虛擬儀器概述部分設(shè)計課件

虛擬儀器一、概述二、虛擬儀器技術(shù)新進展及其應(yīng)用三、虛擬儀器實驗環(huán)境介紹(另)一、概述1.1、虛擬儀器的演化和發(fā)展歷程

1.1.1測量儀器發(fā)展階段框圖：

從十九世紀初到二十世紀末，測量儀器經(jīng)歷了模擬儀器、電子儀器、數(shù)字儀器、智能儀器等階段，發(fā)展到現(xiàn)在的虛擬儀器。1.1.2傳統(tǒng)儀器構(gòu)成特點

傳統(tǒng)儀器包括模擬儀器、電子儀器、數(shù)字儀器、智能儀器這幾個大的方面。第一代：模擬儀器，這類儀器是以電磁感應(yīng)基本定律為基礎(chǔ)的模擬指針試儀表。如指針式萬用表、晶體管電壓表等。第二代：數(shù)字式儀表，這類儀器目前相當普及，如數(shù)字電壓表、數(shù)字頻率計等。這類儀器將模擬信號的測量轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號測量，并以數(shù)字方式輸出最終結(jié)果，適用于快速響應(yīng)和較高準確度的測量。第三代：智能儀器，這類儀器內(nèi)置微處理器，既能進行自動測試又具有一定的數(shù)據(jù)處理能力，可取代部分腦力勞動，所以習慣上稱為智能儀器。但是它的功能塊全部都是以硬件（或固化的軟件）形式存在的，無論是在開發(fā)還是應(yīng)用中，都缺乏靈活性。傳統(tǒng)儀器構(gòu)成特點一個獨立的裝置，有一機箱，有操作面板，信號輸入輸出端，還有開關(guān)、旋鈕等。檢測結(jié)果輸出的方式有指針式表頭、數(shù)字式和圖形等，可能還有打印輸出。一般由以下三大功能塊組成：信號的采集和控制信號的分析與處理結(jié)果的表達與輸出功能塊全部都是以硬件(或固化的軟件)的形式存在。這種框架式的結(jié)構(gòu)，決定了傳統(tǒng)的儀表只能由儀器廠家來定義、制造，用戶無法改變的現(xiàn)實。1.1.3虛擬儀器(VirtualInstrument)的出現(xiàn)

為解決以上各傳統(tǒng)儀器出現(xiàn)的問題，總線式儀器與系統(tǒng)應(yīng)運而生。這也確定了虛擬儀器、自動測試系統(tǒng)乃至整個測試領(lǐng)域的一個重要發(fā)展動向。一般認為，虛擬儀器是在PC基礎(chǔ)上通過增加相關(guān)硬件和軟件構(gòu)建而成的、具有可視化界面的可重用測試儀器系統(tǒng)。虛擬儀器的出現(xiàn)計算機技術(shù)和儀器技術(shù)結(jié)合：

充分利用計算機豐富的軟硬件資源，可以較大突破傳統(tǒng)儀器在數(shù)據(jù)處理、表達、傳遞、存儲等方面的限制，達到傳統(tǒng)儀器無法比擬的效果。還可以把儀器的三大功能全部放在計算機上實現(xiàn)。在計算機中插入數(shù)據(jù)采集卡，然后，用軟件在屏幕上生成儀器面板，用軟件來進行信號處理分析，實現(xiàn)傳統(tǒng)儀器的功能，這就是虛擬儀器。后面詳細介紹虛擬儀器的概念以及其特點。1.2、虛擬儀器的概念和特點1.2.1虛擬儀器的概念：

關(guān)于虛擬儀器國外專家一般有以下幾種說法：（1）虛擬儀器是看起來并在感覺上與物理儀器相同的軟件包；（2）虛擬儀器是由計算機、儀器硬件、固件和應(yīng)用軟件組成的測量裝置；（3）虛擬儀器通常指利用個人計算機和有關(guān)的硬件與（或）軟件使之具有傳統(tǒng)獨立儀器功能的組合。

