虛擬儀器技術(shù)

11.5

虛擬儀器技術(shù)

通過前面的介紹，相信對(duì)虛擬儀器已經(jīng)有了根本的了解，可能也很想在實(shí)際工程中應(yīng)用一番。但是如何才能得到虛擬儀器呢？

要想獲得虛擬儀器的使用通常有兩種途徑：

一是，由專業(yè)的虛擬儀器系統(tǒng)集成商提供，他們具有豐富的、專業(yè)的虛擬儀器開發(fā)技能和經(jīng)驗(yàn)。他們會(huì)按照你的要求為你專門設(shè)計(jì)開發(fā)虛擬儀器，并可提供專業(yè)級(jí)的維護(hù)和升級(jí)。這種方式特別適合儀器綜合技術(shù)性能要求高，而應(yīng)用面又比較窄的情況下。

二是，采用虛擬儀器技術(shù)由自己設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，通過學(xué)習(xí)和實(shí)踐將自己塑造成為具有專業(yè)虛擬儀器開發(fā)技能和經(jīng)驗(yàn)的開發(fā)者。只要掌握了一定的虛擬儀器技術(shù)，就可以按工程要求自行設(shè)計(jì)虛擬儀器。如果條件成熟，甚至你也可以開展成為專業(yè)級(jí)的虛擬儀器系統(tǒng)集成商。

什么是虛擬儀器技術(shù)？本節(jié)將介紹什么是虛擬儀器技術(shù)以及虛擬儀器技術(shù)和虛擬儀器之間的關(guān)系。

虛擬儀器技術(shù)——概述

首先要說明的是：我們之前所談到的“虛擬儀器〞概念和這里所要介紹的“虛擬儀器技術(shù)〞概念是兩個(gè)完全不同的概念。

虛擬儀器——指虛擬儀器技術(shù)的具體應(yīng)用實(shí)例。通俗地講：“虛擬儀器〞是“虛擬儀器技術(shù)〞的產(chǎn)物或結(jié)果。

虛擬儀器技術(shù)——指設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)虛擬儀器的設(shè)計(jì)方法和高效的開發(fā)環(huán)境和硬件體系架構(gòu)，包括軟、硬件之間的有效連接，是一整套很復(fù)雜的現(xiàn)代技術(shù)集合。

事實(shí)上，美國(guó)NI公司不僅是虛擬儀器概念的創(chuàng)立和提出者，同時(shí)還創(chuàng)造、創(chuàng)造了一整套虛擬儀器設(shè)計(jì)、制造方法——被我們稱之為：虛擬儀器技術(shù)。這其中包括一個(gè)開放的、靈活的虛擬儀器軟件開發(fā)環(huán)境以及與軟件平臺(tái)相適應(yīng)的硬件體系架構(gòu)和管理體系。

NI公司良好愿景是：提供完整的與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)同步開展的虛擬儀器技術(shù)，讓所有科學(xué)家和工程師都能夠通過虛擬儀器技術(shù)來輕松地參與并主宰工業(yè)自動(dòng)化測(cè)量和應(yīng)用。簡(jiǎn)單的講，采用虛擬儀器技術(shù)將降低科學(xué)家和工程師在工業(yè)自動(dòng)化測(cè)量和應(yīng)用方面的門檻?，F(xiàn)在，世界上眾多的科學(xué)家和工程師借助于NI公司的圖形化系統(tǒng)設(shè)計(jì)平臺(tái)，徹底改變了測(cè)試、測(cè)量與控制應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)開發(fā)。無論是否有相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)，工程師和科學(xué)家都能夠迅速、高效地連接測(cè)量與控制硬件、分析數(shù)據(jù)、共享結(jié)果并發(fā)布最新的應(yīng)用系統(tǒng)。

20多年來NI公司始終保持著這樣的愿景，從來未發(fā)生過動(dòng)搖和改變。目前，NI公司也是全球唯一一個(gè)即可提供圖形化系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)平臺(tái)，又可提供各種硬件模塊支持的虛擬儀器技術(shù)專業(yè)制造、開發(fā)商。這種軟、硬件都來自同一個(gè)公司的好處是：軟件和硬件之間是無縫鏈接的，可以充分發(fā)揮和利用軟、硬件的全部技術(shù)特性。當(dāng)然，最大的受益者應(yīng)該還是它的使用者。

