基于LabVIEW的数据处理与仿真的研究开题报告

PAGEPAGE21哈尔滨石油学院学位论文开题报告姓名XXX学号专业电气工程及其自动化设计领域论文题目基于LabVIEW的数据处理与仿真的研究导师哈尔滨石油学院论文题目基于LabVIEW的数据处理与仿真的研究研究方向论文选题来源计划项目()、导师指定()、自选课题(√)、其他()论文形式产品研发（）工程设计（）应用研究（√）工程/项目管理（）调研报告（）预计论文完成日期2015年5月20日学位论文主要内容1、选题的工程背景、目的、工程应用价值（1）背景：LabVIEW是一种程序开发环境，由美国国家仪器（NI）公司研制开发的，类似于C和BASIC开发环境，但是LabVIEW与其他计算机语言的显著区别是：其他计算机语言都是采用基于文本的语言产生代码，而LabVIEW使用的是图形化编辑语言G编写程序，产生的程序是框图的形式。（2）目的：现有的虚拟仪器系统按硬件工作平台主要可分为基于PC总线的虚拟仪器、基于VXI的虚拟仪器、基于PXI的虚拟仪器，所应用场合不同各有其特点。虚拟仪器技术就是利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。灵活高效的软件能帮助您创建完全自定义的用户界面，模块化的硬件能方便地提供全方位的系统集成，标准的软硬件平台能满足对同步和定时应用的需求。这也正是NI近30年来始终引领测试测量行业发展趋势的原因所在。只有同时拥有高效的软件、模块化I/O硬件和用于集成的软硬件平台这三大组成部分，才能充分发挥虚拟仪器技术性能高、扩展性强、开发时间少，以及出色的集成这四大优势。（3）工程应用价值：目前，NI已经达到了每2个工作日推出一款硬件产品的速度，大大拓宽了用户的选择面：例如NI新近推出的新一代数据采集设备——先期推出的20款M系列DAQ卡，就为数据采集领域设定了全新的标准。最后是用于集成的软硬件平台。NI提出的专为测试任务设计的PXI硬件平台，已经成为当今测试、测量和自动化应用的标准平台，它的开放式构架、灵活性和PC技术的成本优势为测量和自动化行业带来了一场翻天覆地的改革。由NI发起的PXI系统联盟现已吸引了68家厂商，联盟属下的产品数量也已激增至近千种。PXI作为一种专为工业数据采集与自动化应用度身定制的模块化仪器平台，内建有高端的定时和触发总线，再配以各类模块化的I/O硬件和相应的测试测量开发软件，您就可以建立完全自定义的测试测量解决方案。无论是面对简单的数据采集应用，还是高端的混合信号同步采集，借助PXI高性能的硬件平台，您都能应付自如，这就是虚拟仪器技术带给您的无可比拟的优势。2、国内外的研究现状、发展动态虚拟仪器的概念最初是由美国国家仪器公司（NationalInstrumentsCorp，简称NI）于1986年提出，NI公司在80年代研制和推出了许多总线系统的虚拟仪器，后来，美国HP公司，Tektronic公司，Racal公司也在此方面有了很多进展。虚拟仪器在国外发展很快，以NI公司为首的很多公司已经在市场上推出了大量基于虚拟仪器技术的电子仪器产品。据“世界仪表及自动化”杂志预测，虚拟仪器在21世纪中期将占到仪器市场50%左右的份额。虚拟仪器在本世纪发展很快，大有取代传统仪器的趋势。近年来，世界很多公司推出了不少虚拟仪器软件开发平台，使仪器的使用者可以开发组建自己需要的虚拟仪器。其中，比较具有代表性的是NI公司LabVIEW平台和Labwindows/CVI平台。相比而言，Labwindows是为熟悉C语言的传统软件开发人员所设计的。作为一本新兴技术，虚拟仪器在国内尚属于起步阶段，但也初步取得了一些成果。国内已有几家厂家在开发研制虚拟仪器，在数据处理软件方面做出了一些成就。比如测量结果的频谱分析，快速傅里叶变换，各种数字滤波器，卷积分析，微积分等。我国在科学技术方面与世界顶级国家还有一定距离，我国的高档仪器大部分还要依赖进口，这种仪器往往价格昂贵，使用面窄，花很多的外汇只能起到有限的作用，因此，研究虚拟仪器对我国来说具有很重要的意义。开发虚拟仪器不仅可以实现仪器的自我生产，而且虚拟仪器易于改进，提升性能，通过软件和硬件的更换，还可以实现多方面的用途，大大提高了仪器的性价比。3、研究基础本设计选用国内外较为先进的虚拟示波器软件是美国NI公司的LabVIEW，使我们了解PC的测量系统组成及实现,掌握基于LabVIEW虚拟仪器的基本概念和图形化编程语言的基本知识，掌握LabVIEW在数据采集、数据分析处理等方面的基础及实际应用。4、拟采用的研究方案（包括技术路线、技术措施、技术关键）及可行性分析(1)技术路线：模拟仪器、分立式元件仪器、数字化仪器、智能仪器和虚拟仪器。(2)技术措施：(1)、配置NI-VISA，使用DriverDevelopmentwizard，安装INF文档，并安装使用INF文档的USB设备。使用NI-VISAInteractionControl对设备进行测试，以证实USB设备已正确安装，并获得USB设备的各属性值。(2)与NI-VISA相配合的LabVIEW模板中的VI子节点(3)USBRAW设备读写的操作次序(3)技术关键点：LabVIEW；Proteus；单片机；数据采集；信息处理，仿真(4)可行性分析：虚拟仪器技术已成为测试、工业I/O和控制和产品设计的主流技术，随着虚拟仪器技术的功能和性能已被不断地提高，如今在许多应用中它已成为传统仪器的主要替代方式。随着PC、半导体和软件功能的进一步更新，未来虚拟仪器技术的发展将为测试系统的设计提供一个极佳的模式，并且使工程师们在测量和控制方面得到强大功能和灵活性。5、实践/工作单位及开展的研究内容（至少填写一个单位）实践/工作单位：(2)研究内容:LabVIEW不仅在测试测量领域的应用,而且具备开发应用软件能力。VegaPrime是国际上比较流行的虚拟现实仿真工具之一,具备强大的三维视景开发能力。本次设计的数据处理系统是基于LabvIEW和vegaPrime联合开发的。本次设计首先介绍LabVIEW图形化开发环境和虚拟现实技术的现状与发展，然后介绍数据处理系统的总体结构设计思想和软件开发过程;分析三维实时显示系统的设计方案,重点阐述LabVIEW下的软件开发过程和模块的设计实现。6、可能遇到的技术难题及解决办法1、采集数据在graph如何显示系统时间，并且随着采集点数时间不断刷新。

