第4章--网络化虚拟仪器PPT优秀课件
合集下载
虚拟仪器第4章
例如：下图中通道自动索引功能有效时，每一次 循环产生一个新的数据，存储在循环的边框通道 上，待循环结束以后，产生的6个数据将传送到一 个数组指示器中。自动索引功能无效时，只有最 后一次For循环产生的1个随机数传到循环外。
空心
实 心
4．移位寄存器 创建：右击边框，弹出一个菜单，选择Add Shift Register选项，可添加一个移位寄存器。 用途：主要用于While循环和For循环，将上一 次循环的值传给下一次循环。 数据类型： 数字型、布尔型、字符串等 。 初始化：在循环外将初始值连到移位寄存器的 左端口，有默认初值。 还可以存储前几次循环的值，在移位寄存器的 左端口或右端口上右击鼠标弹出菜单，选择 Add Element选项，可创建附加的左端口来存 储前几次循环的值。
值为-1，表示无 限等待 。
事件数 据端口
结构框
2．事件结构的使用 可有一个或多个子图形代码框，该图形代码框可以设置为响应多 个事件。 右击事件结构边框，从弹出的快捷菜单中选择Edit Events Handled by ThisCase…，这时将弹出编辑事件对话框。 显示当前建立的事件， 默认“Timeout’事件。
下面是用局部变量、移位寄存器和反馈节点实现 10次a++的框图程序。
4.3 While循环
While是条件循环结构，即为一种无限循环 结构，类似于C语言中的Do While结构。 For循环和While循环的区别：
For循环要执行预先指定的循环次数。
而While循环只有在条件端口接收到的值为
4．选择结构数据通道的设置 输入数据时，每个子Case框可连可不连数据通 道。 输出数据时，每个子Case框必须为通道连接数 据。否则程序不能运行，这时通道的图标是空 心的，只有为每个子Case框的数据端口都连接 数据后，图标才变成实心。 Use Default if Unwired可使程序中没有连线的 子Case框输出默认值。
(完整版)虚拟仪器的系统结构PPT文档
01 常用虚拟仪器板卡
信号调理（信号幅度、频率、驱动、隔离等）；
信号调理（信号幅度、频率、驱动、隔离等）；
NI 提出“软件即仪器” 硬件是基础，软件是核心
韩 君 张胜宇
团队：晏 凯 肖迎春
计算机＋接口＋软件＝虚拟仪器
为简化硬件板卡编程和控制，NI和Agilent标准化了数D百A种Q常C用仪ar器d、板卡的驱动，它们已成为虚拟仪器开发平台的一部分M，o开ti发on时可C直o接nt复ro用l这C些a硬rd件驱动代码。
用户界面
软件驱动
02 应用软件
LabView
Agilent VEE
DASYLab
DirectView
ProcessControl
02 示例
THANK YOU FOR WATCHING
感谢观看
Serial
应用软件 仪器驱动程序 I/O 接口软件（VISA 库）
VXI
GPIB 等
02 I/O接口软件（VISA库）
I/O接口软件存在于仪器设备（即I/O接口设备）与仪器驱动程序之间，是一个完 成对仪器寄存器进行直接存取数据操作，并为仪器设备与仪器驱动程序提供信息 传递的底层软件。
VPP规范了虚拟仪器的I/O接口软件的特点、组成、内部结构与实现规范，并将符 合VPP规范的虚拟仪器I/O接口软件定义为VISA（虚拟仪器软件结构）软件。
计算机
韩 君 张胜宇
信号调理（信号幅度、频率、驱动、隔离等）；
PXI 系统
I/O接口软件存在于仪器设备（即I/O接口设备）与仪器驱动程序之间，是一个完成对仪器寄存器进行直接存取数据操作，并为仪器设备与仪器驱动程序提供信息传递的底层软件。
串口系统
01 通用硬件平台的基本功能
《虚拟仪器系统》课件
虚拟仪器系统的发展历程
起源
20世纪80年代，随着计算机技 术的不断发展，人们开始尝试 将计算机应用于测试和测量领
域。
发展阶段
20世纪90年代，随着计算机性 能的提高和软件技术的不断发 展，虚拟仪器系统开始得到广 泛应用。
当前状况
目前，虚拟仪器系统已经成为 测试和测量领域的主流技术之 一，被广泛应用于各种领域。
远程控制技术
远程控制技术是虚拟仪器系统 的关键技术之一，它负责实现
远程控制和监测功能。
远程控制技术需要具备跨网络 、安全可靠和实时性等特点， 以便在不同的地理位置和网络 环境下进行远程控制和监测。
远程控制技术还需要支持多种 通信协议和数据格式，以便与 各种设备和系统进行无缝集成 。
远程控制技术还需要提供易于 使用的API和用户界面，以便开 发人员能够快速地构建远程控 制应用程序。
随着测试数据的不断增加，如何高 效地处理和分析数据成为虚拟仪器
系统面临的技术挑战之一。
B
C
D
可靠性和稳定性
在长时间运行和高负载测试环境下，虚拟 仪器系统需要具备高可靠性和稳定性。