虛擬儀器技術(shù)開展到今天，NI公司的宗旨就是結(jié)合現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)不斷的改良和提高虛擬儀器技術(shù)，并充分利用各種方式宣傳、指導(dǎo)和推廣虛擬儀器技術(shù)的應(yīng)用。比方：利用網(wǎng)絡(luò)資源無償?shù)奶峁┮曨l技術(shù)講座、技術(shù)文檔〔技術(shù)白皮書〕、實(shí)例代碼、開辦社區(qū)論壇等。廣闊工程師和科學(xué)家充分利用這些資源深入探討、交流虛擬儀器技術(shù)實(shí)例代碼和應(yīng)用案例，從而更加促進(jìn)了虛擬儀器技術(shù)的不斷開展。

NI公司的商業(yè)運(yùn)作模式是為系統(tǒng)集成商及科學(xué)家和工程師提供完整的虛擬儀器技術(shù)，并為虛擬儀器技術(shù)的應(yīng)用提供全方位的技術(shù)支持。當(dāng)然，這其中包括一些收費(fèi)的技術(shù)培訓(xùn)和開發(fā)資質(zhì)認(rèn)證工作。換句話說，NI公司在提供虛擬儀器技術(shù)的同時(shí)，并不參與虛擬儀器系統(tǒng)集成的具體業(yè)務(wù)。這完全符合虛擬儀器的根本特點(diǎn)，由用戶來定義或設(shè)計(jì)虛擬儀器的測(cè)量功能。唯一的例外出現(xiàn)在模塊化儀器方面，為展示虛擬儀器特點(diǎn)提供一些應(yīng)用程序?qū)嵗?/p>

幾年來，我們通過在圖形化系統(tǒng)設(shè)計(jì)平臺(tái)上不斷進(jìn)行虛擬儀器設(shè)計(jì)和開發(fā)的實(shí)踐，已經(jīng)明顯感覺到自身技術(shù)實(shí)力得到穩(wěn)定地提升。其實(shí)，除了努力學(xué)習(xí)之外，找到一個(gè)理想的、適合的工具——圖形化系統(tǒng)設(shè)計(jì)平臺(tái)無疑是十分重要的一個(gè)因素。

實(shí)事求是的講，虛擬儀器技術(shù)是一門綜合性很強(qiáng)的工程設(shè)計(jì)、應(yīng)用開發(fā)技術(shù)，是多種現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的完美融合。正是有了NI公司所提供的完整的虛擬儀器技術(shù)作為全面的支撐，虛擬儀器才有了今天的廣泛應(yīng)用。

為什么總是在強(qiáng)調(diào)NI公司所提供的虛擬儀器技術(shù)呢？我們先看看虛擬儀器技術(shù)的根本構(gòu)成。虛擬儀器技術(shù)可以簡(jiǎn)單的分解為以下幾個(gè)主要局部：

虛擬儀器軟件開發(fā)環(huán)境

虛擬儀器硬件體系架構(gòu)

虛擬儀器管理體系架構(gòu)

世界上有許多公司也在開發(fā)虛擬儀器技術(shù)，比方：各種硬件模塊、分析處理軟件等，但是在這三方面作的性能最好的、連接最有效的、系統(tǒng)級(jí)的只有NI公司。

NI公司的虛擬儀器技術(shù)體系架構(gòu)請(qǐng)參見圖-1。圖中從上至下分別是系統(tǒng)管理軟件、三種不同的開發(fā)語言環(huán)境、眾多的硬件平臺(tái)。

拘圖粒1.捏5.絡(luò)1技-1嚴(yán)

楚

竿

傳下面想就這導(dǎo)幾部畫分內(nèi)資容做易以介醫(yī)紹，忙以期奏大家六能夠贏對(duì)虛砌擬儀效器技踢術(shù)有懸一個(gè)丙更加饑深入音的了闖解。

導(dǎo)

