【正文】 ，節(jié)省開發(fā)時(shí)間。 [1]儀器面板控制軟件 儀器面板控制軟件即測試管理層，是用戶與儀器之間交流信息的紐帶。在虛擬儀器系統(tǒng)中用靈活強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)軟件代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀器的某些硬件，特別是系統(tǒng)中應(yīng)用計(jì)算機(jī)直接參與測試信號的產(chǎn)生和測量特性的分析，使儀器中的一些硬件甚至整個儀器從系統(tǒng)中消失，而由計(jì)算機(jī)的軟硬件資源來完成它們的功能。 NI 公司從一開始就推出豐富而又簡潔的虛擬儀器開發(fā)軟件。 (2)虛擬儀器系統(tǒng)的軟件構(gòu)成 測試軟件是虛擬儀器的主心骨。因此，計(jì)算機(jī)技術(shù)在顯示、存儲能力、處理器性能、網(wǎng)絡(luò)、總線標(biāo)準(zhǔn)等方面的發(fā)展，導(dǎo)致了虛擬儀器系統(tǒng)的快速發(fā)展。計(jì)算機(jī)硬件平臺可以是各種類型的計(jì)算機(jī)，如臺式計(jì)算機(jī)、便攜式計(jì)算機(jī)、工作站、嵌入式計(jì)算機(jī)等。用戶用鼠標(biāo)操作虛擬儀器的面板就如同操作真實(shí)儀器一樣真實(shí)與方便。 圖 22 總線方式 虛擬儀器 系統(tǒng) 的 設(shè)計(jì) 虛擬儀器 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案 虛擬儀器由硬件設(shè)備與接口、設(shè)備驅(qū)動軟件和虛擬儀器面板組成。 PXI 的高度可擴(kuò)展性。然而，組建 VXI 總線要求有機(jī)箱、零槽管理器及嵌入式控制器，造價(jià)比較高。經(jīng)過多年的發(fā)展， VXI 系統(tǒng)的組建 和使用越來越方便，尤其是組建大、中規(guī)模自動測量系統(tǒng)以及對速度、精度要求高的場合。 VXI 總線方式虛擬儀器 VXI 總線是一種高速計(jì)算機(jī)總線 VME 總線在 VI 領(lǐng)域的擴(kuò)展，它具有穩(wěn)定的電源，強(qiáng)有力的冷卻能力和嚴(yán)格的 RFI/EMI 屏蔽。 GPIB 技術(shù)可用計(jì)算機(jī)實(shí) 現(xiàn)對儀器的操作和控制，替代傳統(tǒng)的人工操作方式，可以很多方便地把多臺儀器組合起來，形成自動測量系統(tǒng)。它的出現(xiàn)使電子測量獨(dú)立的單臺手工操作向大規(guī)模自動測試系統(tǒng)發(fā)展，典型的 GPIB 系統(tǒng)由一臺 PC機(jī)、一塊 GPIB 接口卡和若干臺 BPIB 形式的儀器通過 GPIB 電纜連接而成。由于其價(jià)格低廉、用途廣泛，特別適合于研發(fā)部門和各種教學(xué)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用。儀器軟件裝在計(jì)算機(jī)上，通常可以完成各種測量測試儀器的功能，可以組成數(shù)字存儲示波器、頻譜分析儀、邏緝分析儀、任意波形發(fā)生器、頻率計(jì)、數(shù)字萬用表、功率計(jì)、程控穩(wěn)壓電源、數(shù)據(jù)記錄儀、數(shù)據(jù)采集器。另外， ISA 總線的虛擬儀器已經(jīng)淘汰， PCI 總線的虛擬儀器價(jià)格比較昂貴。 Labview/cvi 是基于文本編程的程序員提供高效的編程工具，通過三種編程語言 Visual C++,Visual Basic,Labviews/cvi 構(gòu)成測試系統(tǒng)，它充分利用計(jì)算機(jī)的總線、機(jī)箱、電源及軟件的便利。 NI的虛擬儀器軟件平臺為所有的I/O設(shè)備提供了標(biāo)準(zhǔn)的接口，幫助我們輕松地將多個測量設(shè)備集成到單個系統(tǒng)，減少了任務(wù)的復(fù)雜性。 無縫集成 虛擬儀器技術(shù)從本質(zhì)上說是一個集成的軟硬件概念。 開發(fā)時(shí)間少 在驅(qū)動和應(yīng)用兩個層面上， NI 高效的軟件構(gòu)架能與計(jì)算機(jī)、儀器儀表和通訊方面的最新技術(shù)結(jié)合在 一起。這得益于 NI 軟件的靈活性，只需更新計(jì)算機(jī)或測量硬件，就能以最少的硬件投資和極少的、甚至無需軟件上的升級即可改進(jìn)整個系統(tǒng)。此外，不斷發(fā)展的因特網(wǎng)和越來越快的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)使得虛擬儀器技術(shù)展現(xiàn)其更強(qiáng)大的優(yōu)勢。 ① 計(jì)算機(jī)是載體 ,② 軟件是核心 ③ 高質(zhì)量的 A/D 采集卡及調(diào)理放大器是關(guān)鍵。 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子與電氣工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 4 PC 插卡 → 并口 式 → 串口 USB 方式（適合于普及型的廉價(jià)系統(tǒng)，有廣闊的應(yīng)用發(fā)展前景） PC 插卡式于 80 年代初問世，并行口方式于 1995 年問世，串口 USB 方式于 1999 年問世。 