《虚拟仪器概述》PPT课件
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 目前，随着微电子技术和计算机技术的飞速发 展，测试技术与计算机的深层次结合引起了测 试仪器领域里一场新的革命一种全新的仪器结 构概念导致了新一代仪器---虚拟仪器的出现。
• 国际上从1988年开始陆续有虚拟仪器产品面 市，当时有5家制造商推出了30种产品。此后， 虚拟仪器产品成倍增加。
a
12
四. 虚拟仪器的发展方向
出现的电子管和60年代出现的晶体管组 成的电子电路仪器； • 第三代数字化仪器：70年代出现的以集 成电路芯片为基础的仪器，如数字电压 表等；
a
11
• 第四代智能仪器：以微处理器为核心的智能式 仪表，既能进行自动测试，又能进行一定的数 据处理，可取代部分脑力劳动。其缺点是其功 能全部是以硬件（或固化软件）的形式存在， 无论是开发还是应用，都缺乏灵活性；
a
5
光盘的使用说明
• CVI 5.0的安装版说明； • 实用例程的使用及演示，如设安装路径在
D盘，则串口的使用例程在 D:\CVI\samples\rs232\serial.prj\,读 者可以直接在其开发环境下运行；
• 参考文档说明： 打开工程文件（*.prj）的help选项或按 快捷键F1,可以查找到有关的帮助文件。 CVI的主要目录说明：见P7.
a
2
学习本书的前导知识
• 主要是C语言的编程技术； • 计算机的硬件与接口技术（如串口、PCI总线
等）； • 测试的硬件技术（如单片机）； • Windows的运行机制（如程序的加载和卸载）； • 各种高级的数据分析和处理技术（如FFT变
换）、控制技术（如各种控制理论）等。
a
3
本课程构架
• 软件开发环境介绍； • 应用程序设计； • 基本函数库的使用； • 高级函数库（略讲）； • 数据库应用程序开发； • 高级程序设计（略讲）。
• 基于小波分析的虚拟仪器设计；
• 基于混沌技术的虚拟仪器设计；
• 基于模糊理论的虚拟仪器设计；
•
网络化虚拟智能传感器系统设计。 a
20
a
6
1.1 CVI简介
• CVI---C for virtual instrument; • CVI是NI(National instrument)公司推
出的交互式C语言开发环境； • CVI将C语言与用于数据采集分析和显示
的测控专业工具有机的结合；
• CVI是测控领域最受欢迎的软件开发平台 之一；
虚拟仪器设计
• 编著：詹惠琴 等 • 制作：计算机与信息工程学院 • 主讲：晏密英 • 授课：16课时 • 实验：16课时(含8个实验)
a
1
教学参考书
• 1．《虚拟仪器软件开发环境 LabWindows/CVI6.0编程指南》张毅刚， 乔立岩等，机械工业出版社 2002.8
• 2．《基于LabWindows/CVI的虚拟仪 器设计》刘君华，电子工业出版社 2004.1
• 其中硬件平台包括：计算机和I/O接口 设备（1.3）；
• 开发软件也有两大类：文本式编程语言 （如VC++、VB、CVI等）和图形化编程 语言（LabView、HPVEE等）(1.4)。
a
10
三. 虚拟仪器的发展及特点
电子仪器发展至今，大致经历过四代： • 第一代模拟仪器：如指针式万用表； • 第二代分立元件仪器：由20世纪50年代
• 应用：建立检测系统、自动测试环境、 数据采集系统、过程监控系统、虚拟仪 器等。
a
7
1.2 虚拟仪器概述
• 虚拟仪器（VI）是现代计算机技术和仪 器技术深层次结合的产物，是当今计算 机辅助测试（CAT）领域的一项重要技 术。
• 虚拟仪器技术是计算机硬件资源、仪器 与测控系统硬件资源和虚拟仪器软件资 源三者的有机结合。
• 网络化虚拟仪器：可在任何时刻、 任何地点都能获取测量数据信息。
a
13
实例一：数据采集系统
—含RS-232接口的I/O卡的测试环境
• 系统的总体功能设计； • 系统的底层硬件设计(见下图）； • 系统的界面功能设计； • 演示如下两个功能界面窗体：
a
14
定时控制
PC
单
片
A/D
机
D/A
多路 I/O口
a
8
一. 虚拟仪器的基本概念
• 见P1页的定义。 • “虚拟”二字含义： • （1）虚拟仪器的硬件是通用的（P1）； • (2) 虚拟仪器的面板是虚拟的； • 如各种开关、按钮与实际仪器上的实物
有区别。
• (3)虚拟仪器测量功能是由软件来实现的。 （软件就是仪器）
a
9
二. 虚拟仪器的构成
• 虚拟仪器由通用仪器硬件平台（简称硬 件平台）和应用软件两大部分构成；
a
15
a
16
a
17
实例二 蓄电池容量测试仪
• 系统的构成：硬件平台、计算机的 I/O接口、软件（VCVI）；
• 系统的演示。
a
18
实例三 净化项目
• 见各图片。
a
19
深一步wk.baidu.com应用
• CVI与MATLAB的接口；
• 基于一般信号分析技术的虚拟仪器设计；
• 基于相关伪随机技术的虚拟仪器设计；
• 基于神经网络的虚拟仪器设计；
a
4
主要内容
• LabWindows/CVI 5.0(8.0) • (文本编程环境 C for Virtual
Instrument) • LabView 7.0 • (图形化编程环境 ，G语言，实验室虚拟
仪器工程平台，Virtual Instrument Engineering Workbench)
• 国际上从1988年开始陆续有虚拟仪器产品面 市，当时有5家制造商推出了30种产品。此后， 虚拟仪器产品成倍增加。
a
12
四. 虚拟仪器的发展方向
出现的电子管和60年代出现的晶体管组 成的电子电路仪器； • 第三代数字化仪器：70年代出现的以集 成电路芯片为基础的仪器，如数字电压 表等；
a
11
• 第四代智能仪器：以微处理器为核心的智能式 仪表，既能进行自动测试，又能进行一定的数 据处理，可取代部分脑力劳动。其缺点是其功 能全部是以硬件（或固化软件）的形式存在， 无论是开发还是应用，都缺乏灵活性；
a
5
光盘的使用说明
• CVI 5.0的安装版说明； • 实用例程的使用及演示，如设安装路径在
D盘，则串口的使用例程在 D:\CVI\samples\rs232\serial.prj\,读 者可以直接在其开发环境下运行；
• 参考文档说明： 打开工程文件（*.prj）的help选项或按 快捷键F1,可以查找到有关的帮助文件。 CVI的主要目录说明：见P7.
