LABVIEW 概述.docx

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LABVIEW概述

LABVIEW概述

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。

LabVIEW-特点

与C和BASIC一样，LabVIEW也是通用的编程系统，有一个完成任何编程任务的庞大函数库。

LabVIEW的函数库包括数据采集、GPIB、串口控制、数据分析、数据显示及数据存储，等等。

LabVIEW也有传统的程序调试工具，如设置断点、以动画方式显示数据及其子程序（子VI）的结果、单步执行等等，便于程序的调试。

虚拟仪器（virtualinstrumention）是基于计算机的仪器。

计算机和仪器的密切结合是目前仪器发展的一个重要方向。

粗略地说这种结合有两种方式，一种是将计算机装入仪器，其典型的例子就是所谓智能化的仪器。

随着计算机功能的日益强大以及其体积的日趋缩小，这类仪器功能也越来越强大，目前已经出现含嵌入式系统的仪器。

另一种方式是将仪器装入计算机。

以通用的计算机硬件及操作系统为依托，实现各种仪器功能。

虚拟仪器主要是指这种方式。

下面的框图反映了常见的虚拟仪器方案。

尽可能采用了通用的硬件，各种仪器的差异主要是软件。

可充分发挥计算机的能力，有强大的数据处理功能，可以创造出功能更强的仪器。

用户可以根据自己的需要定义和制造各种仪器。

虚拟仪器实际上是一个按照仪器需求组织的数据采集系统。

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，使用较为广泛的计算机语言是美国NI公司的LabVIEW。

虚拟仪器的起源可以追朔到20世纪70年代，那时计算机测控系统在国防、航天等领域已经有了相当的发展。

PC机出现以后，仪器级的计算机化成为可能，甚至在Microsoft公司的Windows诞生之前，NI公司已经在Macintosh计算机上推出了LabVIEW2.0以前的版本。

对虚拟仪器和LabVIEW长期、系统、有效的研究开发使得该公司成为业界公认的权威。

普通的PC有一些不可避免的弱点。

用它构建的虚拟仪器或计算机测试系统性能不可能太高。

目前作为计算机化仪器的一个重要发展方向是制定了VXI标准，这是一种插卡式的仪器。

每一种仪器是一个插卡，为了保证仪器的性能，又采用了较多的硬件，但这些卡式仪器本身都没有面板，其面板仍然用虚拟的方式在计算机屏幕上出现。

这些卡插入标准的VXI机箱，再与计算机相连，就组成了一个测试系统。

VXI仪器价格昂贵，目前又推出了一种较为便宜的PXI标准仪器。

虚拟仪器研究的另一个问题是各种标准仪器的互连及与计算机的连接。

目前使用较多的是IEEE488或GPIB协议。

未来的仪器也应当是网络化的。

LabVIEW（LaboratoryVirtualinstrumentEngineering）是一种图形化的编程语言，它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受，视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。

LabVIEW集成了与满足GPIB、VXI、RS-232和RS-485协议的硬件及数据采集卡通讯的全部功能。

它还内置了便于应用TCP/IP、ActiveX等软件标准的库函数。

这是一个功能强大且灵活的软件。

利用它可以方便地建立自己的虚拟仪器，其图形化的界面使得编程及使用过程都生动有趣。

图形化的程序语言，又称为“Ｇ”语言。

使用这种语言编程时，基本上不写程序代码，取而代之的是流程图或流程图。

它尽可能利用了技术人员、科学家、工程师所熟悉的术语、图标和概念，因此，LabVIEW是一个面向最终用户的工具。

它可以增强你构建自己的科学和工程系统的能力，提供了实现仪器编程和数据采集系统的便捷途径。

使用它进行原理研究、设计、测试并实现仪器系统时，可以大大提高工作效率。

利用LabVIEW，可产生独立运行的可执行文件，它是一个真正的３２位编译器。

像许多重要的软件一样，LabVIEW提供了Windows、UNIX、Linux、Macintosh的多种版本。

LabWindows/CVI简介

LabWindows/CVI是NationalInstruments公司（美国国家仪器公司，简称NI公司）推出的交互式C语言开发平台。

LabWindows/CVI将功能强大、使用灵活的C语言平台与用于数据采集分析和显示的测控专业工具有机地结合起来，利用它的集成化开发环境、交互式编程方法、函数面板和丰富的库函数大大增强了C语言的功能，为熟悉C语言的开发设计人员编写检测系统、自动测试环境、数据采集系统、过程监控系统等应用软件提供了一个理想的软件开发环境。