美國國家儀器公司(NationalInstrumentsCor-poration,NI)這樣定義，虛擬儀器是由計算機硬件資源、模塊化儀器硬件和用于數(shù)據(jù)分析、過程通信及圖形用戶界面的軟件組成的測控系統(tǒng),是一種計算機操縱的模塊化儀器系統(tǒng)。虛擬儀器主要由通用的計算機資源、應(yīng)用軟件和儀器硬件等構(gòu)成。使用者利用應(yīng)用軟件將計算機資源和和儀器硬件結(jié)合起來,通過友好的圖形界面來操作計算機,完成對測試信號的采集、分析、判斷、顯示和數(shù)據(jù)處理等功能。虛擬儀器中的硬件主要用于解決信號的調(diào)理、以及輸入、輸出問題。軟件主要用于實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的讀取、分析和處理、顯示以及對硬件的控制等功能,這些功能在傳統(tǒng)電子儀器中往往通過硬件來實現(xiàn)。軟件即是儀器這是NI公司提出的虛擬儀器理念的核心思想。從這一思想出發(fā)，基于電腦或工作站、軟件和I／O部件來構(gòu)建虛擬儀器。虛擬儀器的核心－－軟件算法代替硬件電路；虛擬儀器=總線模塊＋算法1.2.2虛擬儀器的特點虛擬儀器有以下特點：(1)虛擬儀器的軟件和硬件具有開放性、模塊化、互換性以及可重復(fù)使用等特點。(2)在通用硬件平臺搭建后,由軟件來實現(xiàn)具體的功能,即軟件在虛擬儀器中有重要的作用。(3)虛擬儀器的功能是是由用戶根據(jù)實際需要通過軟件來定義的,而不是事先由儀器廠商定義。(4)虛擬儀器的研制周期較傳統(tǒng)儀器大為縮短。虛擬儀器的特特點(5)虛擬儀儀器的性價比比較高。(6)由于于虛擬儀器技技術(shù)是建立在在計算機技術(shù)術(shù)和數(shù)據(jù)采集集技術(shù)基礎(chǔ)上上的,因而技技術(shù)更新較快快、成本較低低、測試自動動化程序較高高,而且可與與網(wǎng)絡(luò)及其他他設(shè)備互聯(lián)。。(7)虛擬儀儀器具有友好好、靈活的人人機界面,傳傳統(tǒng)儀器的界界面較呆板。。傳統(tǒng)儀器與虛虛擬儀器比較較數(shù)據(jù)采集信號處理結(jié)果表達與儀器控制硬件（電子線線路）硬件（電子線線路）硬件（顯示器器與旋鈕）硬件（電子線線路）計算機軟件（（算法）計算機硬件（顯示器與虛虛擬旋鈕）傳統(tǒng)儀器虛擬儀器計算機系統(tǒng)資資源傳統(tǒng)儀器與虛虛擬儀器比較較傳統(tǒng)儀器虛擬儀器儀器定義廠家用戶功能設(shè)定功能特定，與其它設(shè)備連接受到限制。面向應(yīng)用的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，可方便地與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、外設(shè)和其它設(shè)備連接。關(guān)鍵環(huán)節(jié)硬件軟件開放性封閉式系統(tǒng)，功能固定，不能改變?；谟嬎銠C技術(shù)的開放式系統(tǒng)，靈活的軟件功能模塊。性能價格比低高，可重復(fù)使用。技術(shù)更新速度慢（周期5~10年）快（周期1~2年）開發(fā)維護開發(fā)維護費用高軟件結(jié)構(gòu)，節(jié)省費用傳統(tǒng)儀器實例例：數(shù)字萬用用表FLUKEF189毫伏表VT-181E數(shù)字示波器DPO4034傳統(tǒng)儀器-操操作臺面板傳統(tǒng)儀器-內(nèi)內(nèi)部結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)儀器-內(nèi)內(nèi)部結(jié)構(gòu)信號調(diào)理電路路虛擬儀器實例例：一體化工工作站AWS-8248虛擬儀器—數(shù)數(shù)據(jù)采集卡PCI-6259A/DD/AI/O虛擬儀器—調(diào)調(diào)理電路調(diào)理電路—底底板+插板虛擬儀器的構(gòu)構