a
2
学习本书的前导知识
• 主要是C语言的编程技术； • 计算机的硬件与接口技术（如串口、PCI总线
等）； • 测试的硬件技术（如单片机）； • Windows的运行机制（如程序的加载和卸载）； • 各种高级的数据分析和处理技术（如FFT变
换）、控制技术（如各种控制理论）等。
a
3
本课程构架
• 软件开发环境介绍； • 应用程序设计； • 基本函数库的使用； • 高级函数库（略讲）； • 数据库应用程序开发； • 高级程序设计（略讲）。
• 基于小波分析的虚拟仪器设计；
• 基于混沌技术的虚拟仪器设计；
• 基于模糊理论的虚拟仪器设计；
•
网络化虚拟智能传感器系统设计。 a
20
a
6
1.1 CVI简介
• CVI---C for virtual instrument; • CVI是NI(National instrument)公司推
出的交互式C语言开发环境； • CVI将C语言与用于数据采集分析和显示
的测控专业工具有机的结合；
• CVI是测控领域最受欢迎的软件开发平台 之一；
虚拟仪器设计
• 编著：詹惠琴 等 • 制作：计算机与信息工程学院 • 主讲：晏密英 • 授课：16课时 • 实验：16课时(含8个实验)
a
1
教学参考书
• 1．《虚拟仪器软件开发环境 LabWindows/CVI6.0编程指南》张毅刚， 乔立岩等，机械工业出版社 2002.8
• 2．《基于LabWindows/CVI的虚拟仪 器设计》刘君华，电子工业出版社 2004.1
• 其中硬件平台包括：计算机和I/O接口 设备（1.3）；
• 开发软件也有两大类：文本式编程语言 （如VC++、VB、CVI等）和图形化编程 语言（LabView、HPVEE等）(1.4)。
a
10
三. 虚拟仪器的发展及特点
电子仪器发展至今，大致经历过四代： • 第一代模拟仪器：如指针式万用表； • 第二代分立元件仪器：由20世纪50年代
• 应用：建立检测系统、自动测试环境、 数据采集系统、过程监控系统、虚拟仪 器等。
a
7
1.2 虚拟仪器概述
• 虚拟仪器（VI）是现代计算机技术和仪 器技术深层次结合的产物，是当今计算 机辅助测试（CAT）领域的一项重要技 术。
• 虚拟仪器技术是计算机硬件资源、仪器 与测控系统硬件资源和虚拟仪器软件资 源三者的有机结合。
• 网络化虚拟仪器：可在任何时刻、 任何地点都能获取测量数据信息。
a
13
实例一：数据采集系统
—含RS-232接口的I/O卡的测试环境
• 系统的总体功能设计； • 系统的底层硬件设计(见下图）； • 系统的界面功能设计； • 演示如下两个功能界面窗体：
a
14
定时控制
PC
单
片
A/D
机
D/A
多路 I/O口
a
8
一. 虚拟仪器的基本概念
• 见P1页的定义。 • “虚拟”二字含义： • （1）虚拟仪器的硬件是通用的（P1）； • (2) 虚拟仪器的面板是虚拟的； • 如各种开关、按钮与实际仪器上的实物
有区别。
• (3)虚拟仪器测量功能是由软件来实现的。 （软件就是仪器）
a
9
二. 虚拟仪器的构成
• 虚拟仪器由通用仪器硬件平台（简称硬 件平台）和应用软件两大部分构成；
a
15
a
16
a
17
实例二 蓄电池容量测试仪
• 系统的构成：硬件平台、计算机的 I/O接口、软件（VCVI）；
• 系统的演示。
a
18
实例三 净化项目
• 见各图片。
a
19
深一步wk.baidu.com应用
• CVI与MATLAB的接口；
• 基于一般信号分析技术的虚拟仪器设计；
• 基于相关伪随机技术的虚拟仪器设计；
• 基于神经网络的虚拟仪器设计；
a
4
主要内容
• LabWindows/CVI 5.0(8.0) • (文本编程环境 C for Virtual
Instrument) • LabView 7.0 • (图形化编程环境 ，G语言，实验室虚拟
仪器工程平台，Virtual Instrument Engineering Workbench)