毕业设计（论文）-条干均匀度测试系统的数据采集与显示

条干均匀度测试系统的数据采集与显示第一章 绪 论1.1 课题研究的背景及意义条干均匀度是衡量纱条轴向粗细不匀程度、控制纱线质量的经典而又有效的重要指标之一。纱条均匀度测试是指在沿纱线长度方向对其粗细不匀程度的检测。纱条不匀，即粗细不匀疵病，作为评定纱线质量最为重要的指标，它不仅会导致纱线强度下降，还将直接影响染整和织造过程，而且对纺织最终产品的性能有直接影响。条干均匀度测试仪在我国纺织工厂中已广泛使用，并成为纱条均匀度评价分等及纱条不匀结构分析的主要手段。随着计算机语言、网络技术和现代测量技术的迅速发展，一种新型的先进仪器虚拟仪器成为当前测试系统研究的热点，充分利用数字处理技术来实现纱线质量的检测，具有准确、指标量化等优点。利用虚拟仪器构建实验平台，建立了一个直观性较好的条干均匀度测试系统，对实现纱线质量的自动化检测具有一定的应用价值，同时对提高纱线质量也具有重要的意义。本文研究的主要内容是纱线检测中的外观质量检测。本文提出了一种利用计算机图形化语言处理和分析技术对纱线进行质量检测和纱条粗细不匀分析的方法。目前,在这个项目的开发过程中，纱线尺寸的获取是将条干仪检测得到的，通过LabVIEW开发一套在线的数据采集与分析系统，定时采集系统工作的数据，并对这些数据进行保存和分析处理，实现构建灵活、层次体系明确、功能强大且人机界面友好的测控系统。系统的开发中采用了虚拟仪器的设计思想，丰富了采集系统在上位机分析处理的功能，并且充分利用虚拟仪器开发低成本、高效率等优点，提高了系统的集成度，缩短了开发周期。1.2 国内外研究的现状自从1970年瑞士乌斯待(Uster)公司推出USTER TESTER I纱线条干仪以来，技术不断改进，测试指标不断增加，功能不断增强，到目前为止，已经升级换代至USTER-4。新型USTERTESTER 4-SX 采用模块系统，便于客户使用能满足纺纱者的各种需求。其基本模块采用了最新发展的电容传感器，适于测试短纤纱，精度可以提高l0。改进的模块可实现光学测试毛羽，并采用两个完全新型的光学传感器测试如棉籽壳碎片、纱线形状和直径等参数。该系统能够显示机器元件缺陷造成的周期性错误。这个功能大大缩短了从检测到纠正错误的时间，提高了纱线质量，大大减少了废料，增强了客户的竞争力。 在中国，1987年前后分别推出了YGl3l(陕西宝鸡长岭)和GI33(苏州长风)型纱线条干均匀度仪，1993年至1995年分别鉴定YGI35和YGI33A型条干仪，技术水平和 UsTER-III相似或略低。到现在，UsTER 公司推出了全计算机型的USTER中国推出了全计算机型的YG135G、YGI36(长岭)、YGI33C(长风)，其中YG135G 型条干仪除了完全实现了UT全部技术指标和功能外还增加了偏移率门限曲线、线密度(+100+230)频率分布图和CV值水平和专家诊断分析系统，并对变异系数切段长度曲线实现了实时75点自动计算，显示了曲线细密弯曲变化，使电容条干测试分析系统的水平跃上了一个新的台阶。但是总体上来看，国内的产品与USTER相比，技术含量、稳定性、系统功能的可扩展、应用技术支撑等均有较大差距。进口仪器的售价约100万元左右(与附件、软件模块有关)，国产仪器售价约30万元左右。现代科技的发展，促进了电子技术、计算机技术和新型传感器技术的不断更新，使得纺织检测技术水平迅速提高，检测仪器的自动化程度也进一步提高和完善，然而现在仪器自动化程度的提高已经不像过去那样只是片面的强调效率，而更多地是为了提高检测质量、稳定性、灵敏度和易操作性。自动化控制从单机发展到了计算机联网，方便了数据的采集和管理，并大量采用先进的微电子技术、计算机技术及数字化技术。这些新技术的应用在国外主流纺织检测仪器上随处可见，如以上所介绍的USTER TESTER 4SX。