基于tcp的LABVIEW课程设计

虚拟仪器开发与实践课程设计题目名称：基于LABVIEW的TCP/IP通讯设计学生专业：测控技术与仪器学生姓名：贾科琼成绩：评语：指导老师签名：日期：目录1设计背景.....................................................................................................12虚拟仪器概述.............................................................................................12.1虚拟仪器概念.......................................................................................................12.2虚拟仪器的优势...................................................................................................22.3虚拟仪器的构成...................................................................................................22.4虚拟仪器开发软件...............................................................................................33LabVIEW软件的概述...............................................................................43.1LabVIEW编辑界面..............................................................................................43.2LabVIEW的特点..................................................................................................53.3LabVIEW的应用领域..........................................................................................64LABVIEW的TCP/IPD通讯设计...........................................................64.1TCP/IP概述..........................................................................................................64.2LabVIEW中的TCP通讯总流程图....................................................................74.3LabVIEW中的TCP功能函数............................................................................84.4LabVIEW中的TCP通讯程序图......................................................................135软件调试...................................................................................................15设计心得.......................................................................................................19参考文献.......................................................................................................2011设计背景随着电子技术，计算机技术和数字信号处理技术的飞速发展，以及这些技术在测量领域中的广泛应用，仪器技术领域发生了巨大的变化。从最初的模拟仪器到现在的数字化仪器，嵌入式仪器以及智能仪器，新的测试理论，测试方法不断的应用于实践，仪器技术领域的各种创新积累使现代测量仪器的性能发生了质的飞跃，从而使仪器的概念和形式发生了巨大的变化。测量仪器发展至今，大体经历了四代历程，即模拟仪器、分立元件式仪器、数字化仪器和智能仪器。由于微电子技术、计算机技术、通信技术、网络技术的高度发展及其在电子测量技术与仪器上的应用，新的测试理论、新的测试方法、新的测试领域以及新的仪器结构不断出现，在许多方面已经突破了传统仪器的概念，电子测量仪器的功能和作用已经发生了质的变化，其中计算机处于核心地位，计算机软件技术和测试系统更紧密地结合成一个有机整体，导致仪器的结构、概念和设计观点等也发生了突破性的变化。在这种背景下，美国国家仪器公司在20世纪80年代最早提出虚拟仪的概念，同时推出了用于虚拟仪器开发的工程软件包LabVIEW。NI公司宣称“TheSoftwareistheInstrument”，即“软件就是仪器”。在这里，计算机是虚拟仪器的核心设备，该仪器的功能是通过软件仿真实现的。