(gòu)成虛擬儀器系統(tǒng)統(tǒng)主要由計算算機、硬件板板卡、軟件及及附件組成，，用戶可以根根據(jù)要求,靈靈活地構(gòu)建自自己的測試儀儀器(系統(tǒng))，下面是其其典型結(jié)構(gòu)：：虛擬儀器的結(jié)結(jié)構(gòu)層次虛擬儀器的基基本結(jié)構(gòu)GPIBSerialDAQProcessorUnitUnderTestVXIImageAcquisitionMotionControlPXIApplicationSoftwareHardware&DriverSoftwareLabVIEW虛擬儀器系統(tǒng)統(tǒng)的基本構(gòu)成成虛擬儀器的架架構(gòu)模塊化儀器軟件算法儀器概念的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)儀器廠商定義功能能虛擬儀器用戶定義功能能虛擬儀器的構(gòu)構(gòu)成虛擬儀器的硬硬件系統(tǒng)：虛擬儀器是基基于計算機的的測量設(shè)備,其硬件由計計算機及I/O接口設(shè)備備組成，如下下圖。I/O接口設(shè)備主主要完成輸入入信號的采集集、放大、模模/數(shù)轉(zhuǎn)換及及數(shù)/模轉(zhuǎn)換換和信號輸出出控制等。不不同的總線有有其相應(yīng)的I/O接口硬硬件設(shè)備。虛虛擬儀器的硬硬件主要有以以下幾種構(gòu)成成方案：虛擬儀器的硬硬件構(gòu)成方案案(1)基于數(shù)據(jù)采集集的虛擬儀器器系統(tǒng)：借助于插入計計算機內(nèi)的數(shù)據(jù)采集卡與專用的軟件件如LabVIEW(或LabWindows/CVI)，將模擬擬、數(shù)字信號號采集到計算算機進行分析析、處理、顯顯示等，并可可通過輸出實實現(xiàn)反饋控制制。(2)基于通用接口口總線GPIB接口的儀儀器系統(tǒng)：利用GPIB(GeneralPurposeInterfaceBus)技術(shù)，，由計算機實實現(xiàn)對儀器的的操作和控制制，替代傳統(tǒng)統(tǒng)的人工操作作方式，排除除人為因素造造成的測試測測量誤差。(3)利用VXI總總線儀器實現(xiàn)現(xiàn)虛擬儀器系系統(tǒng)：VXI(VMEbusExtensionforInstrumentation)總線是一種種高速計算機機總線VME在儀器領(lǐng)域域的擴展。由由于其標準開開放、傳輸速速率高、數(shù)據(jù)據(jù)吞吐能力強強、定時和同同步精確、模模塊化設(shè)計、、結(jié)構(gòu)緊湊、、使用方便靈靈活，已越來來越受到重視視。它便于組組織大規(guī)模、、集成化系統(tǒng)統(tǒng)，是儀器發(fā)發(fā)展的一個方方向。(4)基于串行口或或其它工業(yè)標標準總線的系系統(tǒng)：將帶有RS-232總線線接口的儀器器作為I/O接口設(shè)備通通過RS-232串口總總線與PC計計算機組成虛虛擬儀器系統(tǒng)統(tǒng)，目前仍然然是虛擬儀器器的構(gòu)成方式式之一。當今今，PC計算算機已更多地地采用了USB總線和IEEE1394總線。。虛擬儀器的軟軟件系統(tǒng)：根據(jù)儀器的三三大功能,設(shè)設(shè)計儀器必須須解決好人機機接口和機機機接口問題,因此虛擬儀儀器軟件又由由兩大部分構(gòu)構(gòu)成,即應(yīng)用用程序和I/O接口儀器器驅(qū)動程序。。(1)應(yīng)用用程序：①實現(xiàn)虛擬面面板功能的軟軟件程序；②定義測試功功能的流程圖圖軟件程序。。(2)I/O接口儀器器驅(qū)動程序：：完成特定外部部硬件設(shè)備的的擴展、驅(qū)動動與通信。