标准化和互操作性
为了实现不同虚拟仪器系统之间的互操作 和数据共享，需要制定统一的标准化规范 。
虚拟仪器系统的应用前景
工业自动化
虚拟仪器驱动技术还需要支持多种通 信协议和数据格式，以便与各种硬件 设备进行无缝集成。
虚拟仪器驱动技术需要具备跨平台、 可移植性和可扩展性等特点，以便在 不同的操作系统和硬件平台上运行。
虚拟仪器驱动技术还需要提供易于使 用的API和用户界面，以便开发人员 能够快速地构建虚拟仪器应用程序。
信号处理技术
数据库管理技术
数据库管理技术是虚拟仪器系 统的关键技术之一，它负责对 各种数据进行分析、处理和管 理。
第4章-Multisim-10虚拟仪器仪表的使用
要测量电路并联；右边两个端子为电流输入端子，与所在测量电路
串联。
4.5.3 面板
电路连接好后，仿真运行所测得的功率将显示在面板上部的框内，
该功率是平均功率，单位会自动调整。
4.5.4 应用实例
用功率表测量图4⁃13所示电路的功率及功率因数。
4.5 功率表
图4-13 电路的功率及功率因数测量
4.6 双通道示波器和四通道示波器
图4-20 四通道示波器的图标和面板
4.6 双通道示波器和四通道示波器
图4-21 通道
控制旋钮
4.7 扫频仪
4.7.1 扫频仪的图标和面板
Multisim 10提供的扫频仪的图标如图4⁃22a所示，双击已置于工作区
中的扫频仪图标即可打开扫频仪的面板，如图4⁃22b所示。
图4-22 扫频仪的图标和面板
2)屏幕背景颜色可通过面板右下方的Reverse按钮来改变，单击
Reverse按钮即可改变屏幕背景的颜色。
3)移动波形：在动态显示时，单击仿真开关的暂停按钮或按F6键，
均可通过改变X position设置，从而左右移动波形；利用指针拖动面
板波形显示屏幕下沿的滚动条也可左右移动波形。
4)测量波形参数：在屏幕上有两条可以左右移动的读数指针，指针
6)A或B：表示用A通道或B通道的输入信号作为同步X轴时基扫描的
触发信号。
7)Ext：选中则表示用示波器图标上外触发端子连接的信号作为触发
信号来同步X轴时基扫描。
(5)波形显示区
示波器面板上部的窗口用来显示被测试的波形。
1)信号波形的颜色可以通过设置A、B通道连接导线的颜色来改变。
4.6 双通道示波器和四通道示波器
与外电路相连输出电压信号，其连接规则是：
串联。
4.5.3 面板
电路连接好后，仿真运行所测得的功率将显示在面板上部的框内，
该功率是平均功率，单位会自动调整。
4.5.4 应用实例
用功率表测量图4⁃13所示电路的功率及功率因数。
4.5 功率表
图4-13 电路的功率及功率因数测量
4.6 双通道示波器和四通道示波器
图4-20 四通道示波器的图标和面板
4.6 双通道示波器和四通道示波器
图4-21 通道
控制旋钮
4.7 扫频仪
4.7.1 扫频仪的图标和面板
Multisim 10提供的扫频仪的图标如图4⁃22a所示，双击已置于工作区
中的扫频仪图标即可打开扫频仪的面板，如图4⁃22b所示。
图4-22 扫频仪的图标和面板
2)屏幕背景颜色可通过面板右下方的Reverse按钮来改变，单击
Reverse按钮即可改变屏幕背景的颜色。
3)移动波形：在动态显示时，单击仿真开关的暂停按钮或按F6键，
均可通过改变X position设置，从而左右移动波形；利用指针拖动面
板波形显示屏幕下沿的滚动条也可左右移动波形。
4)测量波形参数：在屏幕上有两条可以左右移动的读数指针，指针
6)A或B：表示用A通道或B通道的输入信号作为同步X轴时基扫描的
触发信号。
7)Ext：选中则表示用示波器图标上外触发端子连接的信号作为触发
信号来同步X轴时基扫描。
(5)波形显示区
示波器面板上部的窗口用来显示被测试的波形。
1)信号波形的颜色可以通过设置A、B通道连接导线的颜色来改变。
4.6 双通道示波器和四通道示波器
与外电路相连输出电压信号，其连接规则是：
什么是虚拟仪器(PPT)PPT资料优选版
0 平台的八通道数据采集系统
件控制下可模拟替代 Shell, Mobil Research
0 平台的八通道数据采集系统
传统仪器。形象地说， 在监控过程中，技术人员可根据计算好的预警值和现场采集的数据采取相应措施，并通过email发送相应的信息。
开放、灵活，计算机技术同步发展 使得开发与维护费用降至最低
电子 – Sony, Siemens
工业自动化
石油化工
– Shell, Mobil Research 纺织
– Instron, Dupont, Eli Lilly, Albany International
制造
– Ericcson, Duracell 食品加工
– Sara Lee, Ben & Jerry, Shiner
催生虚拟仪器的土壤