甘1.退5.火2賺

腿虛擬悅儀器儀技術(shù)虜之一樸——皮虛擬野儀器片軟件預(yù)開發(fā)退環(huán)境慢

認(rèn)

鴿

優(yōu)軟殃件在匆虛擬買儀器爛中的裁重要夾性無鉗須再彼多說秒了。膽軟件使指為秒計(jì)算拉機(jī)編乓寫的賢程序撲集合菜，說宗到程倆序也漲必將理涉及苦到計(jì)妨算機(jī)爐的編域程語破言。辟虛擬寸儀器噸技術(shù)因中的雕軟件似開發(fā)宇環(huán)境鉛應(yīng)指軍針對(duì)杰某種虧計(jì)算拳機(jī)語班言的民程序愁設(shè)計(jì)連、調(diào)眾試、搶發(fā)布磁等一采系列惡編程勉環(huán)境鉗。

苦

白

酷

抖其摘實(shí)，趨虛擬涌?jī)x器貫程序約設(shè)計(jì)壯，并杰非一聽定要適局限俱在使容用那彩種特牢定的照計(jì)算障機(jī)語被言上黎，現(xiàn)劑有的椅許多林種計(jì)悠算機(jī)趕編程按語言穗，比斷如：缺象C蒜++膀、C喬、C竿#、感Ja剩va睜、V相B、末VC彎等勤都可靈以實(shí)凈現(xiàn)虛駕擬儀濫器的普程序藥設(shè)計(jì)探。但乓是縱靠觀虛炸擬儀步器的狡開展扇歷史半，可異以說濱用于躬虛擬理儀器邀程序間設(shè)計(jì)將的最痕方便喚、最圓好的否編程旦環(huán)境播還得忍說是街——掠NI循L對(duì)ab襯VI范EW刊。這逐早已掠經(jīng)獲蹤得業(yè)廢界的說一致猛公認(rèn)盾。

昨1.找5.厘2殺.1束

挺NI旬L臟ab魚VI床EW

衣

腐

安

帖N鞭I孕La蒜bV蒼IE才W—衫—是宴NI奏公司獸20常多年理前推滔出的祖一個(gè)刮虛擬濁儀器亡軟件蝶開發(fā)休環(huán)境赤，現(xiàn)啦已發(fā)句展現(xiàn)頓已成售為一印個(gè)符雞合工橫業(yè)標(biāo)悉準(zhǔn)的咽多平扣臺(tái)、統(tǒng)多語奧言、冊(cè)多用杏途、氧一體箱化的搶系統(tǒng)劈級(jí)虛國(guó)擬儀懸器技撞術(shù)軟扶、硬埋件開銳發(fā)環(huán)羊境。

身

穿

飼

煤這出其中狡包括遍了L霸ab牙VI刷EW薄圖霉形化茄編程童語言橋在內(nèi)蛇的虛圖擬儀鑒器應(yīng)山用項(xiàng)費(fèi)目管舅理、熊調(diào)試拴、運(yùn)漏行、余發(fā)布畜等等美一整蛛套環(huán)乓節(jié)。

困

臣沖

訊

植

化在蹲虛擬竄儀器均軟件樸開發(fā)考環(huán)境侮中，縣NI裝D鳥ev霞el艱op周er腰S被ui伴te邪〔N確I冬開發(fā)六者套暖件〕異應(yīng)該找是一灰個(gè)最會(huì)有效值的、胡開放榜的、刷靈活也的、接適應(yīng)羊多種訴需求糞的虛云擬儀斃器軟漫件開粘發(fā)平集臺(tái)。

隸其中糠包括脖三種栽不同才的計(jì)渴算機(jī)勞語言恢環(huán)境緊：

戴——兩La觸bV仆IE咐W，法La租bV巧IE辱W是敬NI鎮(zhèn)公司趟的旗客艦產(chǎn)缸品。劈是強(qiáng)夜大、閃開放御、圖害形化魄的虛卸擬儀浙器軟俗件開比發(fā)環(huán)普境〔柳也是柱本書骨要介你紹的賭主要蔑內(nèi)容芒〕。耕由于魔La河bV變IE怖W采雁用的下是圖踏形化隆的編怨程方郵法，掛所以援無論烤是否錫有過某編程批經(jīng)驗(yàn)道的工鎖程師悼或科暢學(xué)家閃使用桌它時(shí)兔都可臟以快妙速、糞高效嶺地與帖測(cè)量佳和控恭制硬慌件通折信，館并進(jìn)顧行數(shù)承據(jù)分漫析及關(guān)處理花。

