Московский Педагогический Государственный Университет
Реферат на тему:
«Виртуальные приборы Lab VIEW»
Выполнил:
Студент5 группы
1 курса специальности
информационные технологии
в образовании факультета
Технологии и Предпринимательства
Стрельцов Алексей Валерьевич
Проверила: к.ф.-м.н., доцент
кафедры социальной и
педагогической информатики
Смольникова Ирина Алексеевна
Москва 2003
Рецензия
В работе рассмотрена универсальная система программирования – LabVIEW, которая также включает библиотеки функций и средств проектирования, разработанных определенно для сбора данных и инструментов управления и обработки данных.
|
|
|
|
Возможность восприятия и активного использования априорной и текущей информации об измеряемом объекте в процессе измерения величины. |
Достоинство |
|
Возможность выполнения предварительной идентификации объекта, процесса или величины с целью выбора адекватной измерительной процедуры и соответствующих аппаратных и программных средств. |
Достоинство |
|
Предварительное автоматическое планирование измерительного эксперимента путём оптимизации заданных показателей качества результатов измерений при заданных ограничениях. |
Недостаток |
|
Возможность автотестирования, самокалибровки и метрологического автосопровождения результатов измерений, т.е. оценки их погрешности в реальном масштабе времени с учётом реализованного алгоритма измерений |
Недостаток |
|
Возможность параметрической адаптации выбранного измерительного алгоритма к условиям внешней и внутренней ситуации. |
Недостаток |
|
Способность к самообучению. |
Недостаток |
|
Наличие интеллектуального пользовательского интерфейса между системой и оператором. |
Достоинство |
|
Возможность сжатия информации, содержащейся в результатах измерений и представление её пользователю в компактном и наглядном виде. Возможно также принятие некоторых решений. |
Достоинство |
LabVIEW
.
1. Введение.
Новые технологии измерений и МО на основе Виртуальных Измерительных Систем (ВИС).
Буквально за последние 5 лет на западе произошла революция в создании и разработке измерительных средств. Это в первую очередь связано с активным развитием компьютерных технологий применительно к технологиям измерений.
Основными достижениями революции в измерительных технологиях стали:
Так называемые DAQ - boards ( Data Acquisition Boards - Платы сбор данных) - измерительные модули, встраиваемые непосредственно в компьютер(ПК).
Специализированные измерительные интегрированные программные оболочки для сбора, обработки и визуального представления измерительной информации(например - LabVIEW).
LabVIEW программа называется Виртуальным Прибором ( ВП ) ( VI ), т.к. внешний вид и функциональность повторяет традиционный физический прибор, такой как осциллограф или мультиметр. LabVIEW содержит большой набор инструментов для сбора данных, обработки (анализа ), отображения и архивирования. В LabVIEW мы создаем интерфейс пользователя или лицевую панель ВП, используя многочисленные управляющие элементы и индикаторы. К управляющим элементам относятся лимбы, ручки регулировки, тумблеры, кнопки и т.д., к индикаторам – графики, лампочки и другие элементы отображения. LabVIEW особенно удобно использовать для связи с такими аппаратными средствами, как встраиваемые в персональный компьютер измерительными платами, платами захвата видеоизображения и управления движением, приборами, подключаемые к ПК через стандартные интерфейсы: GRIB (КОП), PXI, VXI, RS-232/485 и т.д.
Под Виртуальными Измерительными Системами понимается средство измерений, построенные на базе персональных компьютеров (ПК), встраиваемых в компьютер многофункциональных и многоканальных - плат, программно-управляемых внешних модулей предварительной обработки сигналов и приборов и специализированных измерительных интегрированных программных оболочек для сбора, обработки и визуального представления измерительной информации.
В отличие от традиционных средств, их функции, пользовательский интерфейс, алгоритмы сбора и обработки информации определяются пользователем, а не производителем. Эти средства называются Виртуальными по 2м основным причинам:
С помощью одного и того же аппаратного и программного обеспечения можно сконструировать систему, выполняющую совершенно различные функции и имеющую различный пользовательский интерфейс.