我国研究、生产纺织检测仪器已有数十年的历史，纵观我国生产的纺织检测仪器绝大多数都是仿造国际已有的产品，再加上我国的生产制造水平不高，使得我国的纺织检测仪器很难在世界纺织检测仪器市场上占有一席之地。各个国家及相关企业把条干均匀度当作纺织专用测试仪器中的制高点来争夺。新型条干仪的研制成本在逐渐增加，如投入关键技术力量12人，耗费约70万元，历时5年时间研制出中国第一台条干仪，而电脑条干仪则耗费260多万元，历时3年半才完成，其中的主要原因在于：（1）没有研究平台，难以获得所需的基础数据；（2）外界力量较难介入，技术封锁和沟通困难，技术参数及数据接口不公开，无法进行二次开发；（3）所有仪器是面向企业用户的，测试时只能进行简单条件设置，技术研究困难较大；（4）综观国外的仪器，原来依靠硬件实现的功能指标，现在用软件代替，技术的可学习模仿性降低。所以，企业被迫研究开发核心技术，而此处恰恰是国内许多企业的弱项，这和产业化研究不足有关。我国研制全数字化纱条条干均匀度测试仪与研究平台,意义重大:1)条干仪若以计算机为平台，从数据的采集，到数据的处理和最终的显示都用计算机软硬件来实现，并使软硬件模块化，可以带来制造成本的下降、精度的提高、处理上的灵活性、功能上的强大性，使用上的易操作性和友好性、维护上的方便性、需求上的易扩展性；(2)原始数据可以保存到计算机，以后可不断的被利用，根据不同的算法由软件得到指标，方便数据处理技术的研究及相应算法模块的更新，意味着条干仪的更新；(3)研究平台(又称虚拟仪器)的建立，意味着研究环境的开放，仪器本身具有自己的促生能力。它不但能满足研究的需要，具备对不同条件下测试结果的对比能力，优选技术方案，而且会促生新的条干测试仪，快速形成产业化。1.3 虚拟仪器(virtual instrument)技术传统仪器一般是一台独立的装置。从外观上看，它一般有操作面板、信号输入端口、检测结果输出这几个部分。从功能方面分析传统仪器可分为：信号的采集与控制、信号的分析与处理、结果的表达与输出等。传统仪器的功能都是通过硬件（或固化的软件）来实现的。这种框架结构决定了它只能由仪器厂家来定义、制造，而且功能和规格都是固定的，用户无法随意改变其结构和功能。虚拟仪器，是现代计算机技术、通信技术和测量技术相结合的产物。研究涉及的基础理论主要有计算机数据采集和数字信号处理。虚拟仪器是通过应用程序将通用计算机与功能模块硬件结合起来的一种全新的测控仪器系统。用户通过显示器友好的图形界面操作计算机，完成对被测试量的数据采集、分析、判断、显示、存储等整套测试工作，如同操作一台自行定义与设计的专用传统仪器一样，大大减小了仪器硬件的成本和体积，并通过软件实现数据的显示、存储以及分析处理。可以看出，软件是虚拟仪器的核心，“软件就是仪器”从本质上反映了虚拟仪器的特征。图1-1反映了常见的虚拟仪器方案。图1-1 反映了常见的虚拟仪器方案虚拟仪器与传统仪器比较(表)，它具有所需的硬件少、购置费用低、可重复利用；仪器的关键在软件，可自行定义、技术更新快、开发与维修费用低、系统开放、方便与外设、网络连接等一系列的优点。因此,虚拟仪器技术备受各国关注，被广泛应用于测量、监控、检测、电信及教育等各个领域，目前正朝着总线与驱动程序标准化；硬、软件模块化，硬件模块即插即用；软件编程平台图形化及通用化、智能化和网络化方向发展。传统仪器虚拟仪器功能由仪器厂商定义功能由用户自己定义与其它仪器设备的连接十分有限可方便地与网络外设及多种仪器连接图形界面小，人工读取数据，信息量小界面图形化、计算机直接读取数据并分析处理数据无法编辑数据可编辑、存储、打印硬件是关键部分软件是关键部分价格昂贵价格低廉，仅是传统仪器的五至十分之一系统封闭、功能固定，可扩展性好基于计算机技术开放的功能模块可构成多种仪器技术更新慢技术更新快开发和维护费用高基于软件体系的结构可大大节省开发费用表1-1 传统仪器和虚拟仪器的对比虚拟仪器从20世纪70年代提出智能仪器的概念到目前技术的日趋成熟,体现了计算机技术对传统工业的革命。