NI公司的LabWindows/CVI是一个久经验证的用于测试和测量的ANSIC开发环境，极大地提高了工程师和科学家们的生产效率。

他们使用LabWindows/CVI来开发高性能的、可靠的应用程序，用于制造测试、军事/航天、通讯、设计验证和汽车工业等领域。

开发人员可以在设计阶段利用LabWindows/CVI的硬件配置助手、综合调试工具以及交互式执行功能，来运行各项功能，使得这些领域的开发流水线化。

使用内置的测量库，你可以迅速的开发出复杂的应用程序，例如多线程编程和ActiveX的服务器/客户端程序。

由于LabWindows/CVI的便利性，你可以通过在相似环境中重复使用以前的代码来维护你的代码投资，并且实现Windows、Linux®或实时平台上分布测试系统的无缝集成。

LabWindows/CVI是为C语言程序员提供的软件开发系统，在其交互式开发环境中编写的程序必须符合标准C规范。

使用LabWindows/CVI可以完成如下工作：

􀁺交互式的程序开发；􀁺具有功能强大的函数库，用来创建数据采集和仪器控制的应用程序；􀁺充分利用完备的软件工具进行数据采集、分析和显示；􀁺利用向导开发IVI仪器驱动程序和创建ActiveX服务器；􀁺为其它程序开发C目标模块、动态连接库（DLL）、C语言库。

在LabWindows/CVI开发环境中可以利用其提供的库函数来实现程序设计、编辑、编译、链接和标准C语言程序调试。

在该开发环境中可以用LabWindows/CVI丰富的函数库来编写程序，此外每个函数都有一个叫做函数面板（FunctionPanel）的交互式操作界面，在函数面板中可以执行该函数并可以生成调用该函数的代码，也可通过右击面板或控件获得有关函数、参数、函数类和函数库的帮助。

在LabWindnows/CVI的交互式环境中编写程序必须符合标准C语言的规范。

另外，在开发应用程序时可以使用编译好的C语言目标模块，动态链接库（DLL），C静态库和仪器驱动程序。

LabWindows/CVI的功能强大在于它提供了丰富的函数库。

利用这些库函数除可实现常规的程序设计外，还可实现更加复杂的数据采集和仪器控制系统的开发。

仪器库是LabWindows/CVI的特殊资源。

它包GPIB、VXI和RS-232仪器的驱动程序，如示波器、多用表和函数发生器，每个驱动程序都提供可编辑的源代码。

使用LabWindows/CVI开发工具提供的库函数可以创建自己的仪器驱动程序，可以创建单个仪器、多个仪器或实际上并不存在的虚拟仪器的驱动程序，在创建仪器驱动程序过程中可以使用LabWindows/CVI的其它库函数。

使用LabWindows/CVI的用户界面编辑器可以创建并编辑图形用户界面（GUI），而使用LabWindows/CVI的用户界面库函数可以在程序中创建并控制GUI。

此外，LabWindows/CVI为GUI面板的设计，准备了许多专业控件，如：

曲线图控件、带状图控件、表头、旋钮和指示灯等，以适应测控系统软件开发的需求，利用这些控件可以设计出专业的测控程序界面。

编辑本段LabWindows/CVI2009

2009年12月——美国国家仪器有限公司（NationalInstruments，简称NI）宣布推出LabWindows/CVI2009，这是最新版本的ANSIC开发环境，用于构建可靠的测试与测量解决方案。

该软件支持包括可连接LabVIEWFPGA的C接口在内的PC新技术，能够实现与基于现场可编程门阵列（FPGA）的硬件、微软Windows7和64位操作系统的连接，以简化开发和部署LabWindows/CVI的应用程序。

工程师和科学家们可以通过使用新的软件执行分析工具包，来分析和优化标有图示的应用源代码运行时的性能，而这些图示会显示运行该应用程序的每个阶段所需的时间，以此可以进一步提高应用程序的可靠性和生产效率。

此外，LabWindows/CVI2009通过运用最新的属性浏览器提高生产效率，方便了自定义用户界面的快速设计和调试性能的改善。

LabWindows/CVI2009提供了一个高效开发环境，帮助开发者设计一个软件定义的自动化测试系统，并且提供可靠的测试和测量解决方案，同时确保了ANSIC开发者的反向兼容性。

