虚拟仪器的应用及其发展前景[5篇范例]

第一篇：虚拟仪器的应用及其发展前景

虚拟仪器技术的现状及发展前景

电子信息科学与技术刘小辉学号：2010271022

虚拟仪器就是在通用计算机上加上软件和(或)硬件，使得使用者在操作这台计算机时，就象是在操作一台他自己设计的专用的传统电子仪器。在虚拟仪器系统中，硬件仅仅是为了解决信号的输入输出，软件才是整个仪器系统的关键，任何一个使用者都可以通过修改软件的方法，很方便地改变、增减仪器系统的功能与规模，所以有“软件就是仪器”之说。虚拟仪器技术的出现，彻底打破了传统仪器由厂家定义，用户无法改变的模式，虚拟仪器技术给用户一个充分发挥自己的才能、想象力的空间。用户可以随心所欲地根据自己的需求，设计自己的仪器系统，满足多种多样的应用需求。

虚拟仪器系统概念是对传统仪器概念的重大突破，是计算机系统与仪器系统技术相结合的产物。它利用计算机系统的强大功能，结合相应的硬件，大大突破传统仪器在数据处理、显示、传送、处理等方面的限制，使用户可以方便地对其进行维护、扩展、升级等。

而LabVIEW使广大的仪器使用者方便、快捷地构造自己的仪器系统成为了可能。LabVIEW是一种图形化的编程语言的开发环境，它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受，视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。它是一门专业编程语言。它的对象是测试、测量工程师或相关的科学研究人员。从测试、测量的角度看还没有比LabVIEW更好的编程语言。LabVIEW可充分发挥计算机的能力，有强大的数据处理功能，户可以根据自己的需要定义和制造各种功能更强的仪器。它可以增强你构建自己的科学和工程系统的能力，提供了实现仪器编程和数据采集系统的便捷途径。使用它进行原理研究、设计、测试并实现仪器系统时，可以大大提高工作效率。它主要的方便就是，一个硬件的情况下，可以通过改变软件，就可以实现不同的仪器仪表的功能，非常方便，是相当于软件即硬件！

LabVIEW具有以下显著特点：

一、图形化编程，不需要再用键盘输入程序文本，你只需按菜单或图标，点出所需要的功能框，用线条准确连接出个功能框间的数据流向。

二、人机界面友好。Labview针对测试与控制领域提供了丰富的仪版界面，如表头、旋钮、按键、图表、指示灯等。用户也可很方便的构建自己喜爱的功能图形，从而形成直观形象、图文并茂的仪器面板。

三、程序查错、调试方便。编程中一旦出现语法错误，马上就有图标提示你。

四、超强的分析运算、运算功能。

五、开放性的开发平台。

虚拟仪器系统可以广泛地应用在通讯、自动化、半导体、航空、电子、电力、生化制药、和工业生产等各种领域。

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。

虚拟仪器技术的三大组成部分，首先是高效的软件，软件是虚拟仪器技术中最重要的部份。使用正确的软件工具并通过设计或调用特定的程序模块，工程师和科学家们可以高效地创建自己的应用以及友好的人机交互界面。有了功能强大的软件，您就可以在仪器中创建智能性和决策功能，从而发挥虚拟仪器技术在测试应用中的强大优势。其次是模块化的I/O硬件，面对如今日益复杂的测试测量应用，NI提供了全方位的软硬件的解决方案。NI高性能的硬件产品结合灵活的开发软件，可以为负责测试和设计工作的工程师们创建完全自定义的测量系统，满足各种独特的应用要求。最后是用于集成的软硬件平台。只有同时拥有高效的软件、模块化I/O硬件和用于集成的软硬件平台这三大组成部分，才能充分发挥虚拟仪器技术性能高、扩展性强、开发时间少，以及出色的集成这四大优势。

同时，虚拟仪器技术具有四大优势：

一、性能高

虚拟仪器技术是在PC技术的基础上发展起来的，所以完全“继承”了以现成即用的PC

技术为主导的最新商业技术的优点，包括功能超卓的处理器和文件I/O，使您在数据高速导入磁盘的同时就能实时地进行复杂的分析。此外，不断发展的因特网和越来越快的计算机网络使得虚拟仪器技术展现其更强大的优势。

