【正文】 一代自動測試系統(tǒng)的發(fā)展方向。功能主要包括：數(shù)據(jù)采集等，軟件采用了NI 公司的LabVIEW2010 開發(fā)。第二部分數(shù)據(jù)管理與分析，用LabVIEW 編寫了基于Windows XP的上位機應用程序以及上位機與采集卡之間的通信程序；利用LabSQL 工具包建立了ACCESS 數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)對采集到的數(shù)據(jù)的存儲，并可以查詢歷史數(shù)據(jù)。這在對一些重要數(shù)據(jù)的保存方面就顯得相當?shù)乇匾?。隨著現(xiàn)代科學技術的飛速發(fā)展和不斷融入，加快了現(xiàn)代測控技術的發(fā)展，使其正朝著智能化、集成化、微型化、虛擬化、網(wǎng)絡化和遠程化的方向大步邁進。 現(xiàn)代測控技術的特點現(xiàn)代測控技術的特點可以概括為：智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡化、分布式化。隨著微電子技術的發(fā)展和更多的人工智能的不斷引入，智能化儀器的計算能力和計算方法將得到大大增強。(3) 網(wǎng)絡化 傳感器技術、測控技術、計算機技術與網(wǎng)絡技術的結合，使分布式、網(wǎng)絡化的測控系統(tǒng)的組建變得十分便捷。(4) 分布式化 分布式測控技術是以網(wǎng)絡技術和微型計算機術為基礎，采用分布式的結構將系統(tǒng)內(nèi)所使用設備連接起來，從而組合成符合要求的分布式測控系統(tǒng)。 現(xiàn)代測控系統(tǒng)概述現(xiàn)代測控系統(tǒng)是一個綜合系統(tǒng)，其目的是實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化控制，它以計算機技術為核心，并集控制和測量為一體。是系統(tǒng)的控制中心和指揮中心，主要指計算機、小型機、單片機等。包括：激勵源、程控伺服系統(tǒng)、各種程控開關及儀器、執(zhí)行元件、存儲器件、顯示器件等。包括 I/O 接口軟件、可執(zhí)行應用程序和儀器驅動程序等。包括連接器、電纜、插槽、機械接插件等。⑤被測對象。根據(jù)測控任務的不同，被測對象也是千差萬別的?；拘蜏y控系統(tǒng)主要由傳感器、數(shù)據(jù)采集卡、信號調理和計算機組成。閉環(huán)控制型是指應用于閉環(huán)控制系統(tǒng)的測試系統(tǒng)，其過程的自動控制可歸納為實時數(shù)據(jù)采集、實時控制、實時判斷決策三個階段。 現(xiàn)代測控技術的應用(1)新型傳感器技術 傳感技術是當今世界發(fā)展最迅速的高新技術之一。新型傳感器技術的應用體現(xiàn)在：①微型化氣體傳感器廣泛應用于交通、醫(yī)學、化工、機器人、國防、防偽等領域。③集成化傳感器主要用于溫度測量、壓力測量和視覺測量。⑤網(wǎng)絡化傳感器在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事國防、醫(yī)療、搶險救災、環(huán)境監(jiān)測、城市管理、反恐等許多領域具有潛在的實用價值和重要的科研價值?，F(xiàn)代測控總線技術的應用有：①GPIB 總線技術利用計算機實現(xiàn)了對儀器的操作和控制，促使測控技術向大規(guī)模測控系統(tǒng)的方向迅速發(fā)展。③IEEE 總線具有支持多種總線速率、支持等時和異步兩種傳輸方式、分層的硬件和軟件、支持點對點傳輸、可擴展總線、錯誤檢測和處理等優(yōu)點，成為外部硬盤、視頻設備、高度數(shù)字音頻和其他高速外設的首選接口。⑤LXI總線有著巨大的競爭潛力和廣闊的發(fā)展空間，尤其適合于多個單位合作研究開發(fā)生產(chǎn)的項目和分布在不同地區(qū)的研發(fā)機構。虛擬儀器技術的應用也較廣泛，如：①利用虛擬儀器技術測量不同進口壓力和轉速下的液力變矩器的性能參數(shù)。③利用虛擬儀器計算機視覺軟件和開發(fā)工具，開發(fā)出計算機自動化秧苗分析系統(tǒng)，可用于預測在最后發(fā)芽期限發(fā)芽良好的秧苗數(shù)量及監(jiān)視秧苗質量。(4)遠程測控技術 常見的遠程測控技術有：專線遠程測控技術、電話網(wǎng)遠程測控技術、以太網(wǎng)遠程測控技術和無線通信遠程測控技術。②基于現(xiàn)場總線的遠程測控技術，主要應用于現(xiàn)場總線儀表、現(xiàn)場總線網(wǎng)絡、現(xiàn)場總線遠程測控系統(tǒng)等的監(jiān)測。最好隨著計算機技術的發(fā)展，各領域逐漸開始采用以信息的獲取與應用為中心的方式，以實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)、儀器儀表的自動化控制。現(xiàn)代測控技術的未來發(fā)展將朝著智能化、系統(tǒng)化、標準化及系統(tǒng)功能的綜合性等趨向，并更加的開放化、標準化，為促進技術水平的提高做出巨大的貢獻。所謂虛擬儀器是基于計算機的軟硬件測試平臺，它可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的測量儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器、頻譜分析儀等；可集成于自動控制、工業(yè)控制系統(tǒng)之中；可自由構建成專有儀器系統(tǒng)。虛擬儀器的核心技術思想就是“軟件即是儀器” 。