智能儀器新發(fā)展ppt課件

1、Virtual Instrumentation- Computer Based Instruments主講人：林 君虛擬儀器主要內(nèi)容 從智能儀器到虛擬儀器 虛擬儀器的特點(diǎn) 虛擬儀器的體系 虛擬儀器的硬件 虛擬儀器的軟件 虛擬儀器的運(yùn)用一、從智能儀器到虛擬儀器儀器的開展歷史VXI ChassisDAQ Boardswith RTSIFully Programmable SystemGUIIEEE 488 Rack and Stack SystemAnalog InstrumentationVirtual Instrumentation微處置器MPU程序存儲(chǔ)器ROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器ROM I/O接口鍵盤

2、顯示接口規(guī)范儀用通訊接口 A/D轉(zhuǎn)換器 D/A轉(zhuǎn)換器鍵盤顯示外部?jī)x用規(guī)范總線信號(hào)調(diào)理 模擬執(zhí)行器通訊接口人機(jī)接口模擬量輸入輸出被丈量智能儀器的根本構(gòu)造ISA/PCI插卡式儀器RS232/485串行通訊 儀器 打印口并行通訊 儀器 GPIB/VXI/PXI總線儀器 計(jì)算機(jī) USB串行通訊 儀器 測(cè)控對(duì)象INTERNET基于計(jì)算機(jī)的儀器系統(tǒng) 虛擬儀器概念最早是由美國(guó)國(guó)家儀器公司National Instrument在1986年提出的，但其雛形可以追溯到1981年由美國(guó)西北儀器系統(tǒng)公司推出的Apple II為根底的數(shù)字存儲(chǔ)示波器。這種儀器和個(gè)人計(jì)算機(jī)的概念相順應(yīng)，當(dāng)時(shí)被稱為個(gè)人儀器。Personal

3、 Instrument。 虛擬儀器概念的提出 1986年，NI公司推出了圖形化的虛擬儀器編程環(huán)境LabVIEW，標(biāo)志著虛擬儀器軟件設(shè)計(jì)平臺(tái)根本成型，虛擬儀器從概念構(gòu)思變?yōu)楣こ處熆蓪?shí)現(xiàn)的詳細(xì)對(duì)象。 VI定義虛擬儀器( VI - Virtual Instrumentation ) 是指經(jīng)過運(yùn)用程序?qū)⑼ㄓ糜?jì)算機(jī)與功能化硬件結(jié)合起來，用戶可經(jīng)過友好的圖形界面來操作這臺(tái)計(jì)算機(jī)，就像在操作本人定義、本人設(shè)計(jì)的一臺(tái)單個(gè)儀器一樣，從而完成對(duì)被測(cè)試量的采集、分析、判別、顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等。與傳統(tǒng)儀器一樣，假設(shè)忽略它的跨網(wǎng)絡(luò)的位置透明性，它同樣劃分為數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析處置、顯示結(jié)果三大功能模塊。插入式DAQ卡VXI

4、儀器GPIB儀器RS232信號(hào)處置統(tǒng)計(jì)數(shù)字濾波分析網(wǎng)絡(luò)傳輸文件I/O硬復(fù)制圖形用戶接口虛擬儀器功能模塊劃分二、虛擬儀器的特點(diǎn) 儀器 = A/D + CPU+ 軟件The Software Is Instruments傳統(tǒng)儀器虛擬儀器關(guān)鍵是硬件關(guān)鍵是軟件開發(fā)與維護(hù)費(fèi)用高開發(fā)與維護(hù)費(fèi)用低技術(shù)更新周期長(zhǎng)技術(shù)更新周期短價(jià)格高價(jià)格低，并且可重用性與可配置性強(qiáng)廠商定義儀器功能用戶定義儀器功能系統(tǒng)封閉、固定系統(tǒng)開放、靈活，與計(jì)算機(jī)的進(jìn)步同不易與其他設(shè)備連接容易與其他設(shè)備連接 VI與傳統(tǒng)儀器的比較虛擬儀器的優(yōu)勢(shì)：豐富和加強(qiáng)了傳統(tǒng)儀器的功能。虛擬儀器將信號(hào)分析、顯示、存儲(chǔ)、打印和其他管理集中交由計(jì)算機(jī)來處置。儀