二、扩展性强

NI的软硬件工具使得工程师和科学家们不再圈囿于当前的技术中。得益于NI软件的灵活性，只需更新您的计算机或测量硬件，就能以最少的硬件投资和极少的、甚至无需软件上的升级即可改进您的整个系统。在利用最新科技的时候，您可以把它们集成到现有的测量设备，最终以较少的成本加速产品上市的时间。

三、开发时间少

在驱动和应用两个层面上，NI高效的软件构架能与计算机、仪器仪表和通讯方面的最新技术结合在一起。NI设计这一软件构架的初衷就是为了方便用户的操作，同时还提供了灵活性和强大的功能，使您轻松地配置、创建、发布、维护和修改高性能、低成本的测量和控制解决方案。

与传统仪器技术相比，虚拟仪器技术最大的优势是它直接通过微机为支撑。虚拟仪器技术已成为测试、工业I/O和控制和产品设计的主流技术，随着虚拟仪器技术的功能和性能已被不断地提高，如今在许多应用中它已成为传统仪器的主要替代方式。随着PC、半导体和软件功能的进一步更新，未来虚拟仪器技术的发展将为测试系统的设计提供一个极佳的模式，并且使工程师们在测量和控制方面得到强大功能和灵活性。可以肯定，虚拟仪器技术必将与计算机技术同步发展。

第二篇：虚拟仪器数据采集应用论文

虚拟仪器是以一种全新的理念来设计和发展的仪器，他是90年代发展起来的一项新技术，主要用于自动测试、过程控制、仪器设计和数据分析等领域，其基本思想是在仪器设计或测试系统中尽可能用软件代替硬件，即“软件就是仪器”，他是在通用计算机平台上，根据用户需求来定义和设计仪器的测试功能，其实质是充分利用计算机的最新技术来实现和扩展传统仪器的功能。

虚拟仪器的特点和构成 1.1 虚拟仪器的特点

与传统仪器相比，虚拟仪器具有高效、开放、易用灵活、功能强大、性价比高、可操作性 好等明显优点，具体表现为：

智能化程度高，处理能力强 虚拟仪器的处理能力和智能化程度主要取决于仪器软件水平。用户完全可以根据实际应用需求，将先进的信号处理算法、人工智能技术和专家系统应用于仪器设计与集成，从而将智能仪器水平提高到一个新的层次。

复用性强，系统费用低 应用虚拟仪器思想，用相同的基本硬件可构造多种不同功能的测试分析仪器，如同一个高 速数字采样器，可设计出数字示波器、逻辑分析仪、计数器等多种仪器。这样形成的测试仪 器系统功能更灵活、更高效、更开放、系统费用更低。通过与计算机网络连接，还可实现虚 拟仪器的分布式共享，更好地发挥仪器的使用价值。

可操作性强，易用灵活 虚拟仪器面板可由用户定义，针对不同应用可以设计不同的操作显示界面。使用计算机的 多媒体处理能力可以使仪器操作变得更加直观、简便、易于理解，测量结果可以直接进入数 据库系统或通过网络发送。测量完后还可打印、显示所需的报表或曲线，这些都使得仪器的 可操作性大大提高而且易用、灵活。