新的执行分析器工具包包括一台浏览器，展示LabWindows/CVI应用程序在运行时期内功能的完成情况。

这种图形化的功能执行的呈现方式，使得工程师和科学家们能直观且轻松地识别出应用程序中的低效和障碍。

LabWindows/CVI2009也为新的MicrosoftWindows7操作系统提供完备的支持，简化了从现有的LabWindows/CVI应用程序系统迁移的步骤。

工程师和科学家们现在可以在一个32位或64位操作系统上建立64位应用程序，并且能在Windows7操作系统中运行或安装64位应用程序。

使用64位操作系统提高了应用程序的性能，扩大了存储容量并提升了直接加载的数据量的能力。

连接到LabVIEWFPGA的全新C接口，使得LabWindows/CVI的开发人员可以通过创建上位机应用程序来与由NILabVIEWFPGA编程的可配置硬件进行通讯。

LabVIEWFPGA模块允许该领域专家自定义硬件的特性，而无需具备数字化设计或硬件描述语言方面的专业知识。

工程师和科学家们可以使用该自定义硬件创建具有高速硬件可靠性和严格确定性要求的应用项目。

此外，在新的软件中也包括一个新的属性浏览器，提供了一种通过同时选择和编辑多个控制器的通用属性来快速设计用户界面的方法。

有了扩展调试数据，LabWindows/CVI2009具备了更多有效的的调试功能，对源代码的执行提供了更加完整的理解。

此外，LabWindows/CVI2009在实时模块上的各种改进，能帮助工程师和科学家们设计更可靠和确定性的应用程序。

LabWindows/CVI2009实时模块也可以设计需要为UDP网络协议的流量指向可选用户组，并且确保数据发送者在传送中无需任何额外工作。

TestStand

TestStand是美国国家仪器公司开发的软件平台。

概述：

NITestStand是可立即执行的测试执行管理软件，用于组织、控制和执行您的自动化原型设计、验证或制造测试系统。

加入在LabVIEW、LabWindows/CVI、VisualC/C++、VisualBasic.NET和C#中编写的测试程序，使用NITestStand快速创建测试序列。

NITestStand基于一个高速多线程执行引擎，其性能足以满足最为严苛的测试处理能力要求。

NITestStand的功能完全由用户定义。

为满足特定需求，您可自行对其进行功能修正和改进，例如定制操作界面、生成自定义报告或修改序列执行要求等。

借助NITestStand，您可将精力集中于特殊的测试要求，NITestStand则管理普通的序列、执行和汇报任务。

TestStand架构：

NITestStand架构的中心组件是一个执行引擎，它提供一个开放API接口以方便与其他应用的通信。

序列编辑器和操作者界面利用API访问NITestStand引擎。

此外，共有三种用于定义开发环境、运行时环境和执行环境的特性的重要文件类型。

TestStand完成哪些工作：

NITestStand为您的所有测试软件提供管理功能和工作平台。

从功能角度更具体一点说，NITestStand能够集成您的测试代码并安排执行顺序以支持循环与复杂决策。

NITestStand将通用测试执行任务（如报告生成）与专用测试任务（如执行某项测试）相分离。

NITestStand为自动化测试的所有不同应用提供了共同的统一环境与界面。

NITestStand还能够与数据库管理或需求管理系统等企业系统相集成。

我可以在哪里使用NITestStand？

NITestStand是专为测试步骤序列的自动执行而设计。

这些测试步骤可以是单个测试、测量、动作或命令。

任何需要自动执行可执行代码段的应用，都可以使用NITestStand而获益。

NITestStand过去的设计目的在于解决四个关键领域的问题：

简化与加速复杂序列的开发、提高代码与测试程序的复用性和可维护性以及改进测试系统的执行性能。

这使得NITestStand在多个应用领域中被采用，包括消费类电子产品的验证与制造测试、军用与航空应用、医学领域以及IC表征参数和简单代码定序等。

MeasurementStudio

NIMeasurementStudio是为VisualStudio.NET和VisualStudio6.0环境提供的一个集成式套件，包括各种常用的测量和自动化控件、工具和类库。

NIMeasurementStudio带有的ActiveX和.NET控件、面向对象的测量硬件接口、高级的分析库、科学的用户界面控件、测量数据网络化、向导、交互式代码设计器和高扩展性类库等功能，极大的减少了您应用程序的开发时间。

