虛擬儀器設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計任務(wù)書

1、華東交通大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院虛擬儀器設(shè)計課程設(shè)計任務(wù)書學(xué)生姓名：學(xué)號：一、設(shè)計題目（脈搏采集軟件設(shè)計）二、設(shè)計目的和要求通過對虛擬儀器的設(shè)計，了解虛擬儀器設(shè)計的基本原理及常用的對象使用方法；通過設(shè) 計一臺虛擬式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、圖形識別系統(tǒng)、通過串口、并口控制、測溫系統(tǒng)、轉(zhuǎn)速測量系 統(tǒng)等，了解虛擬儀器數(shù)據(jù)采集卡的使用及設(shè)置，并口或串口的數(shù)據(jù)傳輸，了解虛擬編程中如 何驅(qū)動非NI公司的數(shù)據(jù)采集卡或電腦中常用的聲卡，學(xué)會把外界物理信號采集到計算機(jī)并 進(jìn)行簡單分析或者通過虛擬儀器產(chǎn)生符合要求的信號并通過聲卡輸出或者學(xué)會利用NI的 ELVIS系統(tǒng)設(shè)計簡單的測量軟件。加深虛擬儀器知識、單片機(jī)的了解，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用虛

2、擬儀 器思想解決工程實際問題的能力。二、設(shè)計內(nèi)容詳細(xì)要求：虛擬示波器：采用聲卡作為數(shù)據(jù)采集卡，將信號發(fā)生器輸出的常見信號采 集到計算機(jī)中，所編虛擬軟件要求能夠?qū)Σ杉降男盘栠M(jìn)行顯示及頻譜分 析（如給出頻率，幅值等）。虛擬信號發(fā)生器：通過虛擬儀器編程產(chǎn)生滿足要求的常見信號（要求該信 號應(yīng)可通過程序前面板由用戶自行設(shè)置）并通過聲卡輸出到數(shù)字示波器中 觀察。虛擬條碼識別系統(tǒng)：設(shè)計一條碼識別系統(tǒng)，通過程序驅(qū)動普通聊天用的攝 像頭，采集任何一本書上的條碼圖片，對條碼圖片進(jìn)行識別，顯示條碼號。（使用IMAQ Vision工具包識別圖片，利用NI的攝像頭補(bǔ)丁程序驅(qū)動攝 像頭）虛擬顯示儀設(shè)計：設(shè)計一臺基于虛擬

3、儀器技術(shù)的顯示儀器，利用單片機(jī)發(fā) 送信號，計算機(jī)串口采集單片機(jī)信號在計算機(jī)上顯示。虛擬輔助實驗系統(tǒng)：設(shè)計的虛擬儀器要求可以讀出給出的兩路信號，信號 數(shù)據(jù)已用文本文檔保存，并且對讀出的兩路信號做頻譜，概率密度函數(shù)， 倒頻譜等，并給出幅值、周期及其它指標(biāo)。虛擬八位二進(jìn)制LED并口顯示系統(tǒng)設(shè)計：設(shè)計的虛擬儀器要求通過計算 機(jī)并口控制LED進(jìn)行顯示，在儀器中輸入任意的十六進(jìn)制數(shù)實時的顯示 出：0123456789ABCDEF 等字段。虛擬八位二進(jìn)制LED串口顯示系統(tǒng)設(shè)計：設(shè)計的虛擬儀器要求通過計算 機(jī)串口控制LED進(jìn)行顯示，在儀器中輸入任意的十六進(jìn)制數(shù)實時的顯示 出：0123456789ABCDEF

4、等字段。溫度控制系統(tǒng)設(shè)計：使用LabVIEW開發(fā)環(huán)境和PCI-6251DAQ卡、溫度傳 感器加外圍電路，測量和顯示外部溫度變化，并控制風(fēng)扇和加熱絲進(jìn)行相關(guān) 操作，使一定空間范圍內(nèi)的溫度保持基本恒定。脈搏采集軟件設(shè)計：使用LabVIEW開發(fā)環(huán)境和PCI-6251DAQ卡、壓電傳 感器，實現(xiàn)對人體脈搏的采集，顯示每分鐘心臟跳動的次數(shù)。多功能數(shù)字濾波器仿真軟件設(shè)計：使用LabVIEW開發(fā)環(huán)境，編寫多功能數(shù) 字濾波器仿真程序，要求實現(xiàn)盡可能多地實現(xiàn)濾波器功能。糧倉管理系統(tǒng)設(shè)計：（1）一個糧倉系統(tǒng)有五個獨(dú)立的糧倉，假設(shè)糧倉中各有 一個控制節(jié)點(diǎn)，用來測量其內(nèi)部溫度及濕度，并有兩個執(zhí)行機(jī)構(gòu)，分別用于 打開通

