计算机虚拟仪器技术

华南理工大学机汽学院计算机虚拟仪器技术计算机虚拟仪器技术学习要求：1.了解虚拟仪器的构成和工作原理2.了解常用的虚拟仪器开发平台华南理工大学机汽学院计算机虚拟仪器技术虚拟仪器是在计算机上显示传统仪器面板，它将硬件电路完成的信号调理和处理功能由计算1.虚拟仪器定义机程序完成，这种硬件功能软件化是虚拟仪器的一大特征。华南理工大学机汽学院计算机虚拟仪器技术2.虚拟仪器技术的发展过程华南理工大学机汽学院计算机虚拟仪器技术3.仪器定义和功能的转变传统仪器:厂商定义虚拟仪器:用户定义PROCESSORBUSConditioningTimingA/DD/ADI/OTI/ODISPLAYANDCONTROL488PORT礟MathMEMORY礟ROMPROCESSORBUSConditioningTimingA/DD/ADI/OTI/ODISPLAYANDCONTROL488PORT礟MathMEMORY礟ROMControlPanelFlowPressureAlarmConditionsSTOPTemperature用户定义虚拟仪器的优点：•用户定义•低费用•灵活•可再用性•可重新配置华南理工大学机汽学院计算机虚拟仪器技术4.虚拟仪器的组成PXIVXIGPIBDAQIMAQMotion硬件板卡软件程序解决方案软件驱动模块PXI:PCIExtensionsforInstrumentationDAQ(数据采集)VXI:VMEbusExtensionforInstrumentationIMAQ(图像采集)GPIB:GeneralPurposeInterfaceBus华南理工大学机汽学院计算机虚拟仪器技术5、常用虚拟仪器板卡DAQCardIMAQCardFieldPointMotionControlCard华南理工大学机汽学院计算机虚拟仪器技术6、虚拟仪器软件驱动模块为简化硬件板卡编程和控制，NI和Agilent标准化了数百种常用仪器、板卡的驱动，它们已成为虚拟仪器开发平台的一部分，开发时可直接复用这些硬件驱动代码。用户界面软件驱动华南理工大学机汽学院计算机虚拟仪器技术IVI结构：IVIClassDriverIVIInstrumentSpecificDriverApplicationsProgramVISA(VirtualInstrumentSystemArchitecture)PCPluginGPIBPXIVXIPlug&Play华南理工大学机汽学院计算机虚拟仪器技术7、常见的虚拟仪器软件平台LabViewAgilentVEEDASYLabDirectViewProcessControl华南理工大学机汽学院计算机虚拟仪器技术LabView华南理工大学机汽学院计算机虚拟仪器技术华南理工大学机汽学院计算机虚拟仪器技术华南理工大学机汽学院计算机虚拟仪器技术华南理工大学机汽学院计算机虚拟仪器技术华南理工大学机汽学院计算机虚拟仪器技术华南理工大学机汽学院计算机虚拟仪器技术华中科技开发的虚拟仪器平台华南理工大学机汽学院计算机虚拟仪器技术8、小型虚拟仪器系统开发虚拟仪器为计算机在工业领域中的应用提供一项很好的技术解决方案，在制造业中我们可以借鉴它来进行机床操作面板设计等工作。目的：LabView，VEE过于庞大，不适合在现场使用，缺乏面向某一特定领域的专用控件。华南理工大学机汽学院计算机虚拟仪器技术1)虚拟仪器主体程序设计(COM容器)MFCExeSupportActiveXControl华南理工大学机汽学院计算机虚拟仪器技术华南理工大学机汽学院计算机虚拟仪器技术该简单的样例程序就可以插入任何ActiveX控件(COM组件)，如下图所示：Windows日期控件LabView选钮控件设计完成的容器程序华南理工大学机汽学院计算机虚拟仪器技术2)虚拟仪器控件设计(COM组件)MFCActiveX华南理工大学机汽学院计算机虚拟仪器技术设计完成的控件重载绘图方法部分华南理工大学机汽学院计算机虚拟仪器技术3)虚拟仪器图形控件设计简介800绘图过程分解：华南理工大学机汽学院计算机虚拟仪器技术设计样例：x=120y=70Fillbarx,y,140,120,10904646Arcx+70,y+100-15,80,45,135,14Fillcirclex+70,y+90,4,14Linex+70,y+100-10,x+14,y+27,14Linex+70,y+100-10,x+127,y+27,14Linex+70,y+5,x+70,y+15,14Textoutx+30,y+70,15,-50Textoutx+90,y+70,15,50Textoutx+35,y+100,15,数字电压表Linex,y,x+140,y,15Linex,y,x,y+120,15Linex+140,y,x+140,y+120,8Linex,y+120,x+140,y+120,8Linex+70,y+100-10,x+100,y+20,12Linex+71,y+100-10,x+100,y+20,12Linex+69,y+100-10,x+100,y+20,12-5050数字电压表华南理工大学机汽学院计算机虚拟仪器技术计算机技术的进步芯片硬件软件网络LANsInternet总线AT9、催生虚拟仪器的土壤华南理工大学机汽学院计算机虚拟仪器技术自动化软件PLC串行口数据采集过程现场总线个人计算机或工作站图象公司IntranetorInternet分布式I/O动作10、基于虚拟仪器的新型工业测控系统架构华南理工大学机汽学院计算机虚拟仪器技术11、虚拟仪器技术的优点VI传统仪器软件使得开发与维护费用降至最低开发与维护开销高技术更新周期短(1～2年)技术更新周期长(5～10年)关键是软件关键是硬件价格低、可复用与可重配置性强价格昂贵用户定义仪器功能厂商定义仪器功能开放、灵活，计算机技术同步发展封闭、固定与网络及其它周边设备互联功能单一的独立设备华南理工大学机汽学院计算机虚拟仪器技术12、虚拟仪器技术的主要应用领域通讯–AT&T,Alcatel,Ericsson计算机–IBM,Apple,Dell半导体–Motorola,TI,Thomson-CSF汽车–Ford,Chrysler,Nissan,Toyota电子–Sony,Siemens石油化工–Shell,MobilResearch纺织–Instron,Dupont,EliLilly,AlbanyInternational制造–Ericcson,Duracell食品加工–SaraLee,Ben&Jerry抯,Shiner医药–Johnson&Johnson,Proctor&Gamble测试和测量工业自动化华南理工大学机汽学院计算机虚拟仪器技术动手做：用“个人测试实验室”设计一个简易声级计。华南理工大学机汽学院计算机虚拟仪器技术开发虚拟声级计(VisualSoundInstrument)