采集數(shù)據(jù)并傳輸給計算機存儲處理。通過對數(shù)據(jù)采集行走機構(gòu)工作實況的實驗結(jié)果驗證，誤差能控制在允許范圍內(nèi)，也證明本系統(tǒng)能達到定位精度高，行走穩(wěn)定，采集點均勻等實驗要求，能保證質(zhì)量完成該實驗的任務(wù)。

　　

【正文】 算機，為科研工作提供方便。 定位機構(gòu)部分自動行走定位機構(gòu)在滾珠螺桿與齒帶齒帶輪傳動驅(qū)動下，按本實驗要求在程序中設(shè)定電機脈沖數(shù)和行走步數(shù)，分別測定導(dǎo)軌與皮帶傳動行走的距離并與理論值比較，即設(shè)定為小電機脈沖頻率160Hz,每走一步的脈沖數(shù)80。小電機脈沖頻率500Hz,每走一步的脈沖數(shù)250，比較分析如下表：表8 行走距離實驗數(shù)據(jù)記錄表工作狀態(tài)行走 步數(shù)理論計算距離實際測量距離誤差小電機正轉(zhuǎn)102030大電機正轉(zhuǎn)204060如實驗數(shù)據(jù)可得皮帶傳動平均誤差，導(dǎo)軌傳動平均誤差，表明機構(gòu)能達到實驗所需的定位精度要求，定位準確，定位精度高，行走穩(wěn)定，采集點均勻等實驗要求，用米尺測量實際行走距離與通過編程設(shè)置電機所設(shè)定的距離誤差在之內(nèi)（未考慮測量誤差），運行路徑長一些誤差會累積所以大一些，下傳動由于是高精度導(dǎo)軌傳動誤差相對小一些，（）,通過計算，機構(gòu)走30步給了個脈沖，計算距離為：與計算值的也只左右的誤差，基本上能達到要求。本機構(gòu)只要在軟件程序上改動即可實現(xiàn)不同形狀的行走路線，如角斜線，只要兩個電機循環(huán)交叉給予脈沖即可實現(xiàn)，編程路線放大圖如圖31分辨率為電機分辨率。圖31 路線放大圖本機構(gòu)還為實驗小組合作者檢測實驗所需的氙燈光源亮度、光強分布是否均勻提供自動定位機構(gòu)，根據(jù)要求定位測出光強并描繪出光強等高圖可以檢測氙燈是否符合實驗測試環(huán)境的要求。滾珠螺桿是工具機和精密機械上最常使用的傳動元件，其主要功能是將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成線性運動，或?qū)⑴ぞ剞D(zhuǎn)換成軸向反覆作用力，同時兼具高精度、可逆性和高效率的特點。因此行走機構(gòu)可以用于工業(yè)制造方面，如十字型大型數(shù)控工作臺，機械手自動裝備生產(chǎn)線等等，由于基于LabVIEW虛擬儀器基礎(chǔ)，可以對軟件按所需要求編程并設(shè)置特定參量，使機構(gòu)實現(xiàn)不同的行走方式、路徑、速度等性能要求，在對于工作條件苛刻的情況下還可以實現(xiàn)遠程控制，結(jié)合相關(guān)的硬件用戶可以自行快速開發(fā)自定義的靈活性強，功能擴展性好，可靠性高的測量或控制系統(tǒng)！致 謝 首先，至于我的導(dǎo)師俞龍講師和吳偉斌博士研究生我最真摯的謝意，在他們悉心指導(dǎo)下完成了我的畢業(yè)設(shè)計。俞老師學(xué)識淵博,教務(wù)繁忙，感謝他在百忙中抽空在我們的論文選題和論文修改上花費的寶貴時間與精力，并在設(shè)計過程中給予的有價值的重要建議與意見，使得我們的畢業(yè)設(shè)計順利的完成。感謝吳偉斌博士研究生，他見多識廣，術(shù)業(yè)精攻，對我的畢業(yè)設(shè)計作了精心指導(dǎo)，在此深表我的感激與崇敬,師兄科研態(tài)度嚴謹，寬于待人，不僅從學(xué)習(xí)上給予了我無限幫助與關(guān)懷，更給予了對我人生意義的重要影響。感謝實驗室洪添勝教授的關(guān)心和指導(dǎo)以及整個105精細農(nóng)業(yè)研究室所有的師兄師姐們，如李震碩士研究生師兄，劉志壯博士研究生師兄和張文昭碩士研究生師姐等等，他們博學(xué)，善良，在設(shè)計中遇到的問題他們給予了我毫不耐煩的解答與幫助，感謝105給予了我學(xué)習(xí)與發(fā)展難得的良好機會，我在這里學(xué)到了很多東西，在此也表示我以后將一如既往的向他們學(xué)習(xí)，祝愿他們在以后的學(xué)習(xí)和科研當中取得更大突破。再次對所有在設(shè)計和制作工作一起合作的同學(xué)、對我提供過幫助和鼓勵的老師和同學(xué)表示深深的謝意，感謝你們的無私幫助。感謝養(yǎng)育我的父母，祝愿他們身體健康，感謝一直在默默支持我的所有親朋好友。參 考 文 獻孫恒、陳作模主編. 2000. 機械原理. 北京：高等教育出版社，436439濮良貴、紀名剛主編. 2001. 機械設(shè)計. 北京：高等教育出版社，122134秦曾煌主編. 2002. 電工學(xué)（下冊）. 北京：高等教育出版社，2936洪添勝、李震. 2005. 