纏——趕La子bW巨in另do仇ws臣/C槍VI寬，它番是一艇種久勤經(jīng)驗(yàn)窩證的資AN在SI藍(lán)C集休成開刷發(fā)環(huán)奇境，挨專為效習(xí)慣救使用都C融語言殖的工曬程師沉和科栽學(xué)家記提供驅(qū)用于匙創(chuàng)立肚測(cè)試丙和控屑制應(yīng)挖用的鍵全套壩編程作工具豐。N庸I戒La撕bW首in漫do柜ws件/C亦VI共兼有棕AN窩SI濱C的樸耐用戒性、利復(fù)用源性和國(guó)特定茫的工材程性宋能，討并適惹用于枕于儀閑器控忙制、緒數(shù)據(jù)乒采集刃、分馬析和趁用戶酷界面襲的開以發(fā)。

孩——娃Me溫as恰ur方em太en約t葉St眼ud正io嫁，是備一個(gè)便專為砍Vi姑su代al萄S走tu喝di蔑o拖20埋05沈、V幣is炭ua晉l膛St宣ud堅(jiān)io矮.諷NE萍T李20盲03套和V準(zhǔn)is歐ua礎(chǔ)l起St釘ud吃io敵6繼.0巧使用金者設(shè)趁計(jì)的博集成腳式套票件，何它包灘括用稻于測(cè)敵試、瘦測(cè)量柿和自早動(dòng)化字等應(yīng)衣用的再大量徐函數(shù)棄類和腎控件菜。貪Me厭as沉ur延em徹en講t場(chǎng)St軟ud較io多提供怖專為緩工程落師們第所設(shè)蟻計(jì)的殼.N透ET紀(jì)和A男ct痰iv膏eX坐用戶拉界面澡控件飼、先諸進(jìn)的椅科學(xué)維分析梅和為污測(cè)試漁應(yīng)用被而優(yōu)躁化的狗數(shù)據(jù)夜采集語(D唉AQ爸)和器儀器嘴控制破類庫許等，傘從而弟大大殊縮短坡了應(yīng)圾用程鼻序的飄開發(fā)照時(shí)間規(guī)。

和

聰

非

只蔥De桑ve醬lo憲pe堅(jiān)r血Su做it宣e中款還包要括其口它核冰心組慎件和閱一些練可定外制的敲專業(yè)撿工具孫包以縣及相子應(yīng)的分驅(qū)開工軟件照，這精局部福的內(nèi)撤容可雖以通兩過N橡I公馳司的陷網(wǎng)站各獲得初，這仁里就默不多雀談了武。

晝

傘

渡

進(jìn)盡抓管N溝I公點(diǎn)司為伴不同歷的虛跨擬儀織器愛出好者含提供換了不射同的差虛擬爬儀器奧編程浩環(huán)境頓La攤bV雅IE杯W，娃La惜bW懶in滲do畏ws挎/C豪VI疤，榆Me違as她ur剛em奧en趨t廟St碑ud潤(rùn)io省，但敞受于梳本書間的內(nèi)少容所鞠限，竭我們瞞還是帆以圖稱形化芬化編繞程語割言L截ab彎VI輛EW糟為表喚述主啊體。

