廣州大學(xué)計(jì)算機(jī)虛擬儀器技術(shù)第0章 前言

1、廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院計(jì)算機(jī)虛擬儀器技術(shù)(jsh)教師：舒華、黃崢、肖忠聯(lián)系方式：手機(jī)mail h_共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院課程計(jì)劃共32學(xué)時(shí)(xush)理論課11講實(shí)驗(yàn)課5次考試 1次3070共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院學(xué)習(xí)(xux)方法多看：通過(guò)看書(shū)，看例程來(lái)提高。多練：多上機(jī)練習(xí)，通過(guò)實(shí)踐來(lái)熟悉、掌握和應(yīng)用。共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院前言(qin yn)在科學(xué)研究、技術(shù)開(kāi)發(fā)和企業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程中，需用各種各樣的測(cè)控儀器去完成測(cè)量、過(guò)程監(jiān)控和自動(dòng)化方面的任務(wù)。共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(x

2、nx)與機(jī)電工程學(xué)院前言(qin yn)近年來(lái)，基于個(gè)人計(jì)算機(jī)的新一代測(cè)控儀器虛擬儀器發(fā)展迅速，并廣泛的應(yīng)用于航空、通信、半導(dǎo)體、交通、環(huán)保、生物醫(yī)學(xué)和工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域。共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院前言(qin yn)計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展和計(jì)算機(jī)價(jià)格的不斷下降，促進(jìn)了虛擬儀器技術(shù)的發(fā)展和推廣應(yīng)用。虛擬儀器將取代很大一部分傳統(tǒng)儀器，成為測(cè)控儀器的主流。共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院傳統(tǒng)儀器(yq)采用箱式儀器進(jìn)行測(cè)量和記錄儀器的演化共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院虛擬儀器誕生(dnshng)了使用GPIB將多臺(tái)儀器連接到計(jì)算機(jī)儀器的演化共六十

3、九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院軟件就是儀器(yq)采用商業(yè)化的技術(shù)來(lái)提高效率和減少開(kāi)發(fā)成本儀器的演化共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院進(jìn)一步演化嵌入式PC、實(shí)時(shí)(sh sh)控制器和模塊化的儀器儀器的演化共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院未來(lái)(wili)的虛擬儀器LabVIEW FPGA, LabVIEW for PDAs, 智能傳感器儀器的演化共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院虛擬儀器提高了測(cè)量的能力、靈活性和自動(dòng)化，同時(shí)減少的整個(gè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的時(shí)間(shjin)和成本。儀器的演化共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院1 什么(sh

4、n me)是虛擬儀器？虛擬儀器（Virtual Instrument）簡(jiǎn)稱（VI）:是基于個(gè)人電腦（PC）的測(cè)控設(shè)備或系統(tǒng)。其組成主要由3部分：計(jì)算機(jī)、測(cè)控電路模塊、專門(mén)應(yīng)用軟件。共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院1 什么(shn me)是虛擬儀器？虛擬儀器（Virtual Instrument）1）計(jì)算機(jī)：臺(tái)式機(jī)、工控機(jī)、筆記本電腦、各種類型測(cè)試儀器平臺(tái)（VXI、PXI）、掌上電腦（近年）。共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院1 什么(shn me)是虛擬儀器？虛擬儀器（Virtual Instrument）2）測(cè)控電路模塊：各種插卡式或外置式信號(hào)調(diào)理板、數(shù)據(jù)采集板

5、和控制板，帶計(jì)算機(jī)接口的測(cè)量?jī)x器等。共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院1 什么(shn me)是虛擬儀器？虛擬儀器（Virtual Instrument）3）專門(mén)應(yīng)用軟件：由系統(tǒng)集成商或用戶為實(shí)現(xiàn)測(cè)控功能而設(shè)計(jì)的程序。文本式：C、Visual C+、VB、LabWindows/CVI等圖形化：LabVIEW、組態(tài)軟件（組態(tài)王、昆侖工控）等共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院1 什么(shn me)是虛擬儀器？“虛擬”的兩方面含義1）虛擬儀器的面板是虛擬的。 虛擬儀器面板上的各種“控件”與傳統(tǒng)儀器面板上的各種“器件”所完成的功能是相同的。共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx

6、)與機(jī)電工程學(xué)院1 什么(shn me)是虛擬儀器？“虛擬”的兩方面含義2）虛擬儀器的測(cè)量功能由軟件編程來(lái)實(shí)現(xiàn)。 在以PC為核心組成的硬件平臺(tái)支持下，通過(guò)軟件編程設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)儀器的測(cè)試功能，而且可以通過(guò)不同測(cè)試功能的軟件模塊的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)多種測(cè)試功能?！败浖褪莾x器”測(cè)試技術(shù)與計(jì)算機(jī)深層次的結(jié)合。共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院1 什么(shn me)是虛擬儀器？特點(diǎn)傳統(tǒng)儀器虛擬儀器儀器定義廠家用戶功能設(shè)定功能特定，與其他設(shè)備連接受到限制面向應(yīng)用的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，可方便地與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、外設(shè)和其他設(shè)備連接關(guān)鍵環(huán)節(jié)硬件軟件開(kāi)放性封閉式系統(tǒng)，功能固定，不能改變基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的開(kāi)放式系統(tǒng)，靈活的軟