Управление такими системами, как правило, осуществляется через графический пользовательский интерфейс (Graphics User Interface - GUI) при помощи технологии Drag-and-Drop(“Перенёс и положил”) с использованием манипулирования мышью через виртуальные элементы управления, расположенные на виртуальных приборных панелях.
Такие системы компонуются с помощью Графического Программирования.
ВИС строятся на следующих типах аппаратного обеспечения:
Платы сбора данных (встраиваемые). Характерно наличие нескольких входов: 2-24,выходов:2-4, счётчиков/таймеров:1-2.Такие платы имеют программно управляемые коэффициенты усиления по различным каналам, частоте, напряжению и т.д.
Процессоры сбора данных: DAP - boards - те же платы но со встроенными :
Собственным процессором (Intel 80486, Intel Pentium)
Также сигнальные процессоры.
Программно-управляемые внешние модули предварительной обработки сигналов - SCXI-модули (обмен данными по шинам ISA, EISA).
Законченные программно-управляемые приборы, работающие в различных интерфейсах:
· RS-232
· IEEE488(2)
· VXI
· VME
· Q-bus
· Кабели, терминалы и другие сетевое и вспомогательное оборудование.
· ПК3
1.1.Программные компоненты ВИС:
Сетевые суперсреды - для функционирования на распределённых ИС.
Интегрированные измерительные оболочки. Их основные функции - сбор, обработка и визуальное представление информации. Существуют оболочки большой, средней и малой мощности.
Проблемно-ориентированные оболочки - для решения ограниченного круга измерительных задач.
Прикладные проблемно-ориентированные пакеты. Для расширения функциональных возможностей программных оболочек в конкретной предметной области.
Инструментальные пакеты - для расширения функциональных возможности виртуальных инструментов в той же среде.
Библиотеки драйверов. Часто поставляются в виде расширения обычных языков программирования.
Экспертные системы и БД.
Интерактивные проблемно-решающие средства( например - Math Lab).
Демонстрационно-обучающие программы.
Автоматизированные проектировщики ИС(DAQ Designer).
Необходимо отметить, что большим недостатком ВИС является то, что эти системы не оценивают погрешности. Проблема метрологического сопровождения не решена на сегодняшний день, но может быть реализована при помощи программных средств.
В данном реферате мы для понимания принципа построения ВИС более подробно рассмотрим инструментальный пакет LabVIEW фирмы National Instruments.
2. Что представляет из себя LabVIEW?
LabVIEW - прикладная программа разработки пользовательских приложений, очень схожая с языками C или БЕЙСИК, или National Instruments LabWindows/CVI. Однако, LabVIEW отличается от этих прикладных программ в одном важном отношении. Другие системы программирования используют текстово - ориентированные языки, для создания строк исходного кода программ, в то время как LabVIEW использует графический язык программирования, под кодовым названием "G", для создания программ в форме блок-схемы.
LabVIEW, подобно C или БЕЙСИКУ, является универсальной системой программирования с мощными библиотеками функций для различных задач программирования. LabVIEW включает в себя библиотеки инструментов для:
· сбора данных,
· обмен данными с устройства по GPIB (Многофункциональный Интерфейс фирмы HP) ,
· обмен данными с устройства по стандарту RS-232,
· анализа данных,
· представления данных,
· хранения обработанных данных на носителях различного типа.
LabVIEW также включает стандартные средства автоматического проектирования приложений, такие, что Вы можете устанавливать контрольные точки, представлять в виде стендовой модели выполнение Вашей программы, так, чтобы видеть, как данные проходят через программу шаг за шагом, чтобы упростить понимание происходящих процессов.
LabVIEW - универсальная система программирования, но также включает библиотеки функций и средств проектирования, разработанных определенно для сбора данных и инструментов управления и обработки данных. Программы LabVIEW названы виртуальными приборами (VIs), потому что их действия и внешний вид может имитировать реальные приборы. В тоже время, VIs подобны функциям стандартных языков программирования. Однако, VIs имеют ряд преимуществ перед функциям стандартных языков программирования:
VIs более наглядны, просты для конструирования измерительных модулей и взаимодействия с оператором,