要保证虚拟仪器具备与传统仪器匹配的实时处理能力和可靠性,很重要的一点是取决于传输测量数据的总线结构。在虚拟仪器中，其分析功能是由计算机来完成的或由计算机来控制的，因此，接口、总线的速度和可靠性是关键。总线的出现，使得虚拟仪器设计有了一个高可靠性的硬件平台。当然，采用普通PC总线，尤其是工业PCI总线的虚拟仪器也在不断发展，这类虚拟仪器主要面向工业控制，过程监测和实验室应用。我们这套系统就是建立在PCI总线的基础上。随着科学技术的进步，计算机技术的飞速发展，传统仪器已不能适应现代监测系统的要求，虚拟仪器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，从而使测控仪器发生了一场巨大的变革。1.4 课题分析与总体设计1.4.1 本文主要内容本文主要从硬件和软件的设计两方面进行开发，硬件方面主要是利用现有的高精度电容式条干检测电路和NI-PCI-6024E数据采集卡连接；在软件方面，利用LabVIEW（G语言）开发了一套上位机软件。一、利用NI公司的PCI-6024E型数据采集卡与电容式条干仪构建数据采集电路；二、开发PC机的上位机软件。利用NI公司的LabVIEW做为软件平台，开发了一套应用软件；三、在对数据的管理方面，利用LabSQL模块使得采集的数据能够利用数据库进行管理，很好的提高了数据的管理功效。1.4.2主要技术指标测试系统的主要技术指标：1.传感器信号采集，PCI采集卡选用NI公司的PCI-6024E，精度达到12位；2.完成传感器电压信号A/D转换，访问LabSQL模块使得采集的数据能够利用数据库进行管理；3.数据的分析与查询； 4.界面的制作，报表数据打印；5.研究在LabVIEW8.0的环境下实现软件打包，包括EXE文件和INSTALL文件包，使测量系统脱离环境安装打包；这项设计在LabVIEW6.X和LabVIEW7.X的环境下是可以实现的，在LabVIEW8.0环境中模块的功能将更强大和完善。1.4.3系统的总体设计根据测试要求，系统由条干检测电路、信号条理电路、数据采集卡和计算机主机等电路构成,系统框图如图1-2所示。图1-2 系统结构图利用电容检测原理测试纱条条干不匀， 当被测试样以规定的速度通过电容传感器时会引起介电常数的变化，从而导致电容量变化，由处理电路转换为线密度变化引起传感器平行极板电容量与线密度变化相对应的信号电压的变化，再经放大、A/D转换后进入计算机专用软件管理系统，经运算处理后将试样线密度不匀以曲线、数值、波谱等形式输出。虚拟仪器的研究中涉及的基础理论主要有计算机数据采集和数字信号处理。目前在这一领域内，使用较为广泛的是美国NI公司推出的虚拟仪器（LabVIEW）开发平台（语言）。至今已推出好多版本，本设计采用的是LabVIEW 8.0G语言（计算机图形化语言）处理和分析技术对纱线质量和纱条粗细不匀进行检测。第二章 系统的数据采集2.1 条干概述1.形成条干不匀的原因由于纤维原料性质差异而形成纱条不匀。各种天然纤维在长度、细度或其他性能方面都存在着不均匀性，经同一机械和工艺加工就会造成差异，形成不匀。由于纤维随机排列而产生纱条不匀。根据短纤维纺纱原理，理想纱条可以假设由纤维随机排列而组成，这种随机排列的纱条具有一定的不匀率，称为随机不匀率，数值与纱条截面中的平均纤维根数的平方根成反比，纤维根数少时随机不匀将增大。由于纺纱工艺参数选择不良而产生纱条不匀。例如牵伸机构隔距、加压等工艺参数选择不当，造成对纤维运动控制不良，就会产生节粗节、细节现象，形成粗细不匀。由于纺纱机械缺陷所产生的纱条不匀。