芯片 硬件 软件 网络 LANs 总线 AT
Internet
计算机技术的进步
虚拟仪器技术的优点
VI 使得开发与维护费用降至最低
技术更新周期短(1～2年) 关键是软件
价格低、可复用与可重配置性强 用户定义仪器功能
开放、灵活，计算机技术同步发展 与网络及其它周边设备互联
案例2：基于LabWindows/CVI 5.0 平台 的八通道数据采集系统
• 应用该测量系统测试电厂汽轮机开机和停机过 程中的振动情况并诊断汽机是否有故障
软 件 框 图
技术更新周期短(1～2年) 虚拟仪器技术的主要应用厂商 AT&T, Alcatel, Ericsson 鸟巢的监控系统十分严密的，比如大的风雪以及室内演出吊装等情况造成的结构的细微变化都将受到监控。 鸟巢的监控系统十分严密的，比如大的风雪以及室内演出吊装等情况造成的结构的细微变化都将受到监控。 0 平台的八通道数据采集系统 案例2：基于LabWindows/CVI 5. 案例1：NI为北京奥运加油，护航“鸟巢”，“水立方” 鸟巢的监控系统十分严密的，比如大的风雪以及室内演出吊装等情况造成的结构的细微变化都将受到监控。 灵活高效的软件能帮助您创建完全自定义的用户界面，模块化的硬件能方便地提供全方位的系统集成，标准的软硬件平台能满足对同步和定时应用的需求。 虚拟仪器技术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。 灵活高效的软件能帮助您创建完全自定义的用户界面，模块化的硬件能方便地提供全方位的系统集成，标准的软硬件平台能满足对同步和定时应用的需求。 计算机＋接口＋软件＝虚拟仪器 建筑物的健康可以通过结构形变、应力、索力，位移，温度等参数来进行实时在线监测。 价格低、可复用与可重配置性强 在监控过程中，技术人员可根据计算好的预警值和现场采集的数据采取相应措施，并通过email发送相应的信息。 使得开发与维护费用降至最低 使得开发与维护费用降至最低
件控制下可模拟替代 Shell, Mobil Research
0 平台的八通道数据采集系统
传统仪器。形象地说， 在监控过程中，技术人员可根据计算好的预警值和现场采集的数据采取相应措施，并通过email发送相应的信息。
开放、灵活，计算机技术同步发展 使得开发与维护费用降至最低
电子 – Sony, Siemens
工业自动化
石油化工
– Shell, Mobil Research 纺织
– Instron, Dupont, Eli Lilly, Albany International
制造
– Ericcson, Duracell 食品加工
– Sara Lee, Ben & Jerry, Shiner
催生虚拟仪器的土壤
芯片 硬件 软件 网络 LANs 总线 AT
Internet
计算机技术的进步
虚拟仪器技术的优点
VI 使得开发与维护费用降至最低
技术更新周期短(1～2年) 关键是软件
价格低、可复用与可重配置性强 用户定义仪器功能
开放、灵活，计算机技术同步发展 与网络及其它周边设备互联
案例2：基于LabWindows/CVI 5.0 平台 的八通道数据采集系统
• 应用该测量系统测试电厂汽轮机开机和停机过 程中的振动情况并诊断汽机是否有故障
软 件 框 图
技术更新周期短(1～2年) 虚拟仪器技术的主要应用厂商 AT&T, Alcatel, Ericsson 鸟巢的监控系统十分严密的，比如大的风雪以及室内演出吊装等情况造成的结构的细微变化都将受到监控。 鸟巢的监控系统十分严密的，比如大的风雪以及室内演出吊装等情况造成的结构的细微变化都将受到监控。 0 平台的八通道数据采集系统 案例2：基于LabWindows/CVI 5. 案例1：NI为北京奥运加油，护航“鸟巢”，“水立方” 鸟巢的监控系统十分严密的，比如大的风雪以及室内演出吊装等情况造成的结构的细微变化都将受到监控。 灵活高效的软件能帮助您创建完全自定义的用户界面，模块化的硬件能方便地提供全方位的系统集成，标准的软硬件平台能满足对同步和定时应用的需求。 虚拟仪器技术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。 灵活高效的软件能帮助您创建完全自定义的用户界面，模块化的硬件能方便地提供全方位的系统集成，标准的软硬件平台能满足对同步和定时应用的需求。 计算机＋接口＋软件＝虚拟仪器 建筑物的健康可以通过结构形变、应力、索力，位移，温度等参数来进行实时在线监测。 价格低、可复用与可重配置性强 在监控过程中，技术人员可根据计算好的预警值和现场采集的数据采取相应措施，并通过email发送相应的信息。 使得开发与维护费用降至最低 使得开发与维护费用降至最低
第四章 Multisim虚拟仪器.