1.2 虚拟仪器的构成 虚拟仪器的构建主要从硬件电路的设计、软件开发与设计2个方面考虑。

硬件电路的设计主要根据用户所面对的任务决定，其中接口设计可选用的接口总线标准包 括Gp IB总线、VXI总线等。推荐选用VXI总线。因为他具有通用性强、可扩充性好、传输速 率高、抗干扰能力强以及良好的开放性能等优点，因此自1987被首次推出后迅速得到各大仪 器生产厂家的认可，目前VXI模块化仪器被认为是虚拟仪器的最理想平台，是仪器硬件的发 展方向。由于VXI虚拟仪器的硬件平台的基本组成是一些通用模块和专用接口。因此硬件电 路的设计一般可以选择用现有的各种不同的功能模块来搭建。通用模块包括：信号调 理和高速数据采集；信号输出与控制；数据实时处理。这3部分概括了数字化仪 器的基本组成。将具有一种或多种功能的通用模块组建起来，就能构成任何一种虚拟仪器。例如使用高速数据采集模块和高速实时数据处理模块就能构成1台示波器、1台数字化仪或 1台频谱分析仪；使用信号输出与控制模块和实时数据处理模块就能构成1台函数发生器、1台信号源或1台控制器。专用接口是针对特定用途仪器需要的设计，也包括一些现场总线 接口和各类传感器接口。系统的主要硬件包括控制器、主机箱和仪器模块。常用的控制方案 有GpIB总线控制方式的硬件方案、MXI总线控制方式的硬件方案、嵌入式计算机控制方式的 硬件方案3种。VXI仪器模块又称为器件（devices）。VXI有4种器件：寄存器基器件、消 息基器件、存储器器件和扩展器件。存储器器件不过是专用寄存器基器件，用来保存和传输 大量数据。扩展器目前是备用件，为今后新型器件提供发展通道。将VXI仪器制作成寄存器 基器件，还是消息基器件是首先要做出的决策。寄存器基器件的通信情况极像VME总线器件，是在低层用二进制信息编制程序。他的明显优点在于速度寄存器基器件完全是在 直接 硬件控制这一层次上进行通信的。这种高速通信可以使测试系统吞吐量大大提高。因此，寄 存器基器件适用于虚拟仪器中信号/输出部分的模块（如开关、多路复用器、数/模转换输出 卡、模/

数转换输入卡、信号调理等）。消息基器件与寄存器基器件不同，他在高层次上用A SCII字符进行通信，与这种器件十分相似是独立HpIB仪器。消息基器件用一组意义 明确的 “字串行协议”相互进行通信，这种异步协议定义了在器件之间传送命令和数据所需的挂钩 要求。消息基器件必须有CpU（或DSp）进行管理与控制。因此，消息基器件适用于虚拟仪器 中数字信号处理部分的模块。

软件的开发与设计包括3部分：VXI总线接口软件、仪器驱动软件和应用软件（软面板）。软件结构如图1所示。

VXI总线接口软件由零槽控制器提供，包括资源管理器、资源编辑程序、交互式控制程序和 编程函数库等。该软件在编程语言和VXI总线之间建立连接，提供对VXI背板总线的控制和支 持，是实现VXI系统集成的基础。

仪器驱动程序是完成对某一特定仪器的控制与通信的软件程序，也即模块的驱动软件，他 的设计必须符合Vpp的2个规范，即Vpp3.1《仪器驱动程序结构和模型》和Vpp3.2《仪器 驱动程序设计规范》。

“软面板”设计就是设计具有可变性、多层性、自助性、人性化的面板，这个面板应不 仅同传统仪器面板一样具有显示器、LED、指针式表头、旋钮、滑动条、开关按钮、报警装 置等功能部件，而且应还具有多个连贯操作面板、在线帮助功能等。

虚拟仪器在数据采集中的应用

利用虚拟仪器制作数据采集器可以按照硬件设计、软件设计两个步骤来完成。

2.1 硬件设计

硬件设计要完成以下内容：

1)模/数转换及数据存储

设置具有通用性的数据自动采集系统，一般应满足能对多路信号尽可能同步地进行采集，为了使所采集到的数据不但能够在数据采集器上进行存储，而且还能及时地在采集过程中 将数据传送到上位机，选用存储量比较适中的先进先出存储器，这样既能满足少量数据存储 的需要，又能在需要实时传送数据时，在A/D转换的同时进行数据传送，不丢失任何数据。)VXI总线接口

VXI总线数据采集器通常可以利用两种VXI总线通用接口消息基接口和寄存器基接口。消 息基接口的作用是通过总线传送命令，从而控制仪器硬件的操作。通用寄存器基接口是由寄存器简单的读写来控制仪器硬件的操作。利用消息基接口进行设计，具体消息基接口的框图见图2。

3)采样通道控制

为了满足几种典型系统通道控制的要求，使通道的数量足够多，通道的选取比较灵活，可以利用寄存器电路、可预置计数器电路以及一些其他逻辑电路的配合，将采样通道设计成最多64路、最少2路可以任意选择，而且可以从任意一路开始采样，也可以到任意一路结束采样，只要截止通道号大于起始通道号就可以了。整个控制在虚拟仪器软面板上进行操作，通过消息基接口将命令写在这部分的控制寄存器中，从而设置计数器的初值以及采样的通道总数。