如罗拉或皮辊偏心、齿轮缺损等，会使纱条产生明显的周期性不匀，常呈粗细起伏的波浪变化，波长较短的称短片段不匀，长的称长片段不匀。一般，前纺机械产生的短片段不匀，由于牵伸变长，在纱线中呈现长片段不匀；细纱机上所产生的不匀，是短片段不匀。2.条干测定方法条干均匀度检测通常有切段称重法、黑板条干目测法和仪器检测法三种。切段称重法可用于各道半制品和细纱；黑板条干目测法主要用于细纱；仪器检测法又可分为电容式检测和机械式检测两种。电容式检测适用于条子、粗纱和细纱，机械式检测仅适用于条子和粗纱。电容式条干法测得结果对于鉴定纱样的质量、分析纱样结构和特征以及判断产生条干不匀的原因有着重要的作用，如果仪器装有专家分析系统，可以进一步提高仪器使用价值。.切段称重法：该方法是测定纱条粗细不匀的最基本、最简便的方法。把纱条按规定长度切段，并分别称重，然后计算不匀率指数。所取的片段长度和片段数量，视实际生产情况和试验精度要求而定。这个方法的缺点是测试计算工作量太大，耗时较多。因此，这种方法仅对要求准确度较高的研究工作或校正其它测定不匀率仪器的读数时才被应用。.黑板条干目测法：是生产中常用的检查和评定细纱条干水平的方法。将细纱以相等的间隔均匀地绕在长方形（或梯形）黑板上，可以直观分析细纱不匀的构成情况，对照标样对细纱条干进行评级。分级标准和取样评定方法各国有所不同。黑板目测法对黑板规格、检验时光照、观察距离等均有一定要求。目测法虽然具有操作简便、投资少等优点，但也存在着一些不足。目测的棉结是由许多根纤维扭结在一起才能被目力辨认的纤维团，取决于光线照度、测试人员的眼力和操作经验。棉结单个间的大小差异较大，由于人眼分辨率的限制，许多客观存在的细小棉结不能被目测计数，检测的结果因人而异，不能完全反映棉结的真实情况。目测法检测数据的准确、稳定和一致性欠佳。.仪器检测法：电容式均匀度试验仪适用于测试各种短纤维纺制的条子、粗纱和细纱的条干不匀率。对于长丝，须加装假拈装置以消除纱条“截面效应”（即由于纱条截面形态在检测电容槽间的变异而引起的检测误差）。应用电容式均匀度仪测试纱条不匀率时，能同时测定细纱的细节、粗节和结杂数，此外，还能对纱条不匀的构成进行谱分析,画出波谱图,以显示纱条中显著周期不匀。根据波谱图可以寻找各工序中产生疵病的原因，加以改善或排除。应用电容式均匀度仪所测定纱条的不匀率,可用平均差系数不匀率U值或均方差系数不匀率CV值来表示。机械式均匀度试验仪适用于测试条子和粗纱的条干不匀。将条子或粗纱放入一定规格的凹槽内，上面加有一定压力，测定纱条的厚度变化。不匀率常用每米纱条内平均极差系数来表示。因极差系数不能表示纱条不匀结构的组成，所以很少利用。本系统硬件采用电容式检测法，下面介绍YG135C型电容式条干均匀度仪。2.2 YG135C型电容式条干均匀度仪YG135C型条干均匀度仪是采用虚拟仪器结构形式的新一代条干均匀度测试仪, 它的电气结构原理图如图2-1所示：图2-1 YG135C电气结构原理图本次系统实验时使用的是YG135C型电容式条干均匀度仪,仪器由自动移纱机构、传感头、电机控制以及电源指示构成。实物图如下:电机控制旋转轮移纱机构传感头电源指示图2-2 YG135C型电容式条干均匀度仪2.2.1 电容式测试的工作原理对于平行极板电容器,在两个极板上施加电压V后,集聚电荷Q的值为: （2-1）其中为电容器的电容。在电压保持稳定的前提下,电量随电容的变化而变化。电容的值取决于两极板的参数和相对位置及极板间电介质的电容率。如图2-3 所示，有一极板面积为S、间距为L 的平行板电容器，如忽略其边缘效应， 在没有纱条时，电容量为： （2-2）式中： 真空电容率（真空介电常数)。如果将纱条垂直于电场放入电容传感器之中，并且充满度很小不会引起电场畸变时， 其电容量为： （2-3）式中： 纱条相对电容率； 纱条电容率。设纱条直径为,如果 Tools Palette”操作。