NI 所擁有的虛擬儀器產(chǎn)品包括軟件產(chǎn)品（如 LabVIEW）、 GPIB 產(chǎn)品、數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品、信號處理產(chǎn)品、圖像采集產(chǎn)品、 DSP 產(chǎn)品和 VXI 控制產(chǎn)品等。從這一思想出發(fā)，基于電腦或工作站、軟件和 I／ O 部件來構(gòu)建虛擬儀器。 美國國家儀器公司 NI（ National Instruments）提出的虛擬測量儀器（ VI）概念，引發(fā)了傳統(tǒng)儀器領(lǐng)域的一場重大變革，使得計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得以長驅(qū)直入儀器領(lǐng)域，和儀器技術(shù)結(jié)合起來，從而開創(chuàng)了 “軟件即是儀器 ”的先河。 20 年來，無論是初學(xué)乍用的新手還是經(jīng)驗(yàn)豐富的程序開發(fā)人員，虛擬儀器在各種不同的工程應(yīng)用和行業(yè)的測量及控制的用戶中廣受歡迎，這都?xì)w功于其直觀化的圖形編程語言。使用集成化的虛擬儀器環(huán)境與現(xiàn)實(shí)世界的信號相連，分析數(shù)據(jù)以獲取實(shí)用信息，共享信息成果，有助于在較大范圍內(nèi)提高生產(chǎn)效率。 什么是 虛擬儀器 虛擬儀器技術(shù) 就是利用高性能的模塊化硬件，結(jié)合高效靈活的軟件來完成各種測試、測量和自動化的應(yīng)用。 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子與電氣工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 3 第 2章 虛擬儀器 簡介 虛擬儀器（ Virtual Instruments 簡稱 VI）技術(shù)發(fā)展非常迅速，所有測量測試儀器的主要功能可由 ① 數(shù)據(jù)采集 ② 數(shù)據(jù)測試和分析 ③ 結(jié)果輸出顯示等三大部分組成，其中數(shù)據(jù)分析和結(jié)果輸出完全可由基于計(jì)算機(jī)的 軟件系統(tǒng)來完成，因此只要另外提供一定的數(shù)據(jù)采集硬件，就可構(gòu)成基于計(jì)算機(jī)組成的測量測試儀器。如果東西和南北的路口車流量多的時(shí)候，則紅綠燈交替控制放行，實(shí)現(xiàn)交通信號燈的全自動控制。保證在不同的時(shí)段可以實(shí)現(xiàn)不同的控制，使繁忙的路口更易疏導(dǎo)。虛擬儀器的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)化也是它的一個發(fā)展方向測量信號經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)的傳輸可實(shí)現(xiàn)資源共享、異地或遠(yuǎn)程控制、數(shù)據(jù)采集和故障監(jiān)測等功能。 虛擬儀器實(shí)質(zhì)上是一個計(jì)算機(jī)測試系統(tǒng) ,它能夠完成傳統(tǒng)儀器的所有功能 ,在人機(jī)界面和操作方式上保持了傳統(tǒng)儀器的模式 ,只不過儀器的面板是在顯示屏上看到的 ,儀器的按鈕操作是通過鼠標(biāo)點(diǎn)擊完成的 ,顯示屏上 的報(bào)警燈也同樣可以閃爍。在性能價(jià)格比方面它也具有優(yōu)勢。時(shí)間標(biāo)記和測量注釋 。而虛擬儀器則相反 ,它的功能完全可由用戶自己編程加以定義和組態(tài) ,并形成適合用戶需要的專用測試系統(tǒng)。在使用虛擬儀器時(shí) ,用戶可通過顯示屏上的友好界面來操作計(jì)算機(jī) ,就像在操作自己定義的一臺臺傳統(tǒng)的儀器儀表一樣 ,從而完成對被測量的采集、分析、判斷、調(diào)節(jié)和存儲等功能。 虛擬儀器 (VIRTUAL INSTRUMENT)是指通過應(yīng)用程序?qū)⒂?jì)算機(jī)與功能硬件 (完成信號獲娶轉(zhuǎn)換和調(diào)理的專用硬件 )結(jié)合起來從而把計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大運(yùn)算存儲和通信能力與功能硬件的測量和轉(zhuǎn)換能力融為一體 ,形成一種多功能 ,高精度 ,可靈活組合并帶有通信功能的測試技術(shù)平臺。我們設(shè)計(jì)的 基于虛擬儀器的 交通燈 系統(tǒng)控制 就是 讓交通信號燈更好的用計(jì)算機(jī)自動控制信號燈，根據(jù)車流量的多少控制十字路口的交通紅綠燈的長短時(shí)間。紅燈是禁行信號，面對紅燈的車輛必須在交叉路口的停車線后停車。綠燈是通行信號，面對綠燈的車輛可以直行，左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎，除非另一種標(biāo)志禁止某一種轉(zhuǎn)向。 信號燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。紅外線紅綠燈當(dāng)行人踏上對壓力敏感的路面時(shí)，它就能察覺到有人要過馬路。 