它将传统仪器由硬件电路实现的数据分析处理与显示功能，改由功能强大的计算机来执行，所以计算机是其核心；当计算机与适当的I/O接口设备配置完毕，虚拟仪器的硬件平台就被确定，此后软件就成为仪器的关键部分，这也是“软件就是仪器”之说的来由。这意味着只要按照测量原理，采用适当的信号分析技术与处理技术，编制某种测量功能的软件就可构成该种功能的测量仪器。2.虚拟仪器概述2.1虚拟仪器概念虚拟仪器技就是利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。自1986年问世以来，世界各国的工程师和科学家们都已将NILabVIEW图形化开发工具用于产品设计周期的各个环节，从而改善了产品质量、2缩短了产品投放市场的时间，并提高了产品开发和生产效率。使用集成化的虚拟仪器环境与现实世界的信号相连，分析数据以获取实用信息，共享信息成果，有助于在较大范围内提高生产效率。虚拟仪器提供的各种工具能满足我们任何项目需要。2.2虚拟仪器的优势（1）性能高。虚拟仪器技术是在PC技术的基础上发展起来的，所以完全继承了以现成即用的PC技术为主导的最新商业技术的优点，包括功能超卓的处理器和文件I/O，使您在数据高速导入磁盘的同时就能实时地进行复杂的分析。此外，不断发展的因特网和越来越快的计算机网络使得虚拟仪器技术展现其更强大的优势（2）扩展性强。NI的软硬件工具使得我们不再受限于当前的技术中。这得益于NI软件的灵活性，只需更新计算机或测量硬件，就能以最少的硬件投资和极少的、甚至无需软件上的升级即可改进整个系统。在利用最新科技的时候，我们可以把它们集成到现有的测量设备，最终以较少的成本加速产品上市的时间。（3）节约时间。在驱动和应用两个层面上，NI高效的软件构架能与计算机、仪器仪表和通讯方面的最新技术结合在一起。NI设计这一软件构架的初衷就是为了方便用户的操作，同时还提供了灵活性和强大的功能，使我们轻松地配置、创建、发布、维护和修改高性能、低成本的测量和控制解决方案。（4）无缝集成。虚拟仪器技术从本质上说是一个集成的软硬件概念。随着产品在功能上不断地趋于复杂，工程师们通常需要集成多个测量设备来满足完整的测试需求，而连接和集成这些不同设备总是要耗费大量的时间。NI的虚拟仪器软件平台为所有的I/O设备提供了标准的接口，帮助我们轻松地将多个测量设备集成到单个系统，减少了任务的复杂性。2.3虚拟仪器的构成2.3.1虚拟仪器系统的构成虚拟仪器由硬件设备与接口、设备驱动软件和虚拟仪器面板组成。其中，硬件设备与接口可以是各种以PC为基础的内置功能插卡、通用接口总线接口卡、串行口、VXI总线仪器接口等设备，或者是其它各种可程控的外置测试设备，设备驱动软件3是直接控制各种硬件接口的驱动程序，虚拟仪器通过底层设备驱动软件与真实的仪器系统进行通讯，并以虚拟仪器面板的形式在计算机屏幕上显示与真实仪器面板操作元素相对应的各种控件。用户用鼠标操作虚拟仪器的面板就如同操作真实仪器一样真实与方便。2.3.2虚拟仪器系统的硬件构成虚拟仪器的硬件系统一般分为计算机硬件平台和测控功能硬件。计算机硬件平台可以是各种类型的计算机，如台式计算机、便携式计算机、工作站、嵌入式计算机等。它管理着虚拟仪器的软件资源，是虚拟仪器的硬件基础。因此，计算机技术在显示、存储能力、处理器性能、网络、总线标准等方面的发展，导致了虚拟仪器系统的快速发展。2.3.3虚拟仪器系统的软件构成测试软件是虚拟仪器的主心骨。NI公司在提出虚拟仪器概念并推出第一批实用成果时，就用软件就是仪器来表达虚拟仪器的特征，强调软件在虚拟仪器中的重要位置。NI公司从一开始就推出丰富而又简洁的虚拟仪器开发软件。使用者可以根据不同的测试任务，在虚拟仪器开发软件的提示下编制不同的测试软件，来实现当代科学技术复杂的测试任务。在虚拟仪器系统中用灵活强大的计算机软件代替传统仪器的某些硬件，特别是系统中应用计算机直接参与测试信号的产生和测量特性的分析，使仪器中的一些硬件甚至整个仪器从系统中消失，而由计算机的软硬件资源来完成它们的功能。虚拟仪器测试系统的软件主要分为以下四部分。2.4虚拟仪器开发软件虚拟应用软件开发环境是设计虚拟仪器所必需的软件工具。应用软件开发环境的选择，是以开发环境人员的喜好不同而不同，但最终都必须提供给用户一个界面友好、功能强大的应用程序。软件在虚拟仪器中处于重要的地位，他担负着对数据进行分析处理的任务，如数字滤波、频谱变换等。在很大的程度上，虚拟仪器能否运行成功，就取决于软件。因此美国NI公司提出了“软件就是仪器”的口号。目前已有多种虚拟仪器的软件开发工具，主要分为以下两类：（1）传统的文本式编辑方法，如C、VisualC++、VisualBasic、LabWindows/CVI4等。（2）图形化编辑方法，如NI公司的LabVIEW软件，HP公司的VEE等。使用图形化软件编程的优势是软件开发周期短，编程容易，特别适合于不具有专业编程水平的工程技术人员。下面会介绍一下LabVIEW软件的具体概述。3LabVIEW软件的概述LabVIEW是一种用图标代替文本行创建应用程序的图形化编程语言。传统文本编程语言根据语句和指令的先后顺序决定程序执行顺序，而LabVIEW则采用数据流编程方式，程序框图中节点之间的数据流向决定了VI及函数的执行顺序。VI指虚拟仪器，是LabVIEW的程序模块。3.1LabVIEW编辑界面Labview编程环境主要由启动窗口、控件选板、函数选板、工具选板、菜单栏、工具栏、项目浏览器窗口构成。如图3.1为LabVIEW的启动界面图3-1LabVIEW的启动界面如图3.2为LabVIEW软件的前面板和编辑面板以及各种函数结构5图3-2LabVIEW前面板和编辑面板3.2LabVIEW的特点（1）LabVIEW(LaboratoryVirtualinstrumentEngineeringWorkbench)是一种图形化的编程语言的开发环境，它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受，视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。LabVIEW集成了