只

熊

拋1.瀉5.斯2凳.2敞

抖La艱bV朽IE禍W

格

苗

臟

圍L土ab另VI盜EW乓是N死I公膽司的掩旗艦?zāi)钞a(chǎn)品櫻，是公一種修圖形織化的扔計(jì)算昂機(jī)編渾程語閣言，捐這種滴創(chuàng)新床式的倚編程身語言押目前積已經(jīng)覽開展蹦成為悅圖形傳化系贈(zèng)統(tǒng)設(shè)胳計(jì)平多臺(tái)。睬數(shù)百墨萬工舍程師領(lǐng)和科宗學(xué)家江們使倉用簽La夾bV沙IE傷W圖俘形化恰編程無環(huán)境園，借歉助于荒直觀征的圖淺標(biāo)和蛋連線膀方法柏來開完發(fā)復(fù)及雜且薪類似視流程角圖的棵測(cè)量?jī)H、測(cè)系試和掌控制裕系統(tǒng)聰。L矩ab本VI添EW刮既能疤無可竟比較嫩地集辛成了盾數(shù)千底款硬捕件設(shè)脆備驅(qū)豆動(dòng)，旋也能簡(jiǎn)通過釘上百內(nèi)個(gè)內(nèi)端置庫橫實(shí)現(xiàn)焦高級(jí)耽分析扇和數(shù)熊據(jù)的虛可視懼化。噸La網(wǎng)bV權(quán)IE取W平周臺(tái)可洽在多搬個(gè)目裂標(biāo)平盜臺(tái)和狀操作纏系統(tǒng)侮中擴(kuò)薄展，朋所以抬自1扭98松6年頓推出鄭后便鐮成為續(xù)行業(yè)搶領(lǐng)袖捎。

單

皮

織

程從燭最簡(jiǎn)逢單的教溫度超測(cè)量磨到對(duì)呈全球刺最大疊粒子打加速行器的倒高速鳥控制景，工駱程師魚和科故學(xué)家納們使沒用L牧ab背VI液EW曉圖形帶化系身統(tǒng)設(shè)駝?dòng)?jì)平蜻臺(tái)已騾解決白諸多丟應(yīng)用搶難題初。此撤外，鉤用戶直還可襯將新衣的L安ab根VI陽EW碎工程城整合存于現(xiàn)貌有系娛統(tǒng)，晃因?yàn)橛萀a拘bV熔IE填W幾例乎能裂連接副任何雙測(cè)量裳設(shè)備當(dāng)與設(shè)扒計(jì)工等具。

照

果美圖紋1.如5.千2穿.2兩-1折在L廚ab秘VI邪EW腦中，臟還包蕩括了緒以下嗚工具佳包：

筒NI索L獎(jiǎng)ab吳VI劃EW種S秤ig蝕na坐l荷Ex安pr捷es俗s

罷Da仔ta糾ba揭se頑C依on判ne策ct害iv族it墊y仙工具私包

楊I(lǐng)n熄te卸rn笑et燒工兇具包

雁Re哲po蹄rt性G芳en瑞er壇at排io笑n旁fo杏r成MS登O雞ff反ic登e

卡工扛具包

呀Ad蘭va鍋nc仁ed撒S殖ig干na混l乎Pr肯oc壯es芬si休ng信工袋具包

氣Di糟gi冠ta蕩l殺Fi醫(yī)lt已er談D并es勢(shì)ig婚n某工具望包

安PI關(guān)D鉆an泳d自Fu料zz臺(tái)y垂Lo叼gi葡c式工具姐包

晉Da牽ta碰Fi錯(cuò)nd碑er慢工炒具包

掩

跪

升

適在酒實(shí)際體接觸步La越bV帖IE豎W之觸前，傍我們未通常抓將計(jì)框算機(jī)撫應(yīng)用黎劃分杜為軟幣件設(shè)會(huì)計(jì)和驕硬件問設(shè)計(jì)轎兩個(gè)帥體系咱，即孫便是圈在工沿程設(shè)大計(jì)應(yīng)往用中邁也基北本上尖是這脾樣劃袖分的拍。鄭虛擬嚇儀器慨的出荒現(xiàn)淡英化了麥這兩靈局部箭間的伙界限伯，因責(zé)為我畢們似糟乎無覽須再呀關(guān)注王如何翠進(jìn)行由硬件芽設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)，設(shè)收計(jì)的挎重點(diǎn)脊已經(jīng)牲轉(zhuǎn)向嶄了軟捉件設(shè)嘴計(jì)方賓面?？椷@對(duì)計(jì)過去旦一直徑從事易硬件埋電路描設(shè)計(jì)弄的工崗程師藏而言吹是一廚個(gè)難剃以接紫受的庭事實(shí)刑，因掘?yàn)樗麑脗兪夥謶峙蚺鲁淌残蛟O(shè)捉計(jì)工在作。護(hù)可是纖基于專圖形醬化的號(hào)編程虎語言仔——掛La框bV蹲IE羨W的謊創(chuàng)造捷幫助徑我們寸解決統(tǒng)了這燕個(gè)問挪題。汽這種烈圖形東化的妙編程練方法供很適們合我施們，糟很適桐合我?guī)Z們的竹工程潛應(yīng)用牲工作湯。特旋別是柿它在受與硬裳件模穿塊〔權(quán)NI種的硬粥件模勸塊〕架進(jìn)行扮有效粱連接鋸方面仆給于議了更免有力捉的支灰持。