7、件功能模塊性能價(jià)格比低高，可重復(fù)使用技術(shù)更新速度慢（周期510年）快（周期12年）開(kāi)發(fā)維護(hù)開(kāi)發(fā)維護(hù)費(fèi)用高軟件結(jié)構(gòu)，節(jié)省費(fèi)用共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院1 什么(shn me)是虛擬儀器？特點(diǎn)虛擬儀器在工程應(yīng)用和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益方面具有突出優(yōu)勢(shì)。目前，我國(guó)高檔臺(tái)式儀器如數(shù)字示波器、頻譜分析儀、邏輯分析儀等還主要依賴進(jìn)口。這些儀器加工工藝復(fù)雜，對(duì)制造水平要求高，生產(chǎn)突破有困難。而采用虛擬儀器技術(shù)，可以通過(guò)只采購(gòu)必要的通用儀器的硬件來(lái)設(shè)計(jì)自己的高性價(jià)比的儀器系統(tǒng)。共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院1 什么(shn me)是虛擬儀器？與傳統(tǒng)儀器比較開(kāi)放性的構(gòu)成方式：一臺(tái)虛

8、擬儀器可以具有單獨(dú)的信號(hào)發(fā)生器、數(shù)字萬(wàn)用表、數(shù)字存儲(chǔ)示波器、數(shù)據(jù)記錄儀和信號(hào)分析儀的功能，也可以具備所有這些儀器的綜合功能。信號(hào)采集信號(hào)處理結(jié)果表達(dá)傳統(tǒng)儀器硬件（電子線路）硬件硬件或人工虛擬儀器硬件軟件軟件（屏幕、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)）共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院傳統(tǒng)(chuntng)儀器共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院虛擬儀器共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院2 虛擬儀器系統(tǒng)(xtng)的構(gòu)成被測(cè)信號(hào)PC-DAQGPIB儀器串口儀器VXI模塊PXI模塊計(jì)算機(jī)USB和Firewire儀器現(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)據(jù)采集RS-485RS-232共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xn

9、x)與機(jī)電工程學(xué)院2 虛擬儀器系統(tǒng)(xtng)的構(gòu)成共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院3 虛擬儀器的關(guān)鍵技術(shù)1）軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)軟件是虛擬儀器的關(guān)鍵技術(shù)，在虛擬儀器中，軟件的作用(zuyng)通常比硬件更大，軟件開(kāi)發(fā)的工作量亦遠(yuǎn)比硬件開(kāi)發(fā)大。選擇合適的虛擬儀器開(kāi)發(fā)工具。共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院3 虛擬儀器的關(guān)鍵技術(shù)2）硬件開(kāi)發(fā)技術(shù)一般采用現(xiàn)成的硬件。注意(zh y)功能、性能、價(jià)格以及是否具有完善的驅(qū)動(dòng)程序。共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院3 虛擬儀器的關(guān)鍵技術(shù)3）多種技術(shù)的集成目前，由于受到計(jì)算機(jī)總線數(shù)據(jù)傳輸性能的限制，虛擬儀器難以直接連續(xù)地

10、測(cè)量(cling)高頻信號(hào)。將傳統(tǒng)儀器和虛擬儀器技術(shù)相結(jié)合。共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院4 LabVIEW簡(jiǎn)介(jin ji)LabVIEW Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench（實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器工程平臺(tái)）共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院4 LabVIEW簡(jiǎn)介(jin ji)LabVIEW：由美國(guó)國(guó)家儀器（NI）公司專門(mén)為開(kāi)發(fā)虛擬儀器應(yīng)用軟件而設(shè)計(jì)的一個(gè)圖形化編程環(huán)境。優(yōu)點(diǎn)：直觀易學(xué)；編程效率高。 易于測(cè)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院4 LabVIEW簡(jiǎn)介(jin

11、ji)1986 LabVIEW 1.02003.5 LabVIEW 7 Express2004 LabVIEW 7 .12005.10 LabVIEW 8.02006.8 LabVIEW 8.22007.8 LabVIEW 8.5 2009,10 LabVIEW 2009, 20102012 LabVIEW 2012共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院NI 應(yīng)用(yngyng)的分布 電子半導(dǎo)體電腦高端研究石化食品處理紡織業(yè)汽車(chē)通訊自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)軍工/航天共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院哪些公司(n s)選用了NI的產(chǎn)品?財(cái)富500強(qiáng)中 85的生產(chǎn)制造企業(yè)采用NI的虛