图3-1 LabVIWE的工具模板工具模板中各种不同的工具的图标及其相应的功能如下：自动/手动选择切换。当按下自动选择按钮，鼠标经过前、后面板的对象时，系统会自动选择工具模板中相应的工具，方便用户操作。当用户选择手动时，需要手动选择工具模板中的相应工具；：操纵工具，用来操纵前面板中的控制器和指示器。当用它指向数值或者字符量时，它会自动变成标签工具；：位置、尺寸、选择工具，用来选取对象，改变对象的位置和大小；：标签工具，用于输入标签文本或者创建标签；：连线工具，用于在后面板中连接两个对象的数据端口。当用连线工具接近对象时，会显示出其数据端口以供连线之用。如果打开了帮助窗口，那么当用连线工具置于某连线上时，会在帮助窗口显示其数据类型；：对象弹出菜单工具，当用该工具单击某对象时，会弹出该对象的快捷菜单；：滚动窗口工具，使用该工具，无须滚动条就可以自由滚动整个图形；：断点工具，在调试程序过程中设置断点；：探针工具，在代码中加入探针，用于调试程序过程中监视数据的变化；：取色工具：从当前窗口中提取颜色；：颜色设置工具，用来设置窗口中对象的前景色和背景色。2.前面板设计工具控件模板控件模板中包括了用来创建前面板对象的各种控制量和显示量，是用户设计前面板的工具，LabVIEW8.0中的控件模板如图3-2所示。 图3-2 LabVIEW8.0的控件模板 图3-3 LabVIEW8.0的函数模板3.框图程序设计工具函数模板与控件模板相对应的函数模板主要用于对VI后面板的设计。在函数模板中，按照功能分门别类地存放着一些函数、VIs和Express VIs。LabVIEW8.0的函数模板如图3-3所示。而在本设计中采用得最多的函数模板就是Mathemaatics子模版。LabVIEW8.0的函数模板中的信号处理子模板如图3-4所示。图3-4 LabVIEW8.0的函数模板中数学运算子模板3.3 局部变量和全局变量LabVIEW通过数据流驱动的方式来控制程序的运行，在程序中用连线连接多个控件，以交换数据。这种驱动方式和数据交换方式在某些情况下可能会遇到麻烦，例如程序复杂时，连线会非常混乱，其结果是导致程序的可读性变得很差，有些时候甚至影响程序的正常工作以及程序员对程序的调式和管理。另外，仅仅依靠连线也无法进行两个VI程序之间的数据交换。LabVIEW中的局部变量和全局变量在某种程度上可以解决上述问题，因而在LabVIEW程序设计中具有重要意义。1.局部变量局部变量主要用于程序内部传递数据，它既可以作为控制量向其他对象传递数据，也可以作为显示量接收其他对象传递过来的数据，在LabVIEW中，建立局部变量的方式有两种，下面分别介绍。第一种方式是直接在函数模版中的Structure子模版中选择Local Variable，并放置在后面板上，形成一个还没有被赋值的局部变量，图标为。第二种方式是在后面板中已有的对象上面单击鼠标右键，从弹出的快捷菜单中选择Create Local Variable，构成这个对象的局部变量。从某种意义上讲，局部变量是它所代表的对象的替身，可以用于传递这个对象的数据。局部变量既可以是控制量也可以是显示量，如果想要将一个显示量的局部变量变成控制量，只需要在局部变量上单击鼠标右键，从弹出的快捷菜单中选择Change to Read；反之，则需要在快捷菜单中选择Change to Write。2.全局变量前面介绍了局部变量的建立和使用方法，局部变量通常用于程序内部的数据传递，对于程序间的数据传递就无能为力了，而全局变量可以解决在LabVIEW的程序间传递数据的问题。