虛虛擬儀器可以以在相同的硬硬件平臺下，，通過不同測測試功能軟件件模塊的組合合，實現(xiàn)功能能完全不同的的各種儀器，，即虛擬儀器器的測量功能能是由軟件編編程來實現(xiàn)的的。軟件是虛虛擬儀器的核核心，體現(xiàn)了了測試技術(shù)與與計算機技術(shù)術(shù)深層次的結(jié)結(jié)合。開發(fā)虛擬儀器器必須選用合合適的軟件開開發(fā)平臺，目目前的虛擬儀儀器軟件開發(fā)發(fā)平臺有如下下兩類：①基于文本編程語言開發(fā)工具具：如VC++,VB,C++Build,LabWindows/CVI及Delphi等。。②基于圖像化編程語言開發(fā)工具具：如LabVIEW(NI公司)，HPVEE(HP公司)。后后面重點介紹紹LabVIEW。二、虛擬儀器器技術(shù)新進展展

及其應(yīng)用用2.1、虛擬儀器技技術(shù)新進展虛擬儀器技術(shù)術(shù)的進展分為為四個大方面面：①總線技術(shù)方方面②數(shù)據(jù)采集、、數(shù)字信號處處理及傳感器器技術(shù)方面③測量技術(shù)方方面④軟件技術(shù)方方面虛擬儀器的發(fā)發(fā)展ProcessorUnitUnderTestPXI虛擬儀器的演演變虛擬儀器在總線技術(shù)方面面的進展目前，儀器接接口總線和計計算機技術(shù)結(jié)結(jié)合越來越緊緊，用于虛擬擬儀器和測試試系統(tǒng)的有GPIB總總線、VXI總線技術(shù)術(shù)、PXI總總線技術(shù)、、IEEE1394總總線和USB等等。。GPIB儀器器總線已經(jīng)風風行多年，由由于它只是8位并行儀器器總線，傳輸輸速率和傳輸輸距離有限，，已經(jīng)跟不上上當今大規(guī)模模自動測試系系統(tǒng)的需求。。但是采用GPIB總線線的儀器或插插件仍然大量量存在，一直直在應(yīng)用，因因此GPIB總線仍然是是組建中等水水平自動測試試系統(tǒng)所采用用的總線。從事虛擬儀器器開發(fā)的廠家家也很注意USB通用串串行總線和IEEE1394通用用高速串行總總線虛擬儀器器的開發(fā)，一一是因為虛擬擬儀器系統(tǒng)主主控常采用PC機，而當當今PC機已已經(jīng)更多地采采用USB總總線和IEEE1394總線；二二是因為USB總線已經(jīng)經(jīng)得到廣泛的的支持。微軟從Windows98開始全全面支持USB1.1總總線，WindowsXP支持USB2.0，Sun公司和Digital公司也已經(jīng)經(jīng)支持USB。但是USB總線只限限于用在較簡簡單的測試系系統(tǒng)中。當今今用虛擬儀器器組建自動測測試系統(tǒng)更有有前途的是采采用IEEE1394串行總線，，這是因為這這種高速串行行總線，能夠夠以100、、200或400Mb/s的速率率傳送數(shù)據(jù)，，顯然會成為為虛擬儀器發(fā)發(fā)展最有前途途的總線。前幾年國際上上虛擬儀器所所用IEEE1394總線的傳送送速度的最高高記錄已經(jīng)達達到100Mb/s。。近幾年也有有很大的發(fā)展展能達到更快快速度。虛擬儀器在數(shù)據(jù)采集、數(shù)數(shù)字信號處理理及傳感器技技術(shù)方面的進展數(shù)據(jù)采集技術(shù)術(shù)：數(shù)據(jù)采集卡（（DAQ）發(fā)發(fā)展迅速，A/D,D/A轉(zhuǎn)換技技術(shù)、儀器放放大器、抗混混淆濾波器和和信號波形處處理技術(shù)的不不斷改進；數(shù)字字信信號號處處理理技技術(shù)術(shù)：：數(shù)字字信信號號處處理理（（DSP））芯芯片片使使高高速速的的數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