4)定时采样控制

由于不同的自动测试系统对采样时间间隔的要求不同，以及同一系统在不同的试验中 需要的采样时间间隔也不尽相同，故可以采用程控的方式将采样时间间隔设置在2 μs~13.0 ms之间任意选择，可以增加或减少的最小单位是2 μs。所有这些选择设置可以在虚拟仪器软面板上进行。

5)采样点数控制

根据不同测试系统的需求，将采样点数设计成可在一个比较大的范围中任意选择，该选择同样是在软面板上进行。

6)采样方式控制

总结各种自动测试系统的采样方式不外乎软件触发采样和硬件 触发采样。在硬件触发采样中又包括同步整周期采样和非同步整周期采样，这2种采样又可 以是定时进行的或等转速差进行的。所有这些采样方式，对于数据采集器来说都可以在软面 板上进行选择。

2.2 软件设计

软件是虚拟仪器的关键，为使VI系统结构清晰简洁，一般可采用组件化设计思想，将各部分彼此独立的软件单元分别制成标准的组件，然后按照系统的总体要求组成完整的应用系统，一个标准的组件化的虚拟仪器软件系统，如图3所示。

应用软件为用户提供了建立虚拟仪器和扩展其功能的必要工具，以及利用pC机、工作站的 强大功能。同时Vpp联盟提出了建立虚拟仪器标准结构库（VISA）的建议，为虚拟仪器的研 制与开发提供了标准。这也进一步使由通用的VXI数据采集模块、CpU/DSp模块来构成虚拟仪 器成为可能。

基于虚拟仪器的数据采集器的软件包括系统管理软件、应用程序、仪器驱动软件和I/O接 口 软件。以往这4部分需要用户自己组织或开发，往往很困难，但现在NI公司提供了所有这 四部分软件，使应用开发比以往容易得多。

下面简单介绍以NI公司的Lab Windows/CVI为开发环境，来进行VXI虚拟仪器的驱动程序开 发的方法。

第一步：生成仪器模块的用户接口资源文件（UIR）。用户接口资源、文件是仪器模块 开 发者利用Lab Windows/CVI的用户界面编辑器为仪器模块设计的一个图形用户界面（GUI）。一个Lab Windows/CVI的GUI由面板、命令按钮、图标、下拉菜单、曲线、旋钮、指示表以及 许多其他控制项和说明项构成。

第二步：Lab Windows/CVI事件驱动编程。应用程序开发环境Lab Windows/CVI中设计一个 用户接口，实际上是在用户计算机屏幕上定义一个面板，他由各种控制项（如命令按钮、菜 单、曲线等）构成。用户选中这些控制项就可以产生一系列用户接口事件（events）。例如，当用户单击一个命令按钮，这个按钮产生一个用户接口事件，并传递给开发者编写的C语 言驱动程序。这是运用了Windows编程的事件驱动机制。Lab Windows/CVI中使用不同类型的 控制项，在界面编辑器中将显示不同类型的信息，并产生不同操作的接口事件。在Lab Wind ows/CVI的开发平台中，对事件驱动进行C程序编程时可采用2种基本的方法：回调函数法和 事件循环处理法。

回调函数法是开发者为每一个用户界面的控制项写一个独立的用户界面的控制函数，当选中某个控制项，就调用相应的函数进行事件处理。在循环处理法中，只处理GUI控制 项所产生的COMMIT事件。通过Get User Event函数过滤，将所有的COMMIT事件区分开，识别 出是由哪个控制项所产生的事件，并执行相应的处理。

第三步：应用函数/VI集与应用程序软件包编写。应用函数/VI集需针对具体仪器模块 功能进行编程，应用程序软件包只是一些功能强大、需要完善的数据处理能力的模块才需要 提供，如波形分析仪模块、DSp模块等。结语

本文探讨了虚拟仪器的基本组成，以及实际的虚拟仪器软硬件设计的一般方法，这些方法经过实际设计工作运用证明是可靠的，可供系统工程技术人员在组建具体的基于VXI总线的虚拟仪器数据采集、测试时参考使用。