创建全局变量的方法有两种，第一种方法是在LabVIEW的新建菜单中选择Global Variable，如图3-5所示，单击“OK”按钮后可以打开设计全局变量窗口，如图3-6所示，这是一个没有后面板的LabVIEW程序，也就是说它仅仅是一个盛放前面板中控件的容器，没有任何代码，编辑后保存成为一个VI，便建立了一个全局变量；第二种方法是用LabVIEW函数模版中的Structure子模版，从中选择Global Variable并放置在程序的后面板，在后面板生成图标，双击图标便可打开如图3-7所示的编辑窗口，在这里可以编辑该全局变量。图3-5 新建一个全局变量 图2-7 编辑全局变量 图2-7 调用全局变量3.4 结构化与面向对象的程序设计LabVIEW8.0提供了多种方式用于程序的流程控制，包括顺序结构、分支结构、循环结构、公式节点、反馈节点以及定时循环，这些方式具有结构化特征，也正是这些用于流程控制的机制使得LabVIEW的结构化程序设计成为了可能。同时，LabVIEW也支持事件结构这种具有面向对象特征的程序流程控制方式，利用这种方式，用户可以将程序设计的重点放在对各种事件的响应上面。流程的控制被大大简化。综合应用这两种方式，可以提高程序设计的效率，高效地完成LabVIEW的程序设计。在LabVIEW8.0中，用于程序流程控制的函数、VIs及Express VIs位于函数模板中的Ececution Control和Structure子模板中。两个子模板分别如图3-8和图3-9所示。 图3-8 函数模板中的Execution Control子模板 图3-9 函数模板中的Structure子模板1.循环结构在LabVIEW中有两种类型的循环结构，分别是For循环和While循环。他们的区别是For循环在使用时要预先指定循环次数，当循环体运行了指定次数的循环后自动退出；而While循环则无须指定循环次数，只要满足循环退出的条件便退出相应的循环，如果无法满足循环退出的条件，则循环变为死循环。如图3-10所示，为For循环。如图3-11所示，为While循环。 图3-10 LabVIEW中的For循环框图 图3-11 LabVIEW中的Whlie循环框图2.分支结构如同C语言中的Case语句，在LabVIEW中也有分支结构Case Structure。在LabVIEW中的分支结构是一系列框图，每个框图中都有一段代码，根据某种条件（多数情况下是根据变量的不同取值）决定执行哪个框图的内容。LabVIEW中的Case Structure 位于函数模板中的Structure子模板中。如图3-12所示。图3-12 LabVIEW中的分支结构3.顺序结构结构化的基于文本的语言（例如C语言），是按照代码的先后顺序编译、执行，而基于图形方式、以数据流驱动的LabVIEW则不同。在LabVIEW中，只要某一个数据节点所需要的输入数据都已经到位，则这个节点开始执行，那么假如我们需要某个节点一定要在另一个节点后面执行则可以使用顺序结构。LabVIEW提供了两种顺序结构函数，分别是Stacked Sequence Structure和Flat Sequence Structure，位于函数模板的Structure子模板中。两种顺序结构函数如图3-13所示 图3-13 LabVIEW8.0中的两种顺序结构4.公式节点在用户的程序中，往往需要比较复杂的数学运算，在LabVIEW中可以有多种方式来实现。例如，使用分立的数学函数、使用Formula Express VI以及使用公式节点，这三种方式各有利弊，适用于不同的情况。分立的数学函数适用于数学计算量相对比较少的数学运算，Formula Express VI适用于程序比较复杂，计算量相对比较大，需要程序简洁的场合，而公式节点则适用于数学计算量较大，却又需要运算一目了然、可读性强的情况。5.反馈节点Feedback Node（反馈节点）的功能是在While循环或者For循环中，将数据从一次循环传递到下一次循环，从这一点来讲，反馈节点的功能和循环结构中的移位寄存器的功能非常相似。因而，在循环结构中这两种对象可以相互代替使用。