《虛擬儀器技術(shù)》PPT課件.ppt

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1、虛擬儀器技術(shù)虛擬儀器概述虛擬儀器的出現(xiàn)得益于計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展與測(cè)試技術(shù)的革新。20世紀(jì)70年代初，美國(guó)德州大學(xué)奧斯汀分校的三位年輕教師詹姆斯·楚查德博士（Dr.JamesTruchard）、杰夫·科多斯基（JeffKodosky）和比爾·諾林（BillNowlin）在應(yīng)用研究實(shí)驗(yàn)室工作，從事對(duì)美國(guó)海軍聲納探測(cè)項(xiàng)目的研究。他們使用了早期的計(jì)算機(jī)技術(shù)來采集和分析數(shù)據(jù)。由于當(dāng)時(shí)測(cè)試及分析方法的低效使他們十分沮喪，于是他們決定創(chuàng)造一種新產(chǎn)品，來使測(cè)試任務(wù)變得更加簡(jiǎn)單、輕松和高效。一、虛擬儀器的出現(xiàn)和發(fā)展1976年，在詹姆斯·楚查德家的車庫里，三個(gè)小伙子開始了第一個(gè)產(chǎn)品的研發(fā)，并為此成立了一家公司。最

2、初公司命名時(shí)曾有過“長(zhǎng)角牛儀器”、“德克薩斯數(shù)據(jù)”等創(chuàng)意，但提交申請(qǐng)時(shí)均遭到拒絕，最終采用了如今的名稱：國(guó)家儀器（NationalInstruments）。NI公司成立后，從Interfirst銀行貸款一萬美元，并購置了一臺(tái)PDP-11小型計(jì)算機(jī)。NI公司接手的第一個(gè)項(xiàng)目是為圣安東尼奧的凱利空軍基地研發(fā)一種用于連接科學(xué)儀器與微型計(jì)算機(jī)的GPIB接口產(chǎn)品。1979年，詹姆斯·楚查德博士辭去了德州大學(xué)的工作，全身心投入公司的發(fā)展。1980年，杰夫·科多斯基和比爾·諾林也從學(xué)校辭去工作，全職加入了NI公司。1981年，該公司的銷售額已突破100萬美元大關(guān)。1983年，Apple公司推出了世界上第一

3、款圖形界面的微型計(jì)算機(jī)Macintosh（俗稱蘋果機(jī)），使得在計(jì)算機(jī)屏幕上模擬真實(shí)儀器的面板成為可能。為使編程更加簡(jiǎn)捷高效、易學(xué)易用，讓測(cè)試工程師能夠更專注于測(cè)試系統(tǒng)本身，從繁瑣的編程中解脫出來，1986年，以杰夫·科多斯基為主創(chuàng)，NI公司推出了基于蘋果機(jī)環(huán)境下的著名的圖形化編程工具LabVIEW，杰夫·科多斯基也因此被后人稱為“LabVIEW之父”。在當(dāng)時(shí)，編程已不再是程序員的專職，所有的工程技術(shù)人員都可能要自己來編寫程序。對(duì)于測(cè)試工程師而言，不僅要成為一個(gè)測(cè)試技術(shù)的專家，還要努力掌握C或C++，成為一個(gè)編程高手。這不僅提高了執(zhí)行測(cè)試任務(wù)的門檻，增加了難度，也降低了工作效率。為此，在簡(jiǎn)化測(cè)

4、試軟件編程、提高測(cè)試工作效率的道路上，NI公司一直在不懈地努力。LabVIEW使科學(xué)家和工程師們可以采用生動(dòng)的、直觀的“畫線”方式進(jìn)行編程，而非像之前一樣要基于代碼來編寫程序，將“寫程序”變成了“畫程序”。這種直觀易懂的編程方式和簡(jiǎn)潔流暢的框架結(jié)構(gòu)，將人們的注意力從以前的硬件設(shè)計(jì)和代碼語法方面轉(zhuǎn)移到了軟件流程和整體功能上，并大大簡(jiǎn)化了編程工作，生產(chǎn)效率得以顯著提高，這使得LabVIEW一經(jīng)發(fā)布便大受歡迎，為軟件編程領(lǐng)域開辟了一個(gè)嶄新的篇章。伴隨著LabVIEW的面市，NI提出了“軟件就是儀器”的口號(hào)，開辟了“虛擬儀器”這一全新的概念。虛擬儀器的中心思想就是：軟件取代硬件成為測(cè)試系統(tǒng)的核心NI

5、公司早期的虛擬儀器產(chǎn)品1988年，NI公司推出了第一款基于IBMPC機(jī)的內(nèi)插式的數(shù)據(jù)采集卡。1990年，NI公司搬到了奧斯汀湖畔的一棟建筑里，并于1991年將其購置，開設(shè)了NI園區(qū)。NI公司在奧斯汀的園區(qū)1991年，NI公司通過LabVIEW獲得了第一份專利。其后，他們相繼發(fā)明了SCXI，LabWindows/CVI等。20世紀(jì)90年代，隨著微軟的基于圖形界面的操作系統(tǒng)Windows的出現(xiàn)，LabVIEW開始向Windows平臺(tái)移植，其優(yōu)異的性能很快得到了業(yè)界的認(rèn)可。NI公司成為虛擬儀器技術(shù)的主導(dǎo)者和代言人。隨著虛擬儀器技術(shù)的先進(jìn)性、優(yōu)越性和廣闊的發(fā)展前景被人們逐漸認(rèn)識(shí)，不少國(guó)際知名的儀器廠

6、商，如美國(guó)HP公司、Tektronix公司等，迅速加入了虛擬儀器研發(fā)的行列，虛擬儀器技術(shù)進(jìn)入了飛速發(fā)展時(shí)期。到了1994年虛擬儀器產(chǎn)品的制造廠商達(dá)90余家，生產(chǎn)1000多種各式產(chǎn)品。在硬件產(chǎn)品上包羅了各種總線結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)采集和儀器控制模塊，在軟件產(chǎn)品上有NI的LabVIEW和LabWindows/CVI以及HP的VEE等等。1997年，NI公司首次推出了基于計(jì)算機(jī)的開放式的模塊化測(cè)試系統(tǒng)PXI，并以其優(yōu)異的性價(jià)比與當(dāng)時(shí)HP公司主導(dǎo)的VXI模塊化測(cè)試系統(tǒng)形成了強(qiáng)勁的競(jìng)爭(zhēng)，大有取而代之的勢(shì)頭。2004年，NI公司推出了CompactRIO，這是一種高可靠性、高實(shí)時(shí)性、低功耗的嵌入式可編程采集控制器

7、模塊。目前，NI公司已連續(xù)11年入選美國(guó)財(cái)富雜志的“100BestCompaniestoWorkFor（百家最優(yōu)工作環(huán)境公司）”。和測(cè)試儀器巨頭HP公司相比，NI公司是一家規(guī)模不大的年輕企業(yè)，但它非常善于思索和創(chuàng)新，并逐漸走在了測(cè)試領(lǐng)域的前列。二、虛擬儀器簡(jiǎn)介虛擬儀器也稱為計(jì)算機(jī)儀器。其產(chǎn)生和發(fā)展的背景是：計(jì)算機(jī)技術(shù)與測(cè)試技術(shù)的結(jié)合越來越緊密，對(duì)測(cè)試系統(tǒng)的小型化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、軟件化水平的要求越來越高。軟件