参考文献

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5］汪红.基于组件的虚拟仪器软件系统［J］.微型计算机信息,2001,(1)：76-77

第三篇：浅谈机械手及其应用与发展前景

第31卷第2期

V〇1.31 No.2

企业技术开发

TECHNOLOGICAL DEVELOPMENT OF ENTERPRISE

2012年1月 Jan.2012

洗谈机械手及其启用与发展箭景

.• 韩梦丹，部晓宇

(西南交通大学，四川成都611756)摘要：在现代工业生产中，生产过程的机械化、自动化已经成为突出的主题。有效应用机械手，则是发展机 械行业的必然趋势。文章在介绍机械手结构组成及工作原理的基础上，概述其应用及发展前景。关键词：机械手；应用；发展前景 中图分类号：TH138 文献标识码：A

文章编号：1006-8937(2012)02-0079-02随着现代化工业的不断发展以及生产过程机械化和 自动化水平的提升，工业机械手凭借其自身显著的特点 得到了广泛应用。如：应用机械手可以减轻劳动强度、提 高产品质量、改善劳动条件,避免人身事故的发生，在高 温、高压、低温、低压、有灰尘、噪声、和有放射性以及毒性 污染的恶劣环境中，应用机械手可以部分或全部地替代 人来安全地完成作业，有节奏地进行生产等。其在机械加 工行业中的应用大大提高了生产效率，节省劳动力成本 达50%以上。

1机械手结构组成及其工作原理

机械手是一种能按给定的程序或要求，自动地完成 物件(如材料、工件、零件或工具等)传送或操作作业的机 械装置，它能部分地替代人的手工劳动。较高级形式的机 械手，还能模拟人的手臂动作，完成复杂的作业。

机械手主要由抓取机构、传送机构、驱动部分、控制 机构以及行程检测装置、传感装置等部分组成。其各部分 之间的相互关系如图1所示。

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ifilt-r|niJ 图i机械手的组成及其相互关系

抓取机构对物件抓取和放置，它包括了手指与传力 机构等。传送机构可以改变物件的方位。驱动部分负责为 抓取、传送两机构提供驱动，常用形式有液压、气压、电力 和机械驱动等，其中，电力驱动采用较少，机械驱动则一 般用于简易机械手，液压驱动和气压驱动方式占据了较 大比例。气压驱动结构简单、压缩气源一空气易得、造价 低、能达到较高速度,且气动元件的生产与应用也在逐步 扩大;液压驱动伺服系统响应快，且重量轻、体积小、动作平稳、有着良好的控制性能、能在极低的速度下输出较大 力，且由于液压元件的标准化、系列化、通用化，使得液压 系统的设计、制造比较方便。控制部分是机械手动作的指 挥系统，由它来控制动作的顺序、位置、时间等。行程监测 装置对机械手各运动行程进行检测和控制；传感装置中

作者简介：韩梦丹（1991-)，女，四川成都人，大学本科，主要研究 方向：机械设计制造及其自动化。

装传感器，使手指具有敏感性和自控.性，用于检测物件与 抓取机

构接触情况以及物件是否滑落等。

本文以四自由度液压驱动通用机械手为例，对机械 手的工作原理进行简要介绍。如图2所示，即为该种液压 通用机械手的结构原理图。2—手II上下播动油缸 31臂左右转动油ft 4—乎臂上下樣动机械反嫌#置 S —坊尘軍