5、器由用戶本人定義。開放的工業(yè)規(guī)范。虛擬儀器硬件和軟件都制定了開放的工業(yè)規(guī)范，使資源的可反復(fù)利用率提高，功能易于擴(kuò)展，管理規(guī)范，消費(fèi)、維護(hù)和開發(fā)費(fèi)用降低。便于構(gòu)成復(fù)雜的測(cè)試系統(tǒng)?？山?jīng)過網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成復(fù)雜的分布式測(cè)試系統(tǒng)，進(jìn)展遠(yuǎn)程測(cè)試、監(jiān)控、和診斷?？晒?jié)約儀器購(gòu)買和維護(hù)費(fèi)用。三、虛擬儀器的體系虛擬儀器典型的體系構(gòu)造 虛擬儀器的分類 按接口總線類型不同劃分?jǐn)?shù)據(jù)采集卡式 DAQ RS232/RS485虛擬儀器并行接口虛擬儀器USB虛擬儀器GPIB虛擬儀器VXI虛擬儀器PXI虛擬儀器IEEE4接口虛擬儀器四、虛擬儀器的硬件自行研制的基于USB總線的數(shù)據(jù)采集卡自行研制的Seed-2000PCI總線數(shù)據(jù)采集卡自行

6、研制的基于USB的信號(hào)發(fā)生卡及LCR測(cè)試儀自行研制的嵌入式TCP/IP模塊NI的PCI-GPIB卡操作系統(tǒng)：DOS, Windows2000/9x/NT最大I/0速度：1.5 Mbytes/s IEEE488.1)7.7 Mbytes/s (HS488)尺寸：133x107 mmGPIB產(chǎn)品例如屏蔽的24芯GPIBcable及定義NI的DAQ及VXI產(chǎn)品例如PXI產(chǎn)品MXIGPIBVXI or VMEStand-alone InstrumentPXI SystemModulesModulesCompactPCI PXI Modules Link to Other StandardsMXI-3五

7、、虛擬儀器的軟件用LabVIEW開發(fā)的虛擬儀器的軟面板例如 虛擬數(shù)字示波器的軟面板虛擬儀器軟件分層構(gòu)造軟件平臺(tái)LabVIEW 美國(guó)的NINational Instrument公司開發(fā)。LabScene 吉林大學(xué)智能儀器與測(cè)控技術(shù)研討所研制開發(fā)。其他：LabWindows，VEE 等 基于圖形的程序 每一個(gè)前面板都有一個(gè)框圖程序與之相對(duì)應(yīng)，它用G言語編寫，由節(jié)點(diǎn)(Node)、端口和數(shù)據(jù)連線(Wire)組成。 節(jié)點(diǎn)：類似硬件中的芯片，執(zhí)行某些功能的單元，它有四類：功能函數(shù)、構(gòu)造、代碼及文本接口節(jié)點(diǎn)(CIN)、子VI(SubVI)。 端口：類似硬件中的管腳，是數(shù)據(jù)在前后面板、節(jié)點(diǎn)之間傳送的通道。有兩類端口：控制和指示端口、節(jié)點(diǎn)端口。 數(shù)據(jù)連線：它是數(shù)據(jù)端口之間的數(shù)據(jù)通道，在線中數(shù)據(jù)是單向樹狀流動(dòng)。LabVIEW和LabWindows/CVI詳細(xì)教程可以到pansino或 ni/china 下載六、虛擬儀器的運(yùn)用虛擬儀器技術(shù)運(yùn)用領(lǐng)域航空航天教學(xué)核工業(yè)軍工通訊測(cè)試鐵道.虛擬儀器的實(shí)踐運(yùn)用ni/c