21
• （1）Timescale控制区 • A/B：将一个通道的输入信号作为X轴的扫描信号， 另一个 通道的输入信号施加在Y轴上。在此按钮 上，右击弹出快捷菜单，选择两个通道信号分别 作为X轴和Y轴信号，一旦选中其他选项，此按钮 将显示为所选择的选项。 • A+B：显示的波形为4个通道中任意两个不同通 道的输入信号的叠加，在此按钮上，右击弹出快 捷菜单，可以选择其他菜单项，选择其他两个通 道信号之和。一旦选择其他菜单项，该按钮显示 为所选择的菜单项。
16
• （2）Channel A区，用来设置A通道的输入信号在Y轴 的显示刻度 Scale：设置Y轴的刻度 Y position：用来设置Y轴的显示刻度 AC：输入交流耦合方式，仅显示输入信号的交流成 分 0：A通道的输入信号被短路 DC：输入直流耦合方式，实时显示信号的实际大小 （3）Channel B区，用来设置B通道的输入信号在Y轴的 显示刻度，方法与ChannelA的方法相同
符号图 面板 显示区 图标 输入端 控制区 显示设置区 仪器开关 分析 设置区
37
• 2.操作
（1）显示区：用来显示测量结果 （2）仪器开关区 • Start：测试开始 Stop：测试结束 （3）分析设置区 • Fundamental Freq：设置基准频率 • Resolution Freq：设置频率分辨率 （4）控制区 • THD：测试分析总谐波失真 • SINAD：测量分析信噪比失真 • Set：用来对THD和SINAD分析进行设置 （5）显示设置区：设置分析显示结果为百分比%还是分贝 dB
18
• 3.举例：用双通道示波器观察李莎育图形
19
• 4通道滤波器
4通道滤波器不仅用来显示4路信号的波形，而且还可以用 来测量信号的频率、幅度和周期等参数，主要用来观测多 路信号
• （1）Timescale控制区 • A/B：将一个通道的输入信号作为X轴的扫描信号， 另一个 通道的输入信号施加在Y轴上。在此按钮 上，右击弹出快捷菜单，选择两个通道信号分别 作为X轴和Y轴信号，一旦选中其他选项，此按钮 将显示为所选择的选项。 • A+B：显示的波形为4个通道中任意两个不同通 道的输入信号的叠加，在此按钮上，右击弹出快 捷菜单，可以选择其他菜单项，选择其他两个通 道信号之和。一旦选择其他菜单项，该按钮显示 为所选择的菜单项。
16
• （2）Channel A区，用来设置A通道的输入信号在Y轴 的显示刻度 Scale：设置Y轴的刻度 Y position：用来设置Y轴的显示刻度 AC：输入交流耦合方式，仅显示输入信号的交流成 分 0：A通道的输入信号被短路 DC：输入直流耦合方式，实时显示信号的实际大小 （3）Channel B区，用来设置B通道的输入信号在Y轴的 显示刻度，方法与ChannelA的方法相同
符号图 面板 显示区 图标 输入端 控制区 显示设置区 仪器开关 分析 设置区
37
• 2.操作
（1）显示区：用来显示测量结果 （2）仪器开关区 • Start：测试开始 Stop：测试结束 （3）分析设置区 • Fundamental Freq：设置基准频率 • Resolution Freq：设置频率分辨率 （4）控制区 • THD：测试分析总谐波失真 • SINAD：测量分析信噪比失真 • Set：用来对THD和SINAD分析进行设置 （5）显示设置区：设置分析显示结果为百分比%还是分贝 dB
18
• 3.举例：用双通道示波器观察李莎育图形
19
• 4通道滤波器
4通道滤波器不仅用来显示4路信号的波形，而且还可以用 来测量信号的频率、幅度和周期等参数，主要用来观测多 路信号
虚拟仪器实验ppt课件
虚拟仪器实验
1
====================================== 实验教材： 虚拟仪器实验指导书（自编） ======================================
虚拟仪器技术室软、硬件介绍
=============================================
LabVIEW程序被称为VI（Virtual Instrument），即虚 拟仪器。
LabVIEW的核心概念就是“软件即是仪器”，即虚拟 仪器的概念。
LabVIEW还包含了大量的工具与函数用于数据采集、 分析、显示与存储等。
41
三、实验内容
8、属性节点
利用“报警信息”控件的blinking属性，实现在输出 报警信息的同时伴随闪烁，如下图所示。为了能看到 闪烁效果，需要将采样间隔设到5秒以上。
LabVIEW程序被称为VI（Virtual Instrument），即虚 拟仪器。
LabVIEW的核心概念就是“软件即是仪器”，即虚拟 仪器的概念。
LabVIEW还包含了大量的工具与函数用于数据采集、 分析、显示与存储等。
17
三、实验内容
1、数据操作
编写一个温度监测器，如右图所示，当 温度超过报警上限，而且开启报警时，报警 灯点亮。温度值可以由随即数发生器产生。
（三）、实验仪器与设备
34
参考程序-4
35
参考程序-5
36
参考程序-6
37
参考程序-7
38
实验三 LabVIEW软件基本操作（三） （本实验为设计性实验）