虛擬儀器在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的運用. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)會.劉汝全編著. 2000. 電子技術(shù)常用器件應(yīng)用手冊. 北京：機械工業(yè)出版社，5455孫傳友 漢澤西 張欣等編著. 2002. 測控系統(tǒng)原理與設(shè)計. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社胡泓 姚伯威編著. 2003. 機電一體化原理及運用. 北京：國防工業(yè)出版社北京昆侖海岸傳感器技術(shù)中心. 2005. 傳感器 發(fā)送器 監(jiān)控儀選型指南.鄧焱 王磊編著. 2004. 測試技術(shù)與儀器運用北京：機械工業(yè)出版社金鑫、吳金玉譯. 用于VXI測試的虛擬儀器和傳統(tǒng)儀器的比較. ，(2):2123秦樹人編著. 2000. 虛擬技術(shù)——測試儀器從硬件到軟件. 振動、測試與診斷，(1):16 Benneff P. 1993. Virtual Instrument What they are. Electronic Products,(7):3739National Instruments Corp. 1997. DAQ PCI E Series User ManualNational Instruments Corp. 1997. Software Instrumentation Reference And CatalogueNational Instruments Corp. 1998. SCXI1520. User ManualNational Instruments Corp. 1998. Started with SCXINational Instruments Corp. 1998. SCXI1520. SCXI Classis User ManualNational Instruments Corp. 1998. LabVIEW Quick Start GuideNational Instruments Corp. 1998. LabVIEW Graphical Programming for InstrumentationNational Instruments Corp. 2003. LabVIEW Measurements Manual,1922National Instruments Corp. 2003. LabVIEW User Manual,41100Tom . Graphical Tool Speed Instrumentation Software Development. Computer Design,(3):6171英文摘要The Research of New Method in Measurement of QPAR（Quality of Photosynthesis Availability Radiancy）Based on Virtual InstrumentsLiu Shangfan(College of Engineering, South China Agricultural UniversityGuangzhou 510642, China)Abstract: Precision Agriculture is a pop topic in agriculture research of the world. Applying Virtual Instruments technique in the research of modern agriculture can shorten the research time，lower the capital and increase the quantity of agricultural product, increase the agriculture modernization level of our country. Precision Agriculture Laboratory in College of Engineering of our school had contributed more research in this aspect.This design is a part of a national nature fund lesson about precise fertilization in this Lab, research the new method of fertilization to reduce the waste of resource and environment pollution. the software of LabVIEW and related hardware developed by