)流流處處理理進進行行優(yōu)優(yōu)化化和和數(shù)數(shù)學(xué)學(xué)計計算算，，增增強強了了采采集集系系統(tǒng)統(tǒng)的的功功能能，，降降低低成成本本，，使使其其具具有有獨獨立立控控制制和和實實時時處處理理的的優(yōu)優(yōu)點點；；傳感感器器技技術(shù)術(shù)：：智能能傳傳感感器器的的出出現(xiàn)現(xiàn)使使傳傳感感器器具具有有更更強強大大的的功功能能，，計計算算機機技技術(shù)術(shù)、、網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)通通訊訊技技術(shù)術(shù)的的飛飛速速發(fā)發(fā)展展使使傳傳統(tǒng)統(tǒng)的的現(xiàn)現(xiàn)場場模模擬擬信信號號通通信信方方式式轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)為為現(xiàn)現(xiàn)場場級級的的全全數(shù)數(shù)字字信信號號通通信信方方式式,即即傳傳感感器器現(xiàn)現(xiàn)場場級級的的數(shù)數(shù)字字化化信信號號通通信信方方式式，，出出現(xiàn)現(xiàn)了了基基于于以以太太網(wǎng)網(wǎng)的的傳傳感感器器即即網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)化化傳傳感感器器技技術(shù)術(shù)。。虛擬擬儀儀器器在在測量量技技術(shù)術(shù)方方面面的進進步步近些些年年來來，，非非電電量量的的電電測測技技術(shù)術(shù)和和自自動動測測試試技技術(shù)術(shù)迅迅速速發(fā)發(fā)展展，，成成為為最最活活躍躍的的測測量量技技術(shù)術(shù)分分支支。。隨隨著著科科學(xué)學(xué)技技術(shù)術(shù)的的發(fā)發(fā)展展，，測測試試、、數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)采采集集、、控控制制三三者者之之間間的的界界限限已已模模糊糊不不清清，，測測量量、、維維護護、、診診斷斷、、修修理理、、數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)處處理理/管管理理一一體體化化的的需需求求日日趨趨迫迫切切，，對對測測試試的的現(xiàn)現(xiàn)場場化化、、遠遠地地化化、、網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)化化需需求求不不斷斷升升溫溫。。隨隨著著要要表表征征的的系系統(tǒng)統(tǒng)的的日日益益復(fù)復(fù)雜雜，，測測量量反反映映在在對對被被測測對對象象的的描描述述和和表表示示上上，，也也根根據(jù)據(jù)實實際際的的需需要要從從傳傳統(tǒng)統(tǒng)的的數(shù)數(shù)值值加加帶帶方方向向的的誤誤差差值值，，擴擴展展為為還還可可以以由由自自然然語語言言以以及及高高度度抽抽象象的的文文字字或或符符號號來來表表征征。。電電測測量量技技術(shù)術(shù)和和自自動動控控制制技技術(shù)術(shù)結(jié)結(jié)合合得得越越來來越越緊緊密密，，不不僅僅測測量量為為控控制制提提供供更更準準確確的的信信息息，，控控制制也也不不斷斷為為測測量量的的發(fā)發(fā)展展注注入入新新的的活活力力。。