1918 年，又出現(xiàn)了帶控制的紅綠燈和紅外線紅綠燈。 電氣啟動的紅綠燈出現(xiàn)在美國，這種紅綠燈由紅綠黃三色圓形的投光器組成，1914 年始安裝于紐約市 5號大街的一座高塔上。它由紅綠兩 色 旋轉(zhuǎn)式方形玻璃提燈組成，紅色表示“停止”，綠色表示“注意”。這是世界上最早的交通信號燈。但這一技術(shù)在 19 世紀(jì)就已出現(xiàn)了。 Infrared Vehicle Detector。如果東西和南北的路口車流量多的時(shí)候，則紅綠燈交替控制放行 。保證在不同的時(shí)段可以實(shí)現(xiàn)不同的控制，使繁忙的路口更易疏導(dǎo)。系統(tǒng)除基本交通燈功能外，還具有倒計(jì)時(shí)、緊急情況處理 、 違規(guī)車輛檢測 以及根據(jù)具體情況手動控制等功能 ，更加完善了交通信號燈的控制系統(tǒng)。 — 分析研究，進(jìn)一步修改完善優(yōu)化，論文定稿 — 整理完成論文，準(zhǔn)備答辯 五、指導(dǎo)教師意見： 指導(dǎo)教師簽名： 2021 年 月 日 六、系部意見： 系主任簽名： 2021 年 月 日 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子與電氣工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 目錄 摘要 Abstract 第 1 章 前言 ????????? ????????? ? ????????? 1 第 2 章 虛擬儀器簡介 ?????? ???????? ? ????????? 3 什么是虛擬儀器 ????? ? ? ?????? ? ???????? ? 3 虛擬儀器的優(yōu)勢 ????? ? ???????? ? ???????? 4 虛擬儀器的分類 ?????? ???????? ? ???????? 4 虛擬儀器 系統(tǒng) 的 設(shè)計(jì) ?????????? ?? ? ? ??????? 5 第 3 章 交通信號燈 控制 系統(tǒng) 設(shè)計(jì)??? ? ?? ????????? ? ??? 9 交通燈的閃亮過程 ????? ? ??? ??? ? ? ???????? 9 交通燈控制系統(tǒng) ??? ? ???? ? ????? ? ???????? 11 控制要求 ? ? ??????? ???? ? ????????? 11 系統(tǒng)程序框圖 ?????? ??? ? ? ? ? ???????? 11 交通燈倒計(jì)時(shí)顯示 ????????? ???? ? ???????? 17 違規(guī)車輛檢測電路設(shè)計(jì) ???? ??? ???? ? ??? ????? 19 第 4 章 紅外線車輛檢測的控制系統(tǒng) ? ????????? ? ??????? 20 車流量的計(jì)算 ??????? ????????? ? ?????? ? 20 車流滯留情況設(shè)計(jì) ? ? ??? ?????? ? ??? ? ?????? 21 第 5 章 系統(tǒng) 調(diào)試運(yùn)行 ????? ???? ??? ?? ? ????????? 23 數(shù)據(jù)交互與運(yùn)行 ???? ? ????? ?? ? ??????? ?? 23 第 6 章 結(jié)束語 ???????????????? ? ? ??????? ? ? 24 答謝 辭 參考文獻(xiàn) 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子 與電氣工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 摘 要 本系統(tǒng)由 虛擬儀器 系統(tǒng)、 LED 顯示、交通燈演示系統(tǒng)組成。 — 收集相關(guān)資料，確定利用虛擬儀器控制數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)。 常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子與電氣工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 四、設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度安排： 時(shí)間（迄止日期） 工 作 內(nèi) 容 — 收集整理資料，分析選擇虛擬儀器來設(shè)計(jì)交通信號燈的控制，確定課題 — 收集虛擬儀器和 交通信號燈系統(tǒng)的相關(guān)知識，分析研究 。如果東西和南北的路口車流量多的時(shí)候，則紅綠燈交替控制放行。保證在不同的時(shí)段可以實(shí)現(xiàn)不同的控制，使繁忙的路口 更易疏導(dǎo)。 否則 ，如果 東西方向車流量大，南北方向的紅燈時(shí)間就延長 。 二、 課題研究的主要內(nèi)容： 控制 交通燈的自動指揮 設(shè)計(jì)交通燈倒計(jì)時(shí)功能 利用紅外線車輛檢測器調(diào)控紅綠燈 交通信號燈不同時(shí)段的不同控制 在十字路口的紅綠燈處， 紅外線車輛 檢測器智能化控制十字路口的紅綠燈， 得出路口交通流量，然后根據(jù)各方向來車的多少智能調(diào)