回答：有两种方式，一种是采集波形数据然后输出给graph，在graph上选择显示绝对时间，并且去掉ignoretimestamp选项。第二种是采集数据文件，然后用获取时间的vi获取当前时间，然后把采集的数据文件和当前vibuild成波形文件再给graph.graph的设置和前种方法一样。这样就可以显示出时间虽采集点不断刷新的效果。2、使用viserver技术，如何实现从一个vi打开运行并读取另一个vi中控件的值？

回答：

1）调用Openvireference.vi，输入子VI的路径到其VIPATH的端口；

2）调用IvokeNode.vi并设为OpenFP；

3）调用IvokeNode.vi并设为RunVI；

4）调用IvokeNode.vi并设为GetcontrolValue[Variant]；对ControlName端口填入子VI循环的停止按钮控件名称；GetControlValue[Variant]输入端的值通过VariantToData.vi设为控件相对应的控件类型后，输出到前面板，这就可实现取VI控件的值；

5）最后调用CloseReference.vi关闭VIServer。7、预计成果可能达到的水平与结果利用LabVIEW开发上位机界面操作简单、快捷，并且功能强大，使用者可以集中时间和精力用于实验的执行，数据的分析及结论的总结上，而不用将大量的时间花费在实验系统设备的搭建上。因此LabVIEW既适合于科学研究，又适合于工程应用。利用Proteus建立单片机仿真系统快速、方便，可以直观运行结果，在没有目标原型时就可以对系统进行调试、测试和验证，和实际工程应用相接近。由此可以看出，在实际的项目开发中，先基于该两种软件建立一个数据采集仿真系统，可以有效验证项目设计的正确性，从而大大缩短开发时间，降低设计成本。8、工作总体安排与进度计划（1）工作总体安排：（2）进度计划：1．查阅文献，翻译英文资料，作开题报告第1周—第4周2．设计及仿真调试第5周—第13周3．撰写毕业论文第14周—第15周4．总结、准备答辩第16周—第17周指导教师意见校内导师意见：校内指导教师（签字）：年月日开题报告论证会记录1、选题的意义和实用价值；2、方案的科学性、可行性、先进性及创新性的评价；3、拟采用的工作计划、技术路线及计划进度等是否切实可行；4、具体建议和意见。记录人（签字）：