3.5 事件结构与面向对象的程序设计LabVIEW的程序设计主要是基于一种数据流驱动的方式进行的，这种驱动方式的含义是，将整个程序看做一个数据流过的通道，数据按照程序流程从控制量到显示量流动。在这种结构中顺序、分支和循环等流程控制函数对数据流的流向起着十分重要的作用。数据流驱动的方式在图形化的编程语言中有其独特的优势，这种方式可以形象地表现出图标之间的相互关系以及程序的流程，使得程序流程简单、明了，结构化特征很强。但是数据流驱动的方式也有其缺陷和不尽完善的地方，这就是由于它过分依赖程序的流程，使得很多代码用在对其流程的控制上，这在一定程度上增加了程序的复杂性，降低了其可读性。“面向对象技术”的诞生使得这种局面得到改善。“面向对象技术”引入的一个重要概念就是“事件驱动”的方式。在这种驱动方式中，系统会等待并响应用户或其他出发事件的对象发出消息，并对这种消息做出响应，这时，用户就不必花费很大的精力，在研究数据流的走向上面，而把主要的精力花在编写“事件驱动程序”即对事件进行响应上。这在一定程度上减轻了用户编写代码进行程序流程控制的负担。正是基于上面的原因，LabVIEW引入了“事件驱动”的机制。在LabVIEW中，如果需要进行用户和程序间的互动操作，可以用事件结构实现。使用事件结构，程序可以响应用户在前面板上面的一些操作，例如按下某个按钮、改变窗体大小推出程序等。LabVIEW 中的事件结构位于函数模板中的Stucture子模板中，和其他几种具有结构化特征，用数据流驱动的用于程序流程控制的机制不同，事件结构具有面向对象的特征，用事件驱动的方式控制程序流程。结构化与面向对象相结合的方式使得LabVIEW对程序流程的控制变得非常灵活。3.6 LabVIEW应用程序的构成在LabVIEW环境下开发的应用程序称之为VI(Virtual Instrment)。VI是LabVIEW的核心，由一个人机交互的界面前面板（front panel）和相当于源代码功能的框图程序后面板（Diagram）以及图标/连结器(icon/connector)三部分组成。(1)前面板(front panel)在LabVIEW中，前面板是虚拟仪器VIs的图形用户界面，在这一界面上有控制量 (controls)和显示量(indicators)两类对象，用来接收用户的输入以及显示程序的输出图。在前面板中，控制量(controls)模拟了仪器的输入装置并把数据提供给VI的框图程序；而显示量(indicators)则是模拟了仪器的输出装置并显示由框图程序获得或产生的数据。它们的外观和实际仪器对应元件的外观几乎一样，因此，计算机屏幕所显示的就像一台实际仪器的前面板，既直观又友好。 图3-14所示是一个随机信号发生和显示的简单VI是它的前面板，上面有一个显示对象，以曲线的方式显示了所产生的一系列随机数。还有一个控制对象开关，可以启动和停止工作。显然，并非简单地画两个控件就可以运行，在前面板后还有一个与之配套的流程图。显示对象（输出）控制对象（输入）图3-14 随机信号发生器前面板（2）后面板（block diagram）后面板又称代码窗口或流程图，是VI图形化的源程序，在流程图中可以使用G语言对VI编程，以控制和操纵定义在前面板上的输入和输出等功能。框图中可以包括内部的虚拟仪器库函数(function)、结构(structure)，还可以包括与前面板上的控件、指示器有关的接线端子(terminal)图。图3-15是与图3-14对应的G语言程序框图。我们可以看到G语言程序框图中包括了前面板上的控制量和信号发生器的连线端子，我们可以看到流程图中包括了前面板上的开关和随机数显示器的连线端子，还有一个随机数发生器的函数及程序的循环结构。与前面板对应的连线端子与前面板对应的连线端子结构：WHILE循环函数：基本信号发生器 图3-15 随机信号发生器的流程