39
一、实验目的
1、熟悉虚拟仪器编程软件LabVIEW的基本操作 和熟悉虚拟仪器实验平台；
1
====================================== 实验教材： 虚拟仪器实验指导书（自编） ======================================
虚拟仪器技术室软、硬件介绍
=============================================
LabVIEW程序被称为VI（Virtual Instrument），即虚 拟仪器。
LabVIEW的核心概念就是“软件即是仪器”，即虚拟 仪器的概念。
LabVIEW还包含了大量的工具与函数用于数据采集、 分析、显示与存储等。
41
三、实验内容
8、属性节点
利用“报警信息”控件的blinking属性，实现在输出 报警信息的同时伴随闪烁，如下图所示。为了能看到 闪烁效果，需要将采样间隔设到5秒以上。
LabVIEW程序被称为VI（Virtual Instrument），即虚 拟仪器。
LabVIEW的核心概念就是“软件即是仪器”，即虚拟 仪器的概念。
LabVIEW还包含了大量的工具与函数用于数据采集、 分析、显示与存储等。
17
三、实验内容
1、数据操作
编写一个温度监测器，如右图所示，当 温度超过报警上限，而且开启报警时，报警 灯点亮。温度值可以由随即数发生器产生。
（三）、实验仪器与设备
34
参考程序-4
35
参考程序-5
36
参考程序-6
37
参考程序-7
38
实验三 LabVIEW软件基本操作（三） （本实验为设计性实验）
39
一、实验目的
1、熟悉虚拟仪器编程软件LabVIEW的基本操作 和熟悉虚拟仪器实验平台；
虚拟仪器设计第4章—条件结构、顺序结构、公式节点和事件结构ppt课件
应该如何写程序？
21
程序框图：
22
运行结果：
23
§4.2 顺序结构
在VI中，程序的运行是靠数据流来驱动的，利用数据流机制可以实现很多顺序执行的功能。但是只有数据流控制的顺序执行还不够，在某些复杂的情况下，需要更强的顺序执行控制结构。引入了“顺序结构”的概念。
如上图，当且仅当A、B、C３个节点执行完，使得D节点的３个输入数据都到达D节点后，D节点才执行。但要注意，这里并没有规定A、B、C３个节点的执行顺序。在LabVIEW中这种情况下，A、B、C的执行顺序是不确定的。如果你需要对它们规定一个确定的顺序，那就需要使用 “顺序结构”。
17
快捷菜单：重排分支
重排之前
重排之后
对分支列表自动排序
18
快捷菜单：将子框图程序交换至分支
A B C DD B C A
将当前分支内容与目标分支内容对换，其他分支内容不受影响。
快捷菜单：将子框图程序移位至分支（书本上的版本为：“将程序框图转换为分支”）P115
添加“顺序局部变量”后
28
顺序结构的输出通道仅能有一个数据源 数据源能被后续所有帧使用， 但在源帧前面的帧中不能使用（为实心方框）
源帧
顺序结构对编写代码很有帮助，但是不能滥用！书本：P119
29
4.2.4 顺序结构应用举例
将一随机数发生器产生的数字（0-100之间的整数）与前面板输入的整数（0-100之间）进行比较，计算当两个数匹配时所执行的次数以及所耗时间。
45
为解决上述问题，LabVIEW提供了“事件结构”。仅当事件发生时，程序才做出相应的响应，类似于VC或VB编程中的事件。通过事件结构：程序变得简单，降低CPU利用率；当多个事件发生时会形成事件队列，直到每个事件对应的代码都被执行为止，因此不会有时间被遗漏的情况。
21
程序框图：
22
运行结果：
23
§4.2 顺序结构
在VI中，程序的运行是靠数据流来驱动的，利用数据流机制可以实现很多顺序执行的功能。但是只有数据流控制的顺序执行还不够，在某些复杂的情况下，需要更强的顺序执行控制结构。引入了“顺序结构”的概念。
如上图，当且仅当A、B、C３个节点执行完，使得D节点的３个输入数据都到达D节点后，D节点才执行。但要注意，这里并没有规定A、B、C３个节点的执行顺序。在LabVIEW中这种情况下，A、B、C的执行顺序是不确定的。如果你需要对它们规定一个确定的顺序，那就需要使用 “顺序结构”。
17
快捷菜单：重排分支
重排之前
重排之后
对分支列表自动排序
18
快捷菜单：将子框图程序交换至分支
A B C DD B C A
将当前分支内容与目标分支内容对换，其他分支内容不受影响。
快捷菜单：将子框图程序移位至分支（书本上的版本为：“将程序框图转换为分支”）P115
添加“顺序局部变量”后
28
顺序结构的输出通道仅能有一个数据源 数据源能被后续所有帧使用， 但在源帧前面的帧中不能使用（为实心方框）
源帧
顺序结构对编写代码很有帮助，但是不能滥用！书本：P119
29
4.2.4 顺序结构应用举例
将一随机数发生器产生的数字（0-100之间的整数）与前面板输入的整数（0-100之间）进行比较，计算当两个数匹配时所执行的次数以及所耗时间。
45
为解决上述问题，LabVIEW提供了“事件结构”。仅当事件发生时，程序才做出相应的响应，类似于VC或VB编程中的事件。通过事件结构：程序变得简单，降低CPU利用率；当多个事件发生时会形成事件队列，直到每个事件对应的代码都被执行为止，因此不会有时间被遗漏的情况。
