基于LabVIEW的數(shù)據(jù)處理與仿真的研究開題報告

PAGEPAGE21哈爾濱石油學(xué)院學(xué)位論文開題報告姓名XXX學(xué)號專業(yè)電氣工程及其自動化設(shè)計領(lǐng)域論文題目基于LabVIEW的數(shù)據(jù)處理與仿真的研究導(dǎo)師哈爾濱石油學(xué)院論文題目基于LabVIEW的數(shù)據(jù)處理與仿真的研究研究方向論文選題來源計劃項(xiàng)目()、導(dǎo)師指定()、自選課題(√)、其他()論文形式產(chǎn)品研發(fā)（）工程設(shè)計（）應(yīng)用研究（√）工程/項(xiàng)目管理（）調(diào)研報告（）預(yù)計論文完成日期2015年5月20日學(xué)位論文主要內(nèi)容1、選題的工程背景、目的、工程應(yīng)用價值（1）背景：LabVIEW是一種程序開發(fā)環(huán)境，由美國國家儀器（NI）公司研制開發(fā)的，類似于C和BASIC開發(fā)環(huán)境，但是LabVIEW與其他計算機(jī)語言的顯著區(qū)別是：其他計算機(jī)語言都是采用基于文本的語言產(chǎn)生代碼，而LabVIEW使用的是圖形化編輯語言G編寫程序，產(chǎn)生的程序是框圖的形式。（2）目的：現(xiàn)有的虛擬儀器系統(tǒng)按硬件工作平臺主要可分為基于PC總線的虛擬儀器、基于VXI的虛擬儀器、基于PXI的虛擬儀器，所應(yīng)用場合不同各有其特點(diǎn)。虛擬儀器技術(shù)就是利用高性能的模塊化硬件，結(jié)合高效靈活的軟件來完成各種測試、測量和自動化的應(yīng)用。靈活高效的軟件能幫助您創(chuàng)建完全自定義的用戶界面，模塊化的硬件能方便地提供全方位的系統(tǒng)集成，標(biāo)準(zhǔn)的軟硬件平臺能滿足對同步和定時應(yīng)用的需求。這也正是NI近30年來始終引領(lǐng)測試測量行業(yè)發(fā)展趨勢的原因所在。只有同時擁有高效的軟件、模塊化I/O硬件和用于集成的軟硬件平臺這三大組成部分，才能充分發(fā)揮虛擬儀器技術(shù)性能高、擴(kuò)展性強(qiáng)、開發(fā)時間少，以及出色的集成這四大優(yōu)勢。（3）工程應(yīng)用價值：目前，NI已經(jīng)達(dá)到了每2個工作日推出一款硬件產(chǎn)品的速度，大大拓寬了用戶的選擇面：例如NI新近推出的新一代數(shù)據(jù)采集設(shè)備——先期推出的20款M系列DAQ卡，就為數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域設(shè)定了全新的標(biāo)準(zhǔn)。最后是用于集成的軟硬件平臺。NI提出的專為測試任務(wù)設(shè)計的PXI硬件平臺，已經(jīng)成為當(dāng)今測試、測量和自動化應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)平臺，它的開放式構(gòu)架、靈活性和PC技術(shù)的成本優(yōu)勢為測量和自動化行業(yè)帶來了一場翻天覆地的改革。由NI發(fā)起的PXI系統(tǒng)聯(lián)盟現(xiàn)已吸引了68家廠商，聯(lián)盟屬下的產(chǎn)品數(shù)量也已激增至近千種。PXI作為一種專為工業(yè)數(shù)據(jù)采集與自動化應(yīng)用度身定制的模塊化儀器平臺，內(nèi)建有高端的定時和觸發(fā)總線，再配以各類模塊化的I/O硬件和相應(yīng)的測試測量開發(fā)軟件，您就可以建立完全自定義的測試測量解決方案。無論是面對簡單的數(shù)據(jù)采集應(yīng)用，還是高端的混合信號同步采集，借助PXI高性能的硬件平臺，您都能應(yīng)付自如，這就是虛擬儀器技術(shù)帶給您的無可比擬的優(yōu)勢。2、國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀、發(fā)展動態(tài)虛擬儀器的概念最初是由美國國家儀器公司（NationalInstrumentsCorp，簡稱NI）于1986年提出，NI公司在80年代研制和推出了許多總線系統(tǒng)的虛擬儀器，后來，美國HP公司，Tektronic公司，Racal公司也在此方面有了很多進(jìn)展。虛擬儀器在國外發(fā)展很快，以NI公司為首的很多公司已經(jīng)在市場上推出了大量基于虛擬儀器技術(shù)的電子儀器產(chǎn)品。據(jù)“世界儀表及自動化”雜志預(yù)測，虛擬儀器在21世紀(jì)中期將占到儀器市場50%左右的份額。虛擬儀器在本世紀(jì)發(fā)展很快，大有取代傳統(tǒng)儀器的趨勢。