NI pany will be used.This design concerns about the measurement of PAR（Quality of Photosynthesis Availability Radiancy）and LAI(Leaf Area Index), designing a manipulator to control the sampling instrument location to acquire the data passed by the sensor. In order to insure the accuracy fixed position, the stability of work and the data acquisition speed are required. The manipulator bases on LabVIEW program and matches the DAQ card to acplish the assignment. According to the result of experimentation, Using the program we can control the speed of the stepped motor, the location of the manipulator and the time of measurement of DAQ, and the precision of the location can meet the requirement. The structure also can be used in other related location aspects such as machining tools. Keywords: Virtual Instruments Data Acquisition card(DAQ) LabVIEW program附錄附錄一 設(shè)計感想與總結(jié)從2005年9月開始到2006年6月，我留在工程學(xué)院精細農(nóng)業(yè)研究室協(xié)助吳偉斌博士研究生做國家基金課題“果樹仿型農(nóng)藥噴施方法新研究”國家自然基金課題的科研工作，然后將其中關(guān)于數(shù)據(jù)采集行走機構(gòu)的設(shè)計部分作為我的畢業(yè)設(shè)計。設(shè)計綜合利用了我專業(yè)之內(nèi)與之外多方面的知識，其中包括了以下方面：自動化，工業(yè)控制，傳感器，電子電路設(shè)計，科學(xué)農(nóng)業(yè)知識，三維定位儀，葉面積儀，示波器，步進電機與傳動裝置等等和LabVIEW，Proe,AutoCAD軟件的運用。因此，本設(shè)計花費時間也將近一年。在此期間我一邊學(xué)習(xí)一邊探索，讓我在整個過程中鍛煉了多方面的能力！學(xué)會了如何將知識理論與實際結(jié)合，學(xué)習(xí)了LabVIEW軟件編程實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集分析與控制自動化，學(xué)會了查資料，獨立思考研究自學(xué)能力，并把認真嚴謹?shù)那髮W(xué)作風(fēng)貫徹實驗之中，還經(jīng)常參加導(dǎo)師的學(xué)術(shù)演講與講課參加一些儀器公司的產(chǎn)品推薦會，廣交會等等，了解現(xiàn)代自動化儀器的最新動態(tài)，總之不只是為了做畢業(yè)設(shè)計而設(shè)計。我的專業(yè)是機械設(shè)計制造及其自動化，在機械設(shè)計與制造方面我們基本上掌握了所需的東西，但自動化方面的實踐性較少，在此期間學(xué)會使用LabVIEW軟件編程正是對這一缺陷的彌補，并且真正把所學(xué)知識運用了實際。作為農(nóng)業(yè)院校的學(xué)生無論什么專業(yè)都必須知道自己學(xué)校農(nóng)業(yè)特色方面的知識，我們工程學(xué)院機械與自動化研究方向都會與農(nóng)業(yè)相關(guān)，但學(xué)的東西是相通的，在次我增加了有關(guān)農(nóng)業(yè)方面的知識這是一個不小的收獲。最后提提與所有合作伙伴的合作還有與實驗室所有老師師兄師姐的相處，很榮幸有這么一個好的學(xué)習(xí)與進步的環(huán)境，所有學(xué)的東西在以后的工作生活中將受益不盡。這是我的點點感想與總結(jié)，關(guān)于本畢業(yè)設(shè)計。附錄二 實況與設(shè)計效果圖片 1 總體測試機構(gòu) 2測試環(huán)境之一 3工作箱布局 4 繼電器組A與B 5信號調(diào)理模塊 6總體布局設(shè)計 7 XY式設(shè)計 8工作箱設(shè)計 附錄三 數(shù)據(jù)采集板卡6024E引腳圖附錄四 程序前控制面板截圖