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1、2007年12月阴山学刊Dec.2007第21卷第4期YINSHANACADEMICJOURNALVo1.21No.4基于LabVIEW虚拟实验室的建设与探索郭景,崔文娟(包头师范学院物理系内蒙古包头014030)摘要:实验教学是大学教学实训的基础课程,也是素质教育的重要环节。随着计算机的普及和网络信息时代的快速发展,实验教学所需要的仪器设备的数量、快速更新和维护费用也在不断地增加。美国国家仪器(NI)有限公司的产品LabVIEW提供了功能强大的工具和图形化编程的开发环境,用于虚拟仪器的设计和开发。将虚拟仪器技术用于实验教学中,降
2、低了实验室建设费用,改善了实验教学条件和环境,使学生对实验[1]课的兴趣更加浓厚,是培养学生的动手能力和创新能力、完成综合性及设计性实验教学的一个重要途径。关键词:LabVIEW虚拟实验室;虚拟仪器;综合;设计性实验中图分类号:TP3919文献标识码:A文章编号:1004-1869(2007)04-0050-031引言库之间的开放式连接。LabVIEW主要包括:ToolsPaletteLabVIEW(LaboratoryVirtualInstrumentEngineering(工具模板)、ControlsPalette(控件模板)
3、、FunctionsPaletteWorkbench)是实验室虚拟仪器集成环境的简称,它是(功能模板)、DataAcquisition(DAQ数据采集)。美国国家仪器公司(NATIONALINSTRUMENTS,简称2.2VI的组成NI)的创新软件产品,也是目前应用最广、发展最快、Panel(前面板):包括Control(控制)、Indicator(指功能最强的图形化软件集成开发环境。LabVIEW是示)、Decoration(修饰);DiagramProgram(框图程序):一种图形化编程语言,又称G语言。其编写的程序称包括No
4、de(节点)、Wire(数据连线);Icon/Terminal(图为虚拟仪器VI(VirtualInstrument),是以.VI为后缀的标/连接端口),以方便在其它VI中调用。文件。虚拟仪器系统就是一台工业标准计算机或工3基于LabVIEW创建虚拟实验室的特性作站配上功能强大的应用软件、低成本的硬件(例如图形化的编程:使用LabVIEW在电脑屏幕上创插入式板卡)及驱动软件,它们在一起共同完成传统建一个图形化的用户界面,即可设计出完全符合自仪器的功能。有了虚拟仪器,用户就可以完全根据自己要求的虚拟仪器。己的需求组建测量和自动化系统
5、,而不用再受功能固高效率的编程:包括各种广泛的I/O功能;Lab定(完全由厂家提供)的传统仪器的限制。VIEW带有现成即用的函数库,用户可以用它集成各种2LabVIEW和VI简介独立台式仪器、数据采集设备、运动控制和机器视觉产2.1LabVIEW模板品、GPIB/IEEE488和串口/RS-232设备、PLCs等,包LabVIEW提供了许多应用系统所需要的工具,而含了主要的仪器标准及可互换虚拟仪器驱动程序。且它还是一个开放式的开发环境。目前,有许多第三分布式开发环境:利用LabVIEW轻松开发分布方软、硬件生产厂家在开发并维护成百
6、上千的Lab式应用程序,用简单易用的服务器工具,可以将需要VIEW函数库及仪器驱动程序以帮助用户能借助Lab密集处理的程序下载到其它机器上进行更快速处VIEW轻松使用他们的产品。LabVIEW还提供与Ac理,也可以创建远程监控应用系统,LabVIEW本身也tiveX软件、动态链接库(DLLs)及其它开发工具的共享包含了标准网络技术,如TCP/IP,以及企业内部的收稿日期:2007-10-16基金项目:包头师范学院自然科学基金(Nos.BS2006012019)作者简介:郭景(1965-),男,汉族,内蒙古包头人,高级实验师。50发
7、布与订阅协议等。成适当的图示。分析功能:NI公司还为不同要求的测量提供了相应附加工具包,如:LabVIEW信号处理工具套件,LabVIEW声音与振动工具包,和LabVIEW阶次分析工具包等。多平台服务:LabVIEW可运行在Windows2000,NT,XP,Me,98,95和嵌入式NT环境下,同时还支持MacOS,SunSolaris与Linux。低成本高回报:用LabVIEW开发的虚拟仪器只需极低的系统开发成本,从长远的来看它也能保证投图1:虚拟实验室用户访问确认系统前面板资资金的安全、不浪费,可以开发完整的仪器库以备后用,其
8、费用远远低于购买一台传统的商用仪器[2]。4.2程序框图的设计4基于LabVIEW虚拟实验室的建设及探索对应于前面板,建立程序流程框图。框图的结构如图2。实验中心下设多个实验分室,每个实验LabVIEW是目前最具影响力的虚拟仪器应用软室将逐步建立相
