《畢業(yè)設(shè)計(jì)labview上位