5、氣窗口及打開風(fēng)扇。（2）假設(shè)五個糧倉的數(shù)據(jù)都匯聚在一個集中節(jié)點(diǎn)， 該節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)傳至上位監(jiān)控計算機(jī)（串行口）。（數(shù)據(jù)協(xié)議自定，要將五個節(jié) 點(diǎn)區(qū)分開）（3）設(shè)計一個監(jiān)控界面，用于實時監(jiān)控五個糧倉的實時數(shù)據(jù)。并 保留每天的數(shù)據(jù)?？梢园慈掌诩爸付ǖ募Z倉來查詢數(shù)據(jù)，并顯示歷史曲線。（4） 用戶可以設(shè)置報警線，當(dāng)溫度超過報警線時，要求下傳數(shù)據(jù)，啟動相應(yīng)的執(zhí) 行機(jī)構(gòu)。并在控制面板中有所顯示。（5）要求用實際串口完成。（可以在另一 個電腦上用串口調(diào)試助手，模擬集中節(jié)點(diǎn)）利用聲卡的數(shù)據(jù)采集與輸出：（1）通過話筒，利用聲卡采集一段聲音；（2） 顯示該段聲音的頻率分析，分析特點(diǎn)，并存儲起來；（3）試著根據(jù)存儲的聲

6、音特色，區(qū)別不同的人；（4）存儲不同的聲音，利用聲卡實現(xiàn)回放。動態(tài)分析儀：（1）設(shè)計一個典型系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)的過渡過程的分析儀。（2） 輸入為：單位階躍、單位斜坡、單位加速度、脈沖輸入、正弦。（3）系統(tǒng)為 典型的一階系統(tǒng)和二階系統(tǒng)。相關(guān)參數(shù)可調(diào)；（4）當(dāng)用戶在主界面輸入不同 的輸入及系統(tǒng)時，要求輸出其動態(tài)響應(yīng)的時域及頻域分析。（5）如果在上述 系統(tǒng)中加入延時環(huán)節(jié)（延時時間可調(diào)），對應(yīng)的動態(tài)響應(yīng)應(yīng)如何？串口調(diào)試助手：（1）串口可選；（2）波特率可調(diào)；（3）串口通訊方式可調(diào)（9 位還是11位）；（4）校驗方式可選（奇校驗 偶校驗）；（5）設(shè)計界面要標(biāo)準(zhǔn)幅度調(diào)制系統(tǒng)的設(shè)計：根據(jù)所學(xué)的幅度調(diào)制的知識并參考相關(guān)教材，用 LabVIEW編寫幅度調(diào)制的仿真程序。要求程序能明白展示、演示幅度調(diào)制中 各個環(huán)節(jié)、參數(shù)。設(shè)計程序界面美觀，易于操作。手勢控制器設(shè)計：選用單光束反射取樣式光電傳感器作為手勢控制器的主要 元件，設(shè)計能夠?qū)崿F(xiàn)手勢控制指令的基本硬件原型，并用 LabVIEW、DAQ 卡實現(xiàn)手勢信號的采集與識別。前面板上要設(shè)置必要的控件對象以設(shè)置相應(yīng)參數(shù)。設(shè)計界面要美觀，程序可讀性好。三、設(shè)計進(jìn)度安排設(shè)計時間總計2周課程設(shè)計任務(wù)及要求講解（0.5天）設(shè)計任務(wù)分析及查找資料（1.5天）程序編制及調(diào)試（5.5天）設(shè)計說明書撰寫（2天）答辯（0.5天）四、設(shè)計任務(wù)書應(yīng)包括的主要內(nèi)容目錄 設(shè)計題目任務(wù)分