虛擬儀器以通用計算機和配備標準數(shù)字接口的測量儀器（包括GPIB、RS232等傳統(tǒng)儀器以及新型的VXI模塊化儀器）為基礎，將儀器硬件連接到各種計算機平臺上，直接利用計算機豐富的軟硬件資源，將計算機硬件（處理器、存儲器、顯示器）和測量儀器（頻率計、示波器、信號源）等硬件資源與計算機軟件資源（包括數(shù)據(jù)的處理、控制、分析和表達、過程通訊以及圖形用戶界面）有機的結合起來。這是虛擬儀器最大的優(yōu)點之一，有了這一點，儀器的開發(fā)和換代時間將大大縮短。源代碼庫函數(shù)為用戶構造自己的虛擬儀器（VI）系統(tǒng)提供了基本的軟件模塊。這樣，當用戶從一個項目轉向另一個項目時，就能簡單地構造出新的VI系統(tǒng)而不丟失己有的硬件和軟件資源。虛擬儀器技術十分符合國際上流行的“硬件軟件化”的發(fā)展趨勢，因而常被稱作“軟件儀器” 。 虛擬儀器和傳統(tǒng)儀器的比較虛擬儀器具有傳統(tǒng)獨立儀器無法比擬的優(yōu)勢（如表12所示）。在中低檔測試領域，虛擬儀器可取代一部分獨立儀器的工作，但完成復雜環(huán)境下的自動化測試是虛擬儀器的拿手好戲，是傳統(tǒng)的獨立儀器難以勝任的，甚至不可思議的工作。由此導致許多識讀和操作錯誤。這樣，在每個分面板上就可以實現(xiàn)功能操作的單純化和面板布置的簡潔化，從而提高操作的正確性和便捷性。2）在通用硬件平臺確定后，軟件取代傳統(tǒng)儀器中由硬件完成的儀器功能。4）儀器性能的改進和功能擴展只需更新相關軟件設計，不需購買新儀器。6）由于其以PC為核心，使得許多數(shù)據(jù)處理的過程不必像過去那樣由測試儀器本身來完成，而是在軟件的支持下，利用PC機CPU的強大的數(shù)據(jù)處理功能來完成，使得基于虛擬儀器的測試系統(tǒng)的測試精度、速度大為提高，實現(xiàn)自動化、智能化、多任務測量。8）虛擬儀器在高性價比的條件下，降低系統(tǒng)開發(fā)和維護費用，縮短技術更新周期。這是一種新型的基于Web技術的虛擬儀器，使得虛擬儀器測試系統(tǒng)成為Internet/Intranet的一部分，實現(xiàn)現(xiàn)場監(jiān)控和管理。 虛擬儀器測試系統(tǒng)的組成虛擬儀器是基于計算機的儀器。這種結合基本有兩種方式，一種是將計算機裝入儀器，其典型的例子就是所謂智能化的儀器。另一種方式是將儀器裝入計算機。虛擬儀器的組成與傳統(tǒng)儀器一樣，主要由數(shù)據(jù)采集與控制、數(shù)據(jù)分析和處理、結果顯示三部分組成。與傳統(tǒng)儀器相比，虛擬儀器設計日趨模塊化、標準化，設計工作量大大減小。系統(tǒng)軟件部分通常用專用的虛擬儀器開發(fā)語言（如LabVIEW）編寫而成，并可通過Internet實現(xiàn)網(wǎng)絡擴展?？筛鶕?jù)實際情況采用不同的I/O接口硬件設備，如數(shù)據(jù)采集卡/板(DAQ)、GPIB總線儀器、VXI總線儀器、串口儀器、USB等。 虛擬儀器構成方式1）DAQ(Data Acquisition)數(shù)據(jù)采集卡是指基于計算機標準總線(如ISA、PCI、USB等)的內(nèi)置功能插卡。在性能上，隨著A/D轉換技術，濾波技術和信號調理技術的發(fā)展，DAQ卡的采樣速率已達1GB/s，精度高達24位，通道數(shù)高達64個，并具有數(shù)字I/O，模擬I/O和計數(shù)器/定時器等通道。在計算機上掛接多個DAQ功能模塊，配合相應的軟件，就可以構成一臺具有多功能的測試儀器。對我國大多數(shù)用戶來說，它具有很高的性能價格比，是一種特別適合我國國情的虛擬儀器方案。它是最早的儀器總線，目前多數(shù)儀器都配備了遵循IEEE488的GPIB接口。每臺GPIB儀器有單獨的地址，由計算機控制操作?；贕PIB總線結構的接口卡數(shù)據(jù)傳輸速率一般低于500kb/s，不適合與對系統(tǒng)速度要求較高的應用。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。其核心是Compact PCI結構和Microsoft Windows軟件。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。這樣可保證多廠商產(chǎn)品的互操作性和系統(tǒng)的易集成性。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成方式之一，主要適用于速度較低的測試系統(tǒng)。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。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動程序模塊，簡化了虛擬儀器的設計工作。 虛擬儀器軟件結構 虛擬儀器的開發(fā)軟件1 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。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動程序和底層控制程序。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。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。2圖形化虛擬儀器開發(fā)平臺——LabVIEWLabVIEW(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。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。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。目前，在以PC機