虚拟仪器 PPT
• 虚拟仪器应用软件的编写，大致可分为两种方式
①通用编程软件：主要有Microsoft公司的Visual Basic与 Visual C++、Borland公司的Delphi、Sybase公司的PowerBuilder；
②专业图形化编程软件：如HP公司的VEE、 NI公司的 LabVIEW 和Lab windows/CVI等。
带来的灵活性，而无需忍受传统开发环境的复杂编程 工作。
1.虚拟仪器
1.4虚拟仪器的开发介绍
前面板
后面板
1.虚拟仪器
• 虚拟仪器一词中“虚拟”有以
下两方面的含义：
• （1）虚拟仪器面板；
• （2）由软件编程来实现仪器
的功能。
1.虚拟仪器
1.4虚拟仪器的系统结构
• 由计算机硬件资源、模块化仪器硬
件和用于资料分析、过程通信及图 形用户接口的软件组成。
• 由三大功能块构成：信号的采集与
控制、信号的分析与处理、数据结 果的表达与输出。
用 户
被测对象
1.虚拟仪器
1.4虚拟仪器的系统结构
• 硬件（虚拟仪器工作的基础）
通用计算机： 笔记本电脑、台式计算 机或工作站等。
外围硬件设备：可以选择GPIB系统、 VXI系统、PXI系统、数据采集或其 它标准体系结构。也可以选择两种 或两种以上构成混合系统。
• 软件（虚拟仪器最核心的思想）
输入/输出接口软件：底层的信息传 递软件
美国国家仪器公司（National Instruments Corp.简称NI）于1986年 提出。
概念：
虚拟仪器是指在以通用计算机为核心的硬件平台上，由用户自己 设计定义，具有虚拟的操作面板，测试功能由测试软件来实现的 一种计算机仪器系统。
①通用编程软件：主要有Microsoft公司的Visual Basic与 Visual C++、Borland公司的Delphi、Sybase公司的PowerBuilder；
②专业图形化编程软件：如HP公司的VEE、 NI公司的 LabVIEW 和Lab windows/CVI等。
带来的灵活性，而无需忍受传统开发环境的复杂编程 工作。
1.虚拟仪器
1.4虚拟仪器的开发介绍
前面板
后面板
1.虚拟仪器
• 虚拟仪器一词中“虚拟”有以
下两方面的含义：
• （1）虚拟仪器面板；
• （2）由软件编程来实现仪器
的功能。
1.虚拟仪器
1.4虚拟仪器的系统结构
• 由计算机硬件资源、模块化仪器硬
件和用于资料分析、过程通信及图 形用户接口的软件组成。
• 由三大功能块构成：信号的采集与
控制、信号的分析与处理、数据结 果的表达与输出。
用 户
被测对象
1.虚拟仪器
1.4虚拟仪器的系统结构
• 硬件（虚拟仪器工作的基础）
通用计算机： 笔记本电脑、台式计算 机或工作站等。
外围硬件设备：可以选择GPIB系统、 VXI系统、PXI系统、数据采集或其 它标准体系结构。也可以选择两种 或两种以上构成混合系统。
• 软件（虚拟仪器最核心的思想）
输入/输出接口软件：底层的信息传 递软件
美国国家仪器公司（National Instruments Corp.简称NI）于1986年 提出。
概念：
虚拟仪器是指在以通用计算机为核心的硬件平台上，由用户自己 设计定义，具有虚拟的操作面板，测试功能由测试软件来实现的 一种计算机仪器系统。
- 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)。
12
（2）框图程序（Block Diagram）
框图程序提供VI的图形化源程序。在框图程序中对 VI编程，以控制和操纵定义在前面板上的输入和输 出功能。随机信号发生器的框图程序如图所示。
框图程序由节点和数据 连线组成。 节点是VI程序中类似 于文本编程语言程序中 的语句、函数或者子程 序的基本组成元素。节 点之间由数据连线按照 一定的逻辑关系进行连 接，以定义框图程序内 的数据流程。
2
4.1.2 网络化虚拟仪器的硬件结构
利用传统的网络接口卡（Network Interface Card,NIC）是最简便的虚拟仪器网络化方法，通过 指定IP地址和端口，任何一台带有NIC的计算机都能 方便地与网络上的其他计算机进行信息交换。在测 控领域，除了传统的NIC外，还有GPIB-NET、 RS232-NET等转换卡，能将本身不具备联网能力的 设备仪器连接到网络上，可以得到如图所示的网络 化虚拟仪器结构。
LabVIEW广泛地被工业界、学术界和研究实验室所
接受，它集成了符合GPIB、VXI、RS-232和RS-485
协议的硬件和数据采集卡通信的全部功能，内置了便
于应用TCP/IP、ActiveX等软件标准的库函数，特别
适用于虚拟仪器的设计和开发。另外，LabVIEW还
提供了TCP、UDP通信技术、DataSocket技术、基于
7
单击Continue按钮之后进入如图所示的LabVIEW对 话框，在这个对话框中可以直接访问某些LabVIEW 资源和工具，而不需要打开程序窗口。
8
在New对话框中单击New…按钮，将弹出如图所示 的New对话框。
9