虛擬擬儀儀器器在在軟件件技技術(shù)術(shù)方方面面的發(fā)發(fā)展展①操操作作系系統(tǒng)統(tǒng)：：目前前，，具具有有圖圖形形用用戶戶界界面面的的32位位操操作作系系統(tǒng)統(tǒng)Windows2000和和WindowsXP已已成成為為PC機機的的主主流流操操作作系系統(tǒng)統(tǒng)。。它它們們是是真真正正的的多多任任務(wù)務(wù)系系統(tǒng)統(tǒng)，，且且采采用用了了多多線線程程技技術(shù)術(shù)。。使使用用多多線線程程來來執(zhí)執(zhí)行行程程序序，，可可防防止止基基于于PC的的測測試試應(yīng)應(yīng)用用軟軟件件與與DAQ或或標標準準接接口口的的獨獨立立儀儀器器通通信信時時產(chǎn)產(chǎn)生生擁擁塞塞現(xiàn)現(xiàn)象象。。另另外外可可以以將將用用戶戶界界面面顯顯示示和和數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)采采集集分分配配在在不不同同的的線線程程上上，，降降低低數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)采采集集與與用用戶戶界界面面顯顯示示之之間間的的干干擾擾，，使使每每個個線線程程獨獨立立地地以以最最快快的的速速度度運運行行，，充充分分提提高高系系統(tǒng)統(tǒng)的的測測試試速速度度。。通通過過按按時時間間占占用用的的多多少少確確定定線線程程的的優(yōu)優(yōu)先先級級，，同同時時可可以以提提高高系系統(tǒng)統(tǒng)的的響響應(yīng)應(yīng)速速度度。。②開發(fā)平平臺：(1)實現(xiàn)了儀儀器控制制與數(shù)據(jù)據(jù)采集的的完全圖圖像化編編程,設(shè)設(shè)計者無無需編寫寫任何文文本形式式的代碼碼。(2)提提供了大大量的面面向測控控領(lǐng)域應(yīng)應(yīng)用的庫庫函數(shù),如面向向數(shù)據(jù)采采集的DAQ庫庫函數(shù)、、內(nèi)置GPIB、VXI、串串口等數(shù)數(shù)據(jù)采集集驅(qū)動程程序;面面向分析析的高級級分析庫庫,可進進行信號號處理、、統(tǒng)計、、曲線擬擬合以及及復(fù)雜的的分析工工作;面面向顯示示的大量量儀器面面板,如如按鈕、、滑尺、、二維和和三維圖圖形等。。(3)提提供了大大量與外外部代碼碼或應(yīng)用用軟件進進行連接接的機制制。(4)具具有強大大的網(wǎng)絡(luò)絡(luò)連接功功能,支支持常用用網(wǎng)絡(luò)協(xié)協(xié)議,便便于用戶戶開發(fā)各各種網(wǎng)絡(luò)絡(luò)測控、、遠程虛虛擬儀器器系統(tǒng)。。(5)LabVIEW應(yīng)用程程序具有有可移植植性,適適用于多多種操作作系統(tǒng)③驅(qū)動程程序1999年NI公公司提提出了可可互換虛虛擬儀器器標準IVI(Interchangeablevirtualinstruments)。。它使儀儀器在測測試系統(tǒng)統(tǒng)中可以以互換而而無需修修改軟件件，這樣樣就解決決了消除除測試冗冗余、提提高測試試系統(tǒng)中中同類儀儀器的可可互換性性等問題題；在更更換硬件件時，軟軟件不需需做太大大的修改改，大大大地簡化化了儀器器驅(qū)動器器的開發(fā)發(fā)，改進進了儀器器驅(qū)動程程序的編編寫質(zhì)量量。而且且IVI儀儀器驅(qū)動動器與接接口總線線無關(guān)，，只與儀儀器的測測試功能能有關(guān)，，這給許許多應(yīng)用用領(lǐng)域和和工業(yè)部部門帶來來了實惠惠，增強強了代碼碼的可重重用性。。④ActiveX、C/S結(jié)結(jié)構(gòu)、、多媒體體技術(shù)ActiveX是測測試行業(yè)業(yè)的一項項關(guān)鍵技技術(shù)。