结 论 27
致 谢 28
参 考 文 献 29
附录A 上位机测试程序代码 30
1 引言
1。1 虚拟仪器技术
在现代科技的不断发展的大潮中,计算机监控技术的应用愈加广泛。计算机远程监控能实时、形象、真实地反映所需要监控的目标,利用这种监控手段的直观性、确切性、效率高等方面的特点,能及时获取大量丰富的信息,在很大程度上提高了管理效率和自动化水平[1]。同时在某些场合利用它解决人们不能直接观察的困难,使其成为一种有效的观测工具,发挥不可替代的独特作用[2]。
在此基础上,虚拟仪器(virtual instrument)诞生,测量仪器以及监控系统迅速发展起来,使得当前的监控和测量仪器、数据采集系统的设计使用产生了极大变化[3]。虚拟仪器技术是建立在计算机上的仪器技术,该技术应用了计算机技术、数字信号处理技术、标准总线技术、软件工程方法等方法,是测量仪器、监控系统未来的发展方向[4]。美国国家仪器公司(National Instruments)开发的LabVIEW程序开发环境是当前相当成功的、在如今监控和测量中用途非常广泛的产品。论文网
1。2 国内外研究现状
在个人计算机(PC)投入运用后,大量测试仪器向计算机靠拢。经过四十多年的发展,如今虚拟仪器技术在西方发达国家中的使用已经十分普及[5]。可以看到,从小型监控和测量系统到大型实验室项目,从测试装备到工业生产之中都有虚拟仪器技术的存在。在测量、监控领域更是如此,LabVIEW作为虚拟仪器技术的佼佼者,逐渐成为工业标准,现在其市场占有率超过了六成[6]。应用的例子如:法国阿尔卡特公司开发的比特误码率自动测试平台[7],美国Geomatica公司基于虚拟仪器开发环境LabVIEW开发的城区自动灌溉系统[8],挪威CARDIAC公司开发的测试海洋石油、大气、水流的系统等[9]。在有些国家,掌握这项技术,特别是其开发环境的运用,成为各类院校工科学子一门必需完成的专业课程。
在我国,对虚拟仪器技术的研究时间还比较短。在国内,部分大学从上个世纪九十年代相继开始研究,发展了二十多年后,现在已经有不少院校和科研院所有了相当的成果。通过这些院校和科研实验室的大量实例可以看到,虚拟仪器技术有利于实验系统展开和发展,十分适用于大型的综合性实验。目前在诸多成功案例:西安高压电研究所的城镇大型电力设备监测系统[10]、江苏农机研究所的汽车燃油蒸发排放测试系统[11]、河南的矿井提升机监控系统等[12],有不少正在向商业化发展。一些在这个专业上的研究人员预测,在近几十年内的发展之后,实验系统之中将会有大量仪器是软仪器,大量工业生产中也会频繁使用;而且随着计算机的进一步发展,未来主流可能是虚拟仪器,取代传统测量和监控仪器,使设计和实验更方便[13]。
1。3 小结
微电子系统的研究发展之后,出现了一大批新的集成元器件,使以前元器件的功能和效率得到很大提升。这种改变已在各种运用领域表现出了强大生命力,对如今人们的生产、生活产生巨大的影响。与之配合虚拟仪器技术的不断进步,在众多科研人员的努力下具有监控、处理能力的,能够充分利用计算机的资源的软仪器被不断开发出来[14]。这种不是硬件实体的软仪器,不仅是传统仪器的软件化,更是虚拟仪器技术与当今发达的网络传输技术的结合。将位置在不同地点,甚至极度遥远的实验系统的信号采集、转化和计算机端的远程监控一体化,这是虚拟仪器技术的一项功能,也是这个毕设课题研究的前提。