6— 手《a转及手指握s油*I

7— 手臂前后伸缩机械K後鼓* 手脅前e伸缩油魟 手騫上下摆动s转油缸 10-手臃上下播动机«5供酱* 11一电气控«麴置 12-*®#*

图2机械手结构原理图

该种机械手，主要可以归为机械、液压、电气控制系 统等

三个部分。机械部分包括手部、驱动及传送机构、位 置反馈装置和机体等，如图2所示，机械手的手臂前后伸 缩、上下升降、左右转动、上下摆动分别由直线油缸(8)、直线油缸（1)、回转油缸(3)、以及铰接直线油缸(4)带动 实现。机械手的手腕上下摆动则是由回转油缸(9)带动与 该部分结构相对应的齿轮，再通过链条将运动传送到手 腕摆动轴（图中未画出）来实现。手指握紧部分通过杠杆 手指和单向作用式握紧油缸(6)的配合来输出相应运动。上述各个油缸的控制是通过步进电动机带动随动阀按照 输人信号来改变通往油缸油液的方向和流量，由于油缸 输出与随动阀之间采用刚性反馈联系，能不断消除输人 与输出之间的误差，从而可进行较为准确的定位。最后，对步进电动机的控制则由电气控制系统（11)实现，该简 易数字控制系统采用集成电路，共可对步进电机实现手 动、自动以及联动等三种控制方式。通过以上几个部分的 密切配合，机械手的各种运动得以准确无误地实现。

2机械手的应用概况

① 热加工方面。热加工是高温、危险的体力劳动，采 用机械手操作可以实现高效率和安全工作，如对少量、低 速以及人力不能胜任的作业的实现。在锻造、铸造、熔炼 等工业，机械手的应用能进一步发挥设备的生产能力，安 80 企业技术开发 2012年1月

装了机械手的操作机可实现生产过程自动化，取代了人 工喂料等操作，大大提高了生产效率以及产品质量。

② 冷加工方面。冷加工方面的机械手主要用于一些 配件及零件加工时上下料以及刀具安装的过程，将其应 用于一些数控机床和加工生产线以及自动线上，成为了 设备、机床上下T.序联接的重要手段。同时，也在加工生 产自动线上采用臂式机械手作为联接丁序、运送工件的 重要设备。

③ 在装、拆、修方面。众所周知，拆修装是铁路工业系 统体力劳动较重的部门，采用机械手可以拆装三通阀、分 解制动缸、组装轮对、清除石棉等，大大减低了劳动强度。在采用机械手进行装配方面也是应用的一大热点，与传 感装置、计算机的配合能对零件方位进行确定，能达到镶 装的目的。

些新型 材料可以制造无润滑元件应用于气动机械手当中，不仅 使系统简化，且有着稳定的摩擦性能以及较长的寿命。值 得重视的是，随着机电一体化的发展，控制系统将向基于 PC机的开放型控制器的方向发展，并且，随着传感器作 用的日益加重，由“可编程控制器、传感器、动作元件”组 成的典型的自动化控制系统依然会是主流发展方向，在 此系统中，传统的“开关控制”也将转变为“反馈控制”，从 而进一步提升系统的精度。

4结语

从1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手，到20世纪70年代初期制造业开始引进机械手的使用，再到1972年我国第一台机械手的开发以及随之而来的 全国范围都开始研制和应用机械手，机械手的发展历经 了这短短几十年，迎来的是制造业的全新面貌。并且机械 手依旧在发展，在进步，其应用领域更在向着非制造业和 服务业发展，可以预见，机械手一定会继续蓬勃发展，为 其涉及的行业做出更大的贡献。3机械手的发展方向及前景

自20世纪60年代初期问世，机械手历经了近50年 发展，成为了制造业生产自动化中十分重要的机电设备，其发展前景一片光明。首先，伴随现代控制技术和微电子 技术的发展，机械手重复精度提高，其定位准确性得到増 强。其次，机械手可具有重构化的机械结构，即模块化，经 拼装，机械手可具有的功能是:根据实际作业需要启动所 需的模块，实现所对应的功能，让同一机械手具有不同的 功能，增大其应用范围。再者，随着低碳理念的深人人心，机械手的发展也将以无污染、节能为前提，如用一，考文献：

[1 ]明仁熊.液压与气压传动[M].北京:国防工业出版社，2003.[2] 陆祥生.机械手一理论及应用[M].北京:中国铁道出版社，1985.[3] 王承义.机械手及其应用[M].北京:机械丁.业出版社，1981.(上接第74页）各个端口将各个设备连接起来。主要由 记忆模块和采集模块，依靠RS-485通讯接口，实施交互 信息。RS-485通讯协议规定了串行通信数据单元的格 式：1位起始位，6/7/8位数据位，1位奇偶校验位，1/2位 停止位。RS-485全称为EIA-485串行通信标准，只规定 了平衡发送器和接收器的电气特性，而没有规定接插件、传输电缆和应用层通信协议，数据信号采用差分传输方 式。