12、擬儀器共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院4 LabVIEW簡(jiǎn)介(jin ji)采用LabVIEW開(kāi)發(fā)平臺(tái)設(shè)計(jì)的基于PC-DAQ的虛擬儀器測(cè)試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖電量傳感器非電量傳感器其他傳感器信號(hào)處理電路數(shù)據(jù)采集卡設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序虛擬儀器前面板應(yīng)用程序LabVIEW子模板LabVIEW開(kāi)發(fā)平臺(tái)計(jì)算機(jī)共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院4 LabVIEW簡(jiǎn)介(jin ji)特點(diǎn)：圖形化開(kāi)發(fā)環(huán)境編譯的圖形化開(kāi)發(fā)環(huán)境開(kāi)發(fā)時(shí)間縮短4至10倍豐富的工具用于采集、分析和顯示共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院4 LabVIEW簡(jiǎn)介(jin ji)特點(diǎn)： NI LabVIEW 開(kāi)發(fā)

13、環(huán)境前面板 專業(yè)的圖形用戶界面 內(nèi)置的、可配置的用戶界面對(duì)象 專為測(cè)量應(yīng)用而設(shè)計(jì)共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院4 LabVIEW簡(jiǎn)介(jin ji)特點(diǎn)： NI LabVIEW 開(kāi)發(fā)環(huán)境程序框圖與流程圖相似的直觀代碼提供Express VI，模板、設(shè)計(jì)模式和框架 數(shù)百個(gè)內(nèi)置的測(cè)量子VI自建文檔共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院4 LabVIEW簡(jiǎn)介(jin ji)特點(diǎn)：函數(shù)選板Express VI（快速VI）超過(guò)40個(gè)交互式的Express VIs 滿足常見(jiàn)應(yīng)用的要求提高了效率和生產(chǎn)率大量的標(biāo)準(zhǔn)VI共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院4 LabVIE

14、W簡(jiǎn)介(jin ji)特點(diǎn)： NI LabVIEW 環(huán)境數(shù)據(jù)流DATA每一個(gè)節(jié)點(diǎn)（子VI或函數(shù)）在它的全部輸入?yún)?shù)都得到的情況下才執(zhí)行并行執(zhí)行多線程執(zhí)行，提高了程序性能和系統(tǒng)資源管理共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院4 LabVIEW簡(jiǎn)介(jin ji)特點(diǎn)：模塊化特性模塊化設(shè)計(jì)使用subVI創(chuàng)建分層的系統(tǒng) 可重用的模塊，類似于子程序共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院虛擬儀器的應(yīng)用(yngyng)科研工業(yè)教學(xué)共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院雙蹤信號(hào)(xnho)示波和頻譜分析儀 共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院多蹤信號(hào)(xnho)示波器

15、共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院雙蹤儀器(yq)庫(kù)共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院多蹤X-Y軌跡(guj)儀 共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院傳遞函數(shù)(頻響特性(txng)分析儀 共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院多蹤頻譜分析儀 共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院輸油泵機(jī)組在線監(jiān)測(cè)(jin c)系統(tǒng)共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院信號(hào)(xnho)分析系統(tǒng)共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院橋墩位移監(jiān)控(jin kn)系統(tǒng)共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院發(fā)電機(jī)組在線(zi xi

16、n)監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院鍋爐供熱自動(dòng)(zdng)控制系統(tǒng)共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院空調(diào)測(cè)試(csh)系統(tǒng)共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院橋梁結(jié)構(gòu)健康(jinkng)監(jiān)測(cè)及預(yù)警系統(tǒng) 共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院高壓無(wú)功補(bǔ)償(bchng)監(jiān)控系統(tǒng) 共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院中國(guó)象棋(zhn u xin q)共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院黑白棋共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院拼圖共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院?jiǎn)螖[運(yùn)動(dòng)(yndng)

17、規(guī)律仿真共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院同步輻射(fsh)光加速仿真共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院自動(dòng)氣象站系統(tǒng)(xtng)仿真共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院LED陣列(zhn li)顯示仿真共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院2旋翼控制系統(tǒng)(kn zh x tn)仿真共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院液位控制(kngzh)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院汽車(chē)(qch)ECU參數(shù)監(jiān)測(cè)儀共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院晶體管特性(txng)測(cè)試儀 共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院振動(dòng)(zhndng)監(jiān)測(cè)儀 共六十九頁(yè)廣州大學(xué) 信息(xnx)與機(jī)電工程學(xué)院6 LabVIEW相關(guān)(xinggun)資源獲得LabVIEW軟件/labview/zhs/ 2012評(píng)估版推薦網(wǎng)站共六十九頁(yè)內(nèi)容摘要廣州大學(xué) 信息與機(jī)電工程學(xué)院。實(shí)驗(yàn)課5次。虛擬儀器將取代很大一部分傳統(tǒng)儀器