ActiveX是一一種封裝裝模塊，，與編程程語言無無關(guān)，能能被許多多不同語語言所調(diào)調(diào)用。采采用這種種技術(shù)可可以在測測試系統(tǒng)統(tǒng)中調(diào)用用各種有有用的應(yīng)應(yīng)用程序序，如電電子表格格Excel和數(shù)數(shù)學(xué)工具具MATLAB以以提高系系統(tǒng)的性性能。另另外，ActiveX還能能夠通過過Internet網(wǎng)實實現(xiàn)遠距距離控制制。用C/S結(jié)構(gòu)構(gòu)模型設(shè)設(shè)計虛擬擬儀器，，不僅可可使不同同測試子子系統(tǒng)之之間共享享系統(tǒng)資資源，并并行地進進行測試試工作，，而且可可以根據(jù)據(jù)測試系系統(tǒng)的實實際需要要，任意意增刪測測試子系系統(tǒng)的數(shù)數(shù)目，而而無需對對測試系系統(tǒng)軟件件的源代代碼進行行修改。。多媒體體技術(shù)的的發(fā)展，，也將對對虛擬儀儀器技術(shù)術(shù)的發(fā)展展產(chǎn)生影影響?？煽梢杂脛觿赢嫾夹g(shù)術(shù)直觀、、逼真地地動態(tài)監(jiān)監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)狀態(tài)和和測量結(jié)結(jié)果，可可用語音音技術(shù)實實現(xiàn)自動動報告測測試結(jié)果果和報警警。2.2、虛擬儀儀器技術(shù)術(shù)的應(yīng)用用虛擬儀器器無處不不在。85%的的世界500強強制造型型企業(yè)已已經(jīng)選擇擇了虛擬擬儀器技技術(shù)，NI提供供的1000多多款軟硬硬件產(chǎn)品品應(yīng)用遍遍布電子子、機械械、通信信、生物物醫(yī)藥、、科研、、教育等等各個行行業(yè)領(lǐng)域域。(1)消費電子子微軟公司司使用LabVIEW和PXI模模塊化化儀器開開發(fā)了Xbox和Xbox360手手柄的多多功能驗驗證提升升了100%。(2)結(jié)結(jié)構(gòu)監(jiān)測測為了對東東海大橋橋進行實實時可靠靠的健康康監(jiān)測，，上海巨巨一公司司使用NI的PXI平平臺和動動態(tài)采集集（DSA）設(shè)設(shè)備實現(xiàn)現(xiàn)了全橋橋14個個工作站站的上千千個通道道的需求求，并通通過GPS時間間信號和和PXI背板板實現(xiàn)了了精確的的同步采采集標準準。(3)RF與與通信測測試上海聚星星儀器公公司使用用NILabVIEW和基基于PXI的矢矢量信號號分析儀儀開發(fā)了了業(yè)界性性價比最最高的GPS多多星接收收機測試試。基于于軟件的的優(yōu)勢使使得系統(tǒng)統(tǒng)可以同同時仿真真多顆衛(wèi)衛(wèi)星的信信號，使使接收機機的功能能測試更更為有效效。(4)聲聲音與振振動基于NILabVIEW圖圖形化開開發(fā)環(huán)境境配合PXI模模塊化硬硬件平臺臺，波音音公司實實現(xiàn)了一一個數(shù)量量高達600的的麥克風風陣列。。該麥克克風陣列列可以同同步地將將飛機飛飛過區(qū)域域時的噪噪音采集集、回溯溯并對龐龐大的噪噪聲數(shù)據(jù)據(jù)進行處處理，然然后繪制制不同噪噪聲等級級的示意意圖，準準確地確確定噪聲聲來源。。(5)汽汽車BMW研研發(fā)人員員和德國國MicroNova公司的的工程師師合作，，選用了了基于虛虛擬儀器器技術(shù)的的NIPXI平臺。。針對不不同的信信號類型型和接口口功能，，使用圖圖形化LabVIEW軟件件對板載載FPGA的NI板卡卡作開發(fā)發(fā)，并應(yīng)應(yīng)用于BMW氫氫能7系系發(fā)動機機控制器器的硬件件在環(huán)測測試。