近年來，世界很多公司推出了不少虛擬儀器軟件開發(fā)平臺，使儀器的使用者可以開發(fā)組建自己需要的虛擬儀器。其中，比較具有代表性的是NI公司LabVIEW平臺和Labwindows/CVI平臺。相比而言，Labwindows是為熟悉C語言的傳統(tǒng)軟件開發(fā)人員所設(shè)計的。作為一本新興技術(shù)，虛擬儀器在國內(nèi)尚屬于起步階段，但也初步取得了一些成果。國內(nèi)已有幾家廠家在開發(fā)研制虛擬儀器，在數(shù)據(jù)處理軟件方面做出了一些成就。比如測量結(jié)果的頻譜分析，快速傅里葉變換，各種數(shù)字濾波器，卷積分析，微積分等。我國在科學(xué)技術(shù)方面與世界頂級國家還有一定距離，我國的高檔儀器大部分還要依賴進(jìn)口，這種儀器往往價格昂貴，使用面窄，花很多的外匯只能起到有限的作用，因此，研究虛擬儀器對我國來說具有很重要的意義。開發(fā)虛擬儀器不僅可以實(shí)現(xiàn)儀器的自我生產(chǎn)，而且虛擬儀器易于改進(jìn)，提升性能，通過軟件和硬件的更換，還可以實(shí)現(xiàn)多方面的用途，大大提高了儀器的性價比。3、研究基礎(chǔ)本設(shè)計選用國內(nèi)外較為先進(jìn)的虛擬示波器軟件是美國NI公司的LabVIEW，使我們了解PC的測量系統(tǒng)組成及實(shí)現(xiàn),掌握基于LabVIEW虛擬儀器的基本概念和圖形化編程語言的基本知識，掌握LabVIEW在數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析處理等方面的基礎(chǔ)及實(shí)際應(yīng)用。4、擬采用的研究方案（包括技術(shù)路線、技術(shù)措施、技術(shù)關(guān)鍵）及可行性分析(1)技術(shù)路線：模擬儀器、分立式元件儀器、數(shù)字化儀器、智能儀器和虛擬儀器。(2)技術(shù)措施：(1)、配置NI-VISA，使用DriverDevelopmentwizard，安裝INF文檔，并安裝使用INF文檔的USB設(shè)備。使用NI-VISAInteractionControl對設(shè)備進(jìn)行測試，以證實(shí)USB設(shè)備已正確安裝，并獲得USB設(shè)備的各屬性值。(2)與NI-VISA相配合的LabVIEW模板中的VI子節(jié)點(diǎn)(3)USBRAW設(shè)備讀寫的操作次序(3)技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)：LabVIEW；Proteus；單片機(jī)；數(shù)據(jù)采集；信息處理，仿真(4)可行性分析：虛擬儀器技術(shù)已成為測試、工業(yè)I/O和控制和產(chǎn)品設(shè)計的主流技術(shù)，隨著虛擬儀器技術(shù)的功能和性能已被不斷地提高，如今在許多應(yīng)用中它已成為傳統(tǒng)儀器的主要替代方式。隨著PC、半導(dǎo)體和軟件功能的進(jìn)一步更新，未來虛擬儀器技術(shù)的發(fā)展將為測試系統(tǒng)的設(shè)計提供一個極佳的模式，并且使工程師們在測量和控制方面得到強(qiáng)大功能和靈活性。5、實(shí)踐/工作單位及開展的研究內(nèi)容（至少填寫一個單位）實(shí)踐/工作單位：(2)研究內(nèi)容:LabVIEW不僅在測試測量領(lǐng)域的應(yīng)用,而且具備開發(fā)應(yīng)用軟件能力。VegaPrime是國際上比較流行的虛擬現(xiàn)實(shí)仿真工具之一,具備強(qiáng)大的三維視景開發(fā)能力。本次設(shè)計的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)是基于LabvIEW和vegaPrime聯(lián)合開發(fā)的。本次設(shè)計首先介紹LabVIEW圖形化開發(fā)環(huán)境和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展，然后介紹數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計思想和軟件開發(fā)過程;分析三維實(shí)時顯示系統(tǒng)的設(shè)計方案,重點(diǎn)闡述LabVIEW下的軟件開發(fā)過程和模塊的設(shè)計實(shí)現(xiàn)。6、可能遇到的技術(shù)難題及解決辦法1、采集數(shù)據(jù)在graph如何顯示系統(tǒng)時間，并且隨著采集點(diǎn)數(shù)時間不斷刷新。