单击图中LabVIEW对话框的Open…按钮，将弹出 标准的Windows打开文件对话框，在这里可以打开 各种LabVIEW文件。
Web的远程发布、Remote Device Access等多种网络通
信技术，这为基于LabVIEW的网络化虚拟仪器开发
提供了十分便利的条件和基础。
6
1. LabVIEW启动
从开始菜单中运行“National Instrument LabVIEW 7.1”，在计算机屏幕上将出现如图所示的欢迎窗口。
网络化虚拟仪器是指将计算机、外围设备、 被测试结点以及数据等软件资源纳入网络进行 资源共享，共同完成测试任务，实现了对现场 基于Internet的异地或远程测试、控制、数据获 取、故障诊断和现场监视功能。 网络化虚拟仪器把PC仪器系统的三大功能分 别使用独立的基本硬件模块实现，并以网线相 连接。通过这种有机的组合，测控网络的功能 远远大于系统中各单独个体的功能总和。
10
bVIEW程序的基本构成与术语
采用LabVIEW编程的应用程序，通常被称为虚拟仪 器程序（Virtual Instruments），简称虚拟仪器 （VIs）。它主要由前面板（Front Panel）、框图程 序（Block Diagram）以及图标和连结器窗格（Icon and Connector）三部分组成。其中前面板的外观及 操作功能与真实的（传统的）仪器（如示波器、万 用表）的面板类似，而框图程序则是使用功能函数 对通过用户界面输入的数据或其他源数据进行处理， 并将信息在显示对象上显示或将信息保存到文件或 其他计算机。
5
4.2.2 图形化编程语言LabVIEW简介
LabVIEW（Laboratory Virtual instrument Engineering， 实验室虚拟仪器工作平台）是美国NI（National Instrument）公司推出的一种基于G语言（Graphics Language，图形化编程语言）的虚拟仪器软件开发工 具，是目前国际上应用最广泛的虚拟仪器开发环境之 一，主要应用于仪器控制、数据采集、数据分析、数 据显示等领域，并适用于Windows、Macintosh、 UNIX等多种操作系统平台。
3
4.1.3 网络化虚拟仪器的软件结构
图为网络化虚拟仪器的软件结构。主要由系统管理 软件、应用程序、仪器驱动软件和接口软件等4部分 组成。其重点是网络连接部分，即实现“网络就是 仪器” 。
4
4.2 网络化虚拟仪器的开发平台 4.2.1 软件开发技术概述
网络化虚拟仪器的开发可以采用多种软件技术，比 如：网络仪器的开发软件可以采用通用的编程语言， 也可以采用专门的虚拟仪器软件开发工具。这些开发 软件按照编程方式可以分为两种：文本式编程语言如 Visual C＋＋、Visual basic、LabWindows/CVI等；图 形化编程语言如LabVIEW、HPVEE等。最流行的是 LabVIEW和LabWindows/CVI，它们都是美国NI公司 推出的专门面向计算机测控领域虚拟仪器的软件开发 平台，而且都有强大的网络开发功能。
11
（1）前面板（Front Panel）
前面板是图形用户界面，也就是VI的虚拟仪器面板。该界面 上有交互式的输入和输出，显示两类对象，分别称为控制器 （Control）和指示器（indicator）。Control包括开关、旋钮、 按钮和其他输入设备；indicator包括图形（Graph和Chart）、 LED和其他显示输出对象。图所示是一个随机信号发生和显 示的简单VI的前面板，前面板由一个显示对象——波形图和 一个控制对象——“停止”按钮组成。
13
LabVIEW的节点类型分为4类，如表所示。
节点类型
节点功能
功能函数 LabVIEW内置节点，提供基本的数据与对象 （Functions） 操作。
结构
用于控制程序执行方式的节点，包括顺序
（Structuree） 结构、选择结构、循环结构及公式节点等。
代码接口节点 （CIN）
第4章 网络化虚拟仪器
• 4.1 网络化虚拟仪器基础 • 4.2 网络化虚拟仪器的开发平台 • 4.3 TCP和UDP通信 • 4.4 DataSocket技术 • 4.5 基于Web的远程发布 • 4.6 远程仪器访问技术 • 4.7 两种组建网络化虚拟仪器系统的模式和应用
1
4.1 网络化虚拟仪器基础 4.1.1 网络化虚拟仪器的概念
（2）框图程序（Block Diagram）
框图程序提供VI的图形化源程序。在框图程序中对 VI编程，以控制和操纵定义在前面板上的输入和输 出功能。随机信号发生器的框图程序如图所示。
框图程序由节点和数据 连线组成。 节点是VI程序中类似 于文本编程语言程序中 的语句、函数或者子程 序的基本组成元素。节 点之间由数据连线按照 一定的逻辑关系进行连 接，以定义框图程序内 的数据流程。
2
4.1.2 网络化虚拟仪器的硬件结构
利用传统的网络接口卡（Network Interface Card,NIC）是最简便的虚拟仪器网络化方法，通过 指定IP地址和端口，任何一台带有NIC的计算机都能 方便地与网络上的其他计算机进行信息交换。在测 控领域，除了传统的NIC外，还有GPIB-NET、 RS232-NET等转换卡，能将本身不具备联网能力的 设备仪器连接到网络上，可以得到如图所示的网络 化虚拟仪器结构。