NI公司以超过16年的专业测量编程经验为背景，开发出了MeasurementStudio这一编程平台。

它带有专门为微软VisualBasic、VisualC#.NET和VisualC++语言而设计的各种测量工具，使您简化了与数据采集和仪器控制接口的结合，从而更加方便的实现硬件集成。

利用MeasurementStudio，您可以在您已有的VisualStudio编程知识基础上，快速启动测量并创建一个完整的测量解决方案——从采集到分析直到显示。

·MeasurementStudio为MicrosoftVisualBasicandVisualC#提供的功能

·MeasurementStudio为MicrosoftVisualC++.NET（MFC）提供的功能

·MeasurementStudio对VisualStudio6.0的支持

·开发工具

·数据采集和仪器控制

·数据分析

·数据显示

为C#提供的功能

MeasurementStudio为MicrosoftVisualBasicandVisualC#提供的功能

MeasurementStudio提供了一系列与VisualStudio.NET2003环境紧密结合的.NET控件，专门为科学家和工程师建立虚拟仪器系统而设计。

利用MeasurementStudio，您可以从交互式向导里配置插入式数据采集设备、GPIB仪器和串口设备，也可以从中生成VisualBasic.NET或VisualC#.NET源代码。

利用科学用户界面控件，您可以在属性页面或收藏编辑器里交互地配置图表、旋钮、仪表、标尺、表盘、容器、温度计、二位开关和LED灯等。

此外，MeasurementStudio还提供了强大的网络组件，这样您就可以轻松地通过互联网在应用程序之间共享实时测量数据了。

MeasurementStudio为在VisualC++中开发测量和自动化系统提供了一个交互式设计方式。

由于这些工具被集成到VisualC++开发环境中，因此您可以像使用微软工具一样直接调用它们。

您也可以利用MeasurementStudio应用向导（AppWizard）以及控件和类库，轻松创建您的C++测量系统。

应用向导根据您的特定要求创建一个项目，包含一个代码模板和设计应用程序时所需要的测量工具。

这些工具包含了用于仪器控制、数据采集、数据分析和通过因特网实时传输数据所需要的C++类库。

此外，自定义控件可创建您自己的测量用户界面。

数据对象类库实现了数据从采集到分析再到显示的无缝封装和传输，将测量类库和界面控件连接到了一起。

MeasurementStudio企业版和专业版继续提供在VisualC++6.0和VisualBasic6.0环境下开发所需的ActiveX控件和类库。

利用交互式ActiveX属性页面，您可以为模拟输入和输出、数字I/O、GPIB、VISA以及更多的设备图形化配置数据采集和仪器控制应用程序。

科学分析库包括了很多常用函数，如快速傅立叶变换（FastFouriertransforms）、频谱测量和数组操作等。

此外，包含在MeasurementStudio里的ActiveX用户界面控件专为使您创建一个如同真实世界仪器的虚拟仪器系统而设计。

另请参阅：

MeasurementStudio为VisualC++6.0提供的功能

MeasurementStudio为VisualBasic6.0提供的功能

开发工具

有效的开发

由于项目开发时间越来越紧而且要求编程者的技能越来越丰富，所以通常没有时间训练整个团队来学习一种新的开发语言。

MeasurementStudio提供了一个工具包来利用现有的编程知识，针对您所了解的语言。

您可以在VisualBasic.NET、VisualC#.NET、VisualC++.NET（MFC）、VisualBasic6.0或VisualC++6.0中任意选择。

无论您选择何种语言，MeasurementStudio都提供了可重复使用的工具从而使您的编程任务更加轻松。

可扩展的组件和类库

现有组件的体系结构对于利用控件或类库进行自定义的可能性来说有决定性作用。

MeasurementStudio的类库和用户界面控件设计成能使自定义最大化。

通过把MeasurementStudio基本类库作为可扩展性的基础，您可以轻松地继承类库并且扩展类库，从而创建自定义的类库和控件，例如一个自定义的图表或专有的I/O总线通信。