回答：有兩種方式，一種是采集波形數(shù)據(jù)然后輸出給graph，在graph上選擇顯示絕對時間，并且去掉ignoretimestamp選項(xiàng)。第二種是采集數(shù)據(jù)文件，然后用獲取時間的vi獲取當(dāng)前時間，然后把采集的數(shù)據(jù)文件和當(dāng)前vibuild成波形文件再給graph.graph的設(shè)置和前種方法一樣。這樣就可以顯示出時間雖采集點(diǎn)不斷刷新的效果。2、使用viserver技術(shù)，如何實(shí)現(xiàn)從一個vi打開運(yùn)行并讀取另一個vi中控件的值？

回答：

1）調(diào)用Openvireference.vi，輸入子VI的路徑到其VIPATH的端口；

2）調(diào)用IvokeNode.vi并設(shè)為OpenFP；

3）調(diào)用IvokeNode.vi并設(shè)為RunVI；

4）調(diào)用IvokeNode.vi并設(shè)為GetcontrolValue[Variant]；對ControlName端口填入子VI循環(huán)的停止按鈕控件名稱；GetControlValue[Variant]輸入端的值通過VariantToData.vi設(shè)為控件相對應(yīng)的控件類型后，輸出到前面板，這就可實(shí)現(xiàn)取VI控件的值；

5）最后調(diào)用CloseReference.vi關(guān)閉VIServer。7、預(yù)計成果可能達(dá)到的水平與結(jié)果利用LabVIEW開發(fā)上位機(jī)界面操作簡單、快捷，并且功能強(qiáng)大，使用者可以集中時間和精力用于實(shí)驗(yàn)的執(zhí)行，數(shù)據(jù)的分析及結(jié)論的總結(jié)上，而不用將大量的時間花費(fèi)在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)備的搭建上。因此LabVIEW既適合于科學(xué)研究，又適合于工程應(yīng)用。利用Proteus建立單片機(jī)仿真系統(tǒng)快速、方便，可以直觀運(yùn)行結(jié)果，在沒有目標(biāo)原型時就可以對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試、測試和驗(yàn)證，和實(shí)際工程應(yīng)用相接近。由此可以看出，在實(shí)際的項(xiàng)目開發(fā)中，先基于該兩種軟件建立一個數(shù)據(jù)采集仿真系統(tǒng)，可以有效驗(yàn)證項(xiàng)目設(shè)計的正確性，從而大大縮短開發(fā)時間，降低設(shè)計成本。8、工作總體安排與進(jìn)度計劃（1）工作總體安排：（2）進(jìn)度計劃：1．查閱文獻(xiàn)，翻譯英文資料，作開題報告第1周—第4周2．設(shè)計及仿真調(diào)試第5周—第13周3．撰寫畢業(yè)論文第14周—第15周4．總結(jié)、準(zhǔn)備答辯第16周—第17周指導(dǎo)教師意見校內(nèi)導(dǎo)師意見：校內(nèi)指導(dǎo)教師（簽字）：年月日開題報告論證會記錄1、選題的意義和實(shí)用價值；2、方案的科學(xué)性、可行性、先進(jìn)性及創(chuàng)新性的評價；3、擬采用的工作計劃、技術(shù)路線及計劃進(jìn)度等是否切實(shí)可行；4、具體建議和意見。記錄人（簽字）：