记忆模块主要是ARM芯片内置了 64 k或128 k字 节的Flash ROM用于存放程序代码；记忆部分含有具有 断电数据保护功能的SRAM,有读写速度快，抗干扰能力 强，掉电数据不丟失的特点。通讯过程中均采用厂家定义 的通信协议，此外记忆模块还

6结语

本远程抄表系统主要用于电力部门对发电厂、变电 站和大

用户系统进行远程抄表和实时监控。通过它可以 减少人工抄表的劳动强度，避免工人工作时可能出现的 意外伤害，并且能够及时发现违法窃电现象，解决了用户 玉电量管理部门的矛盾。该系统具有抄收速度快、计算精 度高、管理数字化、运行成本低等突出的优点，设计中选 用性价比较好的通信模块，在满足用户需求的基础上，极 大地降低了系统的成本，具有广阔的市场前景。

参考文献：

有电源抗干扰设计。采集模 块顾名思义就是对电表数据进行采集。[1] 郭天祥编.51单片机C语言教程[M].北京:电子工业出版 社，采用I2C接口串 行E2PROM作为存储器存人记忆模块，各个电2009.表数据通 过RS485接口进行通讯。[2] 康华光.电子技术基础[M].北京:高等教育出版社，2006.5系统的可行性和发展前景

该产品可以实现一个控制室对全市或更大范围内的 电表进行统一的集中抄表、管理，这样可以节约大量的人 力物力。同时，抄表系统有自动诊断功能，可以将当前的 电表状态实时的传送到控制室，给控制室提供当前的最 新资料。

该抄表系统采用GSM网络进行数据传输，无特殊情 况下，仅仅传输电表数据，这样的数据传输量相当的小，在特殊情况下，可以采集图像信息。采用这种方式，可以 在最大的程度上降低运营成本。与传统的人力抄表来说，减少的成本是相当可观的。

现在国家提出要向信息化社会发展，传统的抄表方 式势必会被这种智能的抄表系统所取代，这种技术也是 未来发展的一个方向。这个抄表系统的市场空间很大，在 国家相关政策的推动下，这个技术被广泛的推广使用。

[3] 谭浩强，张基温.C语言程序设计教程[M].北京:高等教育出 版

社，2006.14]文全刚.嵌人式系统接口原理与应用[M].北京:北京航空航 天大

学出版社，2009.

第四篇：虚拟仪器 实验报告3

虚拟仪器实验报告三

专业年级

姓名

学号

成绩

一、实验目的：LabVIEW编程软件入门学习

二、实验内容: LabVIEW程序结构

三、实验步骤：

1、顺序结构（Sequence Structure）

2、For循环

3、While循环

4、Case结构

5、事件结构（Event Structure）

6、使能结构

7、公式节点（Formula Node）

8、跟着实例学—模拟温度采集监测系统

三、实验结果：

练习1：

练习2：

-0练习4：

练习7：

作业题3：

思路：其实对1—5的数取余就行了，然后与布尔连接。

作业题6：

作业题7：

第五篇：虚拟仪器学习心得总结

虚拟仪器学习心得总结

姓 名：王水根

学 号：1083420213 班 级：0801101班 学 院：电气学院 指导老师：付宁

虚拟仪器学习心得总结

王水根

刚开始接触虚拟仪器这个概念的时候是在大三的上学期，我不记得那天具体是什么日子了，只记得公寓前面展板上多了一个很大的海报，内容大概是哈工大虚拟仪器协会成立招新和第一届全国虚拟仪器设计大赛的相关说明。这是我第一次接触“虚拟仪器”这个当时陌生的新词。一看到这个词我马上想到我们经常用的仿真软件Multisim,那里面就有好多虚拟的电源、示波器、万用表，还有频谱分析仪、逻辑分析仪等。顿时，我觉得这个很有意思啊，要是能自己在电脑里设计一个示波器那就厉害了。可是那个虚拟的仪器又是怎么集成到其他电路仿真软件上的呢？还有虚拟仪器的定义到底是什么呢？不知道。所以我带着这些疑问上网查找和虚拟仪器的相关文档，看看虚拟仪器到底是一个什么东西，虚拟仪器在哪些领域有应用。