例如，用户界面控件能够完全自定义绘图、点和线的类型以及图表边界。

布尔（Boolean）控件允许类型和行为扩展。

对于硬件自定义，您可以轻松地从GPIB、VISA或DAQ界面中创建您自己的自定义的硬件接口，同时使用稳定的MeasurementStudio硬件基本类库。

精确测量

NI的软件，包括MeasurementStudio，能够确保虚拟仪器的精确测量。

通过提供稳定的硬件接口，您可以使用灵活的模块化硬件设备所具有的全部能力，这些设备利用了商业技术中最新创新，例如具有极高竞争力和性价比的处理器、存储器和A/D。

与使用厂商定义的独立仪器（很难或不可能自定义）相比，使用NI软件和模块化硬件设备，工程师可以获得更高性能和更精确的仪器。

使用灵活的软件如MeasurementStudio来定义高性能的硬件可以帮助工程师建立非常有竞争力的解决方案，不仅在短期内减少了成本，而且从长期来看，通过软件而具有足够的灵活性来适应不断变化的需要。

例如，MeasurementStudio数据采集界面具有一个类似向导的交互式界面，DAQ助手，可用来选择采样速率、触发、计时、时钟选择、缩放、信号类型和其他稳定性配置，同时也提供了最佳单点采集和多线程性能。

与以前的数据采集界面相比，这些新的优化将性能提高了10到20倍。

MeasurementStudio和I/O硬件驱动之间的紧密结合为工程师提供了最有效的方式来完成进行测量所需的采集和仪器应用，并且极大地减少了开发时间。

交互式配置

MeasurementStudio使用交互式测量工具来简化数据采集和仪器连接的操作。

DAQ助手和仪器I/O助手都是常用的.NET设计器，包括对测量任务配置、测试和编程的逐步引导，它们自动生成自定义的底层代码。

利用DAQ助手，您可以快速的配置数据采集任务，包括自定义计时、标度和触发等而无需编程。

利用仪器I/O助手，您可以直接与GPIB、以太网、USB、串行总线和VXI仪器通信。

您可以使用这个交互式向导来对仪器控制系统设计原型、快速进行测量、自动解释数据、生成代码，甚至开发简单的仪器驱动。

数据采集和仪器控制

无论您使用何种设备采集数据——GPIB、以太网、或串口仪器、插入式DAQ设备、PXI测量模块、嵌入式自动化设备、模块化仪器或图像采集设备——MeasurementStudio都提供了与您使用的开发语言匹配的高层界面。

您可以选择VisualBasic、VisualC#或VisualC++来建立高速、设备无关的测量和自动化应用，而且MeasurementStudio提供了ActiveX和.NET控件、工具和面对对象的类库来帮助您更高效的实现它。

数据采集功能包括：

·包含标度的原始数据的内置通道配置

·单次和连续模式的高速波形采集和生成

·精确和快速的单点模拟和数字I/O

·用于脉冲生成、事件计数和时间测量的计数器/定时器I/O

这些I/O能力与特定数据类型和测量分析类库一起是专门为快速且轻松地从物理传感器得到您所需要的数据和测量而设计的。

MeasurementStudio简化了与各种仪器的连接和通信的任务。

利用MeasurementStudio界面，您可以使用内建仪器I/O库或内建仪器驱动快速地从GPIB、USB、串行总线、以太网、PXI和VXI仪器采集数据。

·EasilyintegrateGPIB,serial,PXI,Ethernet,andVXIinstrumentsintoyourtestapplication

·快速地将GPIB、串行总线、PXI、以太网和VXI仪器结合到您的测试应用程序中

·Communicatewithhundredsofinstrumentsfrommorethan150vendorswithinstrumentdrivers

·利用仪器驱动与150多家厂商的数百种仪器通信

·Increaseperformanceandportabilitywithdevice-driversoftware

·利用设备驱动软件提高性能和可移植性

编辑本段数据分析

MeasurementStudio提供了一套完备的分析函数将原始数据转换成有意义的信息。

利用MeasurementStudio分析界面，您可以使用各种信号处理和数据分析工具，例如曲线拟合、频谱分析、统计和可视化。

由于可以在您的应用程序中进行分析，所以您可以在存储和显示信息之前进行更多的智能数据处理。

数据显示

无需在开发上花费数月时间您就可以创建专业的测量和自动化图形用户界面（GUIs）。

MeasurementStudio提供了针对测量的用户界面组件，您可以对它拖放和扩展，从而为测量应用创建一个自定义的界面。

这些控件包括按钮、旋钮、滑尺、容器、表盘和图表。

由于MeasurementStudio控件具有可扩展性，所以用户界面（UI）组件可以使您以一个比厂商定义的仪器更直观的方式显示数据。

用户界面设计——超高效率

无论您是使用ActiveX还是.NET