撐

灑

頸

督在捷這樣索一個(gè)慧平臺(tái)幫下，技他們強(qiáng)所缺漂乏的儉應(yīng)該夾只有擾高效湊實(shí)現(xiàn)癥測(cè)量盤任務(wù)鉤的“迎想像灰力〞讓。換夜句話傍說，尚現(xiàn)在趟他們蹈將關(guān)飛心的抹重點(diǎn)迷放在痕了測(cè)灣量任音務(wù)的燒本身良，而決不是志如何猾實(shí)現(xiàn)咸測(cè)量撤的問悟題。

尺

煙搞1.讓5.滅3和

者虛擬出儀器申技術(shù)畜之二妖——蘋虛擬普儀器捐硬件育體系炊架構(gòu)位

桿

噴

央在喘虛擬凝儀器沿設(shè)計(jì)旱中我擇們似販乎已撤經(jīng)回堆避了倉硬件者設(shè)計(jì)喜的問購題，翁這是便因?yàn)槎蒒I信公司腐已經(jīng)擊把這煎些工葡作全投部承德?lián)鹦迊砹思?。N識(shí)I作膛為全疑球D奉A(yù)Q用技術(shù)幣與市臺(tái)場(chǎng)的成領(lǐng)先普者，攤提供夠了基崖于各愈種總團(tuán)線的育產(chǎn)品愁系列姜〔U培SB健,除PC爪I,完P(guān)涂CI像E甘xp競(jìng)re巖ss爬,刮PX航I,蜜P潔XI黃E譯xp朋re夠ss聽,顯wi稈re誼le暖ss筒,浪an冶d念Et謹(jǐn)he光rn社et挑等〕徹，并爐不斷價(jià)融合竿最前忙沿的這商業(yè)掀技術(shù)械，打產(chǎn)造一廚個(gè)“面數(shù)據(jù)銅采集燥超市醋〞，賤讓工劃程師召們根笑據(jù)自止身應(yīng)擋用需屬求選回?fù)褡畈策m合絮的一糾款，粗實(shí)現(xiàn)垃工程器創(chuàng)新轉(zhuǎn)！

甘

職圖蹤1.謎5.誘3抽-1牽圖燙1.斗5.勸3攀-2庭

損

訂

座實(shí)班際上販，N潑I提攀供的最硬件垂產(chǎn)品砍幾乎嚴(yán)涵蓋村了所暗有工服業(yè)應(yīng)拒用領(lǐng)林域。

穗

淡兔1.余5.略4佳

慢虛擬恢儀器葉技術(shù)震之三秩——喉虛擬扇儀器懶管理奪體系仰架構(gòu)致NI猾T竭es襪tS彩ta捧nd信

盡

孩

儀NI賴T雁es最tS母ta墨nd游是一勁個(gè)簡(jiǎn)殘單易包用的伙測(cè)試張管理題環(huán)境筍，用玻于組呀織、領(lǐng)控制統(tǒng)以及扭運(yùn)行例您的欄自動(dòng)造化原艦型開俘發(fā)、稍驗(yàn)證破以及垃制造馳測(cè)試釘系統(tǒng)跪。

箱

盯

晝使用吼NI曾T灣es誘tS服ta濾nd下，整蟻合使酷用您暈擅長(zhǎng)鬧的編省程語鏟言開興發(fā)的歲測(cè)試畢程序愿，快哨速構(gòu)站建測(cè)清試序淘列。賭NI蜻T盛es