后来，我参加了协会组织的招新，初次接触了Labview，在花了一个通宵做完招新布置的作业后，我也成了一名Labview的初学者。这之后我知道了Labview这个软件是用来设计虚拟仪器的，而虚拟仪器是用计算机设计的一个软件，它能完成一台台式仪器的功能。比如可以用Labview设计一个信号发生器，产生正弦波、方波、三角波、锯齿波、任意占空比矩形波等。

而Labwindows/CVI我上大二时实验室的师兄跟我说过，他那时跟我说CVI是用来设置界面用的，一般都是硬件配上CVI一块用。可是在系统学习CVI之前我从没用过Labwindows/CVI。CVI和Labview都是很好用很优秀的软件，在自动化测试领域有着特别重要的作用。Labview采用的是G语言，也就是图形化语言，它不仅是一种编程环境，也是一门编程语言。Labview因为采用的是图形化语言，所以和CVI比起来学习更容易，编程也更简单，比较适合于专业知识比较薄弱的学习者。Labview采用的编程思想和传统C语言一样，是嵌套，主函数包含子函数的思想。所以，当要编写比较大的程序时，整个结构就显得很大很复杂，编写起来比较困难。这时，CVI相对就比较适合，因为C语言相对G语言逻辑性强，结构性要强。下面我就说说这次学习CVI的心得感受。

首先，老师帮我纠正了之前我对虚拟仪器的理解。虚拟仪器是在通用计算机上加上一组软件和/或硬件，使用者在操作这台计算机时，就像是在操作一台他自己设计的专用电子仪器。虚拟仪器是一种软件定义的系统，它基于用户需求的软件定义了一般测量硬件的功能。这就应证了前面师兄跟我说的那句话，光有软件也是不行的，还得有硬件配合，任何软件都有一定的局限性，因为它们都是基于操作系统平台的，而硬件是不需要任何平台的，它自身就可以成为一个平台。

后来，我知道了如何用CVI去设计一台虚拟仪器，了解了设计虚拟仪器的步骤。和Labview设计虚拟仪器的步骤很像，用CVI设计虚拟仪器首先也是先设计软面板，在CVI中是“.uir”文件，然后是编写程序代码，最后是编译调试运行。后来，我们比较系统性地学习了CVI测试数据的显示、分析、存储和传输方面的设计。在这个过程中，通过练习信号发生器的设计、TCP/IP网络通讯和RS232通讯的设计，我基本上掌握了CVI的测试数据相关处理的设计。也是在这个短暂的学习过程中，我越发发觉CVI的功能是如此的强大。再后来，我们简单学习了动态链接库和多线程的应用，动态链接库和多线程技术在CVI高级程序设计中都特别有用。CVI可以使用Windows操作系统中的动态链接库来实现一些很有用的功能，而多线程技术在工程很复杂时就大有作为，这时设计程序时就可以使用两个线程、三个线程或者更多，这对提高编程效率非常有用。最后，我们简单学习了仪器驱动程序的设计，大概了解了仪器驱动程序设计的发展是跟随着虚拟仪器技术的发展而发展的。仪器驱动程序从早期的底层I/O操作和高层仪器交互，逐渐发展到仪器编程语言的标准化和软件分层（也就是独立的仪器驱动程序）。这也就是现在我们还在采用的仪器驱动程序设计方法，仪器驱动程序和仪器模块分立，仪器驱动程序和应用程序之间也独立。后来这方法就发展成了现在的VPP规范，VPP规范对虚拟仪器软件结构和仪器驱动程序的开发进行了标准化，它的核心是定义了标准的I/O接口软件——VISA库。这样就实现了个厂家仪器的互操作。

最后我们学习了LabView知识入门，初步掌握了其设计虚拟仪器的方法和步骤，老师的讲解很到位，简单易懂。

通过学习虚拟仪器这么课，我不仅了解了虚拟仪器的相关知识，而且比较好地掌握了LabWindow/CVI的编程设计，能够编写简单的虚拟仪器。但是我也知道要想成为一名CVI编程高手还需要进行大量的练习，需要不断地学习。