LabVIEW广泛地被工业界、学术界和研究实验室所
接受，它集成了符合GPIB、VXI、RS-232和RS-485
协议的硬件和数据采集卡通信的全部功能，内置了便
于应用TCP/IP、ActiveX等软件标准的库函数，特别
适用于虚拟仪器的设计和开发。另外，LabVIEW还
提供了TCP、UDP通信技术、DataSocket技术、基于
7
单击Continue按钮之后进入如图所示的LabVIEW对 话框，在这个对话框中可以直接访问某些LabVIEW 资源和工具，而不需要打开程序窗口。
8
在New对话框中单击New…按钮，将弹出如图所示 的New对话框。
9
单击图中LabVIEW对话框的Open…按钮，将弹出 标准的Windows打开文件对话框，在这里可以打开 各种LabVIEW文件。
Web的远程发布、Remote Device Access等多种网络通
信技术，这为基于LabVIEW的网络化虚拟仪器开发
提供了十分便利的条件和基础。
6
1. LabVIEW启动
从开始菜单中运行“National Instrument LabVIEW 7.1”，在计算机屏幕上将出现如图所示的欢迎窗口。
网络化虚拟仪器是指将计算机、外围设备、 被测试结点以及数据等软件资源纳入网络进行 资源共享，共同完成测试任务，实现了对现场 基于Internet的异地或远程测试、控制、数据获 取、故障诊断和现场监视功能。 网络化虚拟仪器把PC仪器系统的三大功能分 别使用独立的基本硬件模块实现，并以网线相 连接。通过这种有机的组合，测控网络的功能 远远大于系统中各单独个体的功能总和。
10
bVIEW程序的基本构成与术语
采用LabVIEW编程的应用程序，通常被称为虚拟仪 器程序（Virtual Instruments），简称虚拟仪器 （VIs）。它主要由前面板（Front Panel）、框图程 序（Block Diagram）以及图标和连结器窗格（Icon and Connector）三部分组成。其中前面板的外观及 操作功能与真实的（传统的）仪器（如示波器、万 用表）的面板类似，而框图程序则是使用功能函数 对通过用户界面输入的数据或其他源数据进行处理， 并将信息在显示对象上显示或将信息保存到文件或 其他计算机。
5
4.2.2 图形化编程语言LabVIEW简介
LabVIEW（Laboratory Virtual instrument Engineering， 实验室虚拟仪器工作平台）是美国NI（National Instrument）公司推出的一种基于G语言（Graphics Language，图形化编程语言）的虚拟仪器软件开发工 具，是目前国际上应用最广泛的虚拟仪器开发环境之 一，主要应用于仪器控制、数据采集、数据分析、数 据显示等领域，并适用于Windows、Macintosh、 UNIX等多种操作系统平台。
3
4.1.3 网络化虚拟仪器的软件结构
图为网络化虚拟仪器的软件结构。主要由系统管理 软件、应用程序、仪器驱动软件和接口软件等4部分 组成。其重点是网络连接部分，即实现“网络就是 仪器” 。
4
4.2 网络化虚拟仪器的开发平台 4.2.1 软件开发技术概述
网络化虚拟仪器的开发可以采用多种软件技术，比 如：网络仪器的开发软件可以采用通用的编程语言， 也可以采用专门的虚拟仪器软件开发工具。这些开发 软件按照编程方式可以分为两种：文本式编程语言如 Visual C＋＋、Visual basic、LabWindows/CVI等；图 形化编程语言如LabVIEW、HPVEE等。最流行的是 LabVIEW和LabWindows/CVI，它们都是美国NI公司 推出的专门面向计算机测控领域虚拟仪器的软件开发 平台，而且都有强大的网络开发功能。
11
（1）前面板（Front Panel）
前面板是图形用户界面，也就是VI的虚拟仪器面板。该界面 上有交互式的输入和输出，显示两类对象，分别称为控制器 （Control）和指示器（indicator）。Control包括开关、旋钮、 按钮和其他输入设备；indicator包括图形（Graph和Chart）、 LED和其他显示输出对象。图所示是一个随机信号发生和显 示的简单VI的前面板，前面板由一个显示对象——波形图和 一个控制对象——“停止”按钮组成。
13
LabVIEW的节点类型分为4类，如表所示。
节点类型
节点功能
功能函数 LabVIEW内置节点，提供基本的数据与对象 （Functions） 操作。
结构
用于控制程序执行方式的节点，包括顺序
（Structuree） 结构、选择结构、循环结构及公式节点等。
代码接口节点 （CIN）
第4章 网络化虚拟仪器
• 4.1 网络化虚拟仪器基础 • 4.2 网络化虚拟仪器的开发平台 • 4.3 TCP和UDP通信 • 4.4 DataSocket技术 • 4.5 基于Web的远程发布 • 4.6 远程仪器访问技术 • 4.7 两种组建网络化虚拟仪器系统的模式和应用
1
4.1 网络化虚拟仪器基础 4.1.1 网络化虚拟仪器的概念