因因為PXI平臺臺的可擴擴展性和和通用性性，該平平臺已成成功用于于BMW其它它不同系系列發(fā)動動機控制制器的硬硬件在環(huán)環(huán)測試。。(6)軍軍事Mantech公司司選用PXI作為為用于美美國空軍軍F-15E和F-16C/D高高級戰(zhàn)斗斗機的測測試系統(tǒng)統(tǒng)LANTRIN的一一部分，，成功將將測試試系統(tǒng)的的體積從從7個機機架減小小到3個個機架，，體積減減小了50%以以上，這這其中很很大部分分要歸功功PXI儀器器的整合合能力。。(7)航空空航天天在NILabVIEW平平臺臺下，，NASA（美美國航航空航航天局局）完完美地地建立立了對對下一一代詹詹姆士士韋伯伯太空空望遠遠鏡中中“微微快門門”技技術(shù)的的測試試所必必須的的太空空仿真真環(huán)境境。由由于能能夠很很好的的控制制溫度度、壓壓力條條件，，還可可以把把太陽陽產(chǎn)生生的熱熱擾動動因素素也考考慮在在內(nèi)。。利用用LabVIEWFPGA及運運動控控制技技術(shù)，，可以以達到到對““微快快門””復(fù)雜雜的開開關(guān)陣陣列進進行靈靈活、、可靠靠的控控制，，再結(jié)結(jié)合NI圖圖像采采集與與處理理技術(shù)術(shù)得出出判斷斷結(jié)果果。(8)基于GSM/GPS的工工程機機械遠遠程監(jiān)監(jiān)控能與上上位機機通信信，接接收并并實現(xiàn)現(xiàn)上位位機的的指令令，實實現(xiàn)有有關(guān)數(shù)數(shù)據(jù)的的GSM短短信收收發(fā)和和GPS經(jīng)經(jīng)緯度度等信信息采采集的的功能能。2.3、虛擬擬儀器器的發(fā)發(fā)展趨趨勢網(wǎng)絡(luò)化化網(wǎng)絡(luò)化化虛擬擬儀器器是虛虛擬儀儀器技技術(shù)和和網(wǎng)絡(luò)絡(luò)技術(shù)術(shù)相結(jié)結(jié)合的的產(chǎn)物物。基基于分分布式式測控控系統(tǒng)統(tǒng)，因因而具具備以以下功功能：：(1)支持持遠程程測控控；(2)支持持分布布式應(yīng)應(yīng)用；；(3)支持持異地地域數(shù)數(shù)據(jù)存存??；；(4)支持持異地地服務(wù)務(wù)請求求與訪訪問。其中的的基本本功能能單元元，其其主要要任務(wù)務(wù)是：：①數(shù)數(shù)據(jù)采采集和和處理理；②②測試試數(shù)據(jù)據(jù)交換換；③③測控控過程程監(jiān)控控、故故障診診斷；；④測測試信信息存存儲。。另外外一部部分通通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)包包括測測試服服務(wù)器器、瀏瀏覽服服務(wù)器器、中中央管管理計計算機機和網(wǎng)網(wǎng)關(guān)等等：負負責對對各測測控基基本功功能單單元進進行任任務(wù)分分配、、對采采集的的數(shù)據(jù)據(jù)進行行計算算、處處理和和分析析、存存儲、、系統(tǒng)統(tǒng)故障障診和和報警警和提提供瀏瀏覽服服務(wù)等等。典型的的網(wǎng)絡(luò)絡(luò)化虛虛擬儀儀器系系統(tǒng)組組成如如下圖圖所示示：向幾何何參量量和機機械參參量等等難點點領(lǐng)域域拓展展應(yīng)用虛虛擬儀儀器進進行幾幾何量量和機機械參參量測測量的的難度度要高高于電電參量量的測測量，，這是是因為為傳感感器和和被測測工件件需要要按照照測量量基準準保持持嚴格格的相相對位位置關(guān)關(guān)系，，這種種虛擬擬儀器器不同同其它它參量量的測測