利用虚拟仪器开发平台Lab VIEW.doc

摘 要随着计算机技术与测量仪器技术的结合，促使了一种新的测量仪器—虚拟仪器的出现虚拟仪器是一种功能意义上的仪器，由个人计算机、仪器硬件及应用软件组成其基本工作原理是:先通过仪器硬件采集信号，然后通过软件编程来实现数据的显示及测量等功能随着网络通信技术的发展，网络化虚拟仪器也应运而生，它是将虚拟仪器技术与网络通信技术相结合，从而实现网络化测量 本课题利用虚拟仪器开发平台Lab VIEW 和NI公司的数据采集卡设计了虚拟任意波形发生器和虚拟示波器虚拟任意波形发生器能够实现任意波形载入、增益控制、直流偏置调节、滤波器状态设置等功能虚拟示波器不但具有传统示波器的波形显示控制功能，而且还对传统示波器的功能进行了扩展，实现了参数自动测量显示、波形存储和频率响应分析等功能 最后，本文总结并以实例说明了Lab VIEW 实现网络通信的几种方法:TCP或UDP通信、Data Socket, Web Server及远程面板技术等关键词:虚拟仪器，Lab VIEW，任意波形发生器，示波器，Data SocketAbstractThe combination of computer technology and measure technology make a kind of new measure instrument--virtual instruments. Virtual instruments is a kind of instruments of functional meaning, it is composed of personal computer, hardware and applied software. The basic principle is the hardware acquires singles, then using the software to realize data displaying and measurement. Along with the development of communication and network technology, the networked virtual instruments appeared. Networked virtual instruments implement networked measurement, which is the outcome of virtual instruments integrate with network communication technology. Based on the software Lab VIEW of virtual instrument and data acquisition card of NI, the virtual arbitrary waveform generator and virtual oscilloscope are designed in this thesis. The virtual arbitrary waveform generator has such functions as arbitrary waveform loading, gain controlling, dc offset adjusting, filters setting up. The virtual oscilloscope not only has the functions achieved in traditional scope such as waveform display and control, but also achieves some expanded functions. For example, the parameters can be measured and displayed automatically, the waveform can be saved and the frequency response can be analyzed. Ultimately, this thesis sums up several means of Lab VIEW to realize communication through network such as TCP or UDP communication, Data Socket, Web Server and remote panels technology. Keywords: Virtual Instruments, Lab VIEV, Arbitrary Waveform Generator, Oscilloscope, Data Socket目 录第1章 绪论.........................................................11.1研究背景和课题的提出........................................11.2国内外研究现状综述..........................................11.3课题的主要工作和本文的主要内容..............................2第2章 虚拟仪器及其开发平台Lab VIEW.................................32.1 虚拟仪器....................................................32.1.1 虚拟仪器的概念........................................32.2.2 Lab VIEW的特点与应用..................................32.1.3 虚拟仪器的组成........................................42.1.4 虚拟仪器的分类、应用和发展方向.........................52.1.5 PXI模块化仪器平台.....................................82.2 虚拟仪器开发平台Lab VIEW....................................92.2.1 Lab VIEW简介..........................................92.2.2 Lab VIEW的特点与应用..................................92.2.3 Lab VIEW编程.........................................11第3章 虚拟任意波形发生器的设计....................................133.1 虚拟任意波形发生器简介.....................................133.2 虚拟任意波形发生器软件编程.................................133.2.1 虚拟任意波形发生器前面板设计.........................133.2.2 虚拟任意波形发生器程序框图设计.......................163.3 虚拟示波器简介.............................................163.4 虚拟示波器的软件编程.......................................173.4.1 虚拟示波器前面板设计.................................173.4.2 虚拟示波器的程序框图设计.............................18第4章 基于虚拟仪器的网络通信技术..................................204.1 网络化虚拟仪器.............................................204.2 Web Server及远程面板技术...................................214.2.1 Lab VIEW中的Web Server设置...........................214.2.2 发布前面板对象.......................................214.2.3 发布HTML文件........................................22结束语.............................................................25参考文献...........................................................26致谢...............................................................27 第一章 绪 论1.1 研究背景和课题的提出 20世纪80年代中期NI( National Instruments，即美国国家仪器公司)首先提出了“软件就是仪器"( The Software is the Instrument)这一基于计算机技术的虚拟仪器概念。

虚拟仪器由于其性价比、开放性等优势迅速地占领了市场，成为测控仪器新的经济增长点和发展方向同时随着网络技术的爆炸式发展，网络技术已渗透到各行各业网络技术在虚拟仪器中的具体应用就包括网上教学实验、远程数据采集与控制、高档测量仪器设备资源的远程实时调用、远程测试等新兴技术和产业网络化虚拟仪器己经成为21世纪虚拟仪器发展的重要方向，具有极大的市场潜力和应用前景总的来说虚拟仪器代表了仪器仪表的发展方向，而网络化的虚拟仪器则代表了虚拟仪器的发展方向，所以研究虚拟仪器及其网络化技术具有非常广阔的前景本课题在实验室的PXI模块化仪器平台下设计了虚拟任意波形发生器和虚拟示波器，并且在现有的网络资源基础上对虚拟仪器的网络通信技术进行了研究和应用1.2 国内外研究现状综述 近年来,世界各国的虚拟仪器公司开发了不少虚拟仪器开发软件，以便使用者利用这些仪器公司提供的开发软件编制测试软件，并组建自己的虚拟仪器或测试系统最早和最具影响的开发软件，是NI公司的Lab VIEW软件和Lab Windows/CVI开发软件Lab VIEW采用图形化编程方案，是非常实用的开发软件Lab Windows/CVI则是为熟悉C语言的开发人员准备的、在Windows环境下的标准ANSIC开发环境。

在虚拟仪器网络化技术方面，NI公司从软硬件两方面都提供了产品在Lab VIEW和Lab Windows/CVI中均提供了网络开发工具，如Lab VIEW Internet Developers Toolkit, Lab Windows Internet Developers Toolkit等利用它们可以较容易的实现各种网络通信功能，如:发送包含测控信息的电子邮件，将文件或数据传送到FTP服务器，利用浏览器浏览虚拟仪器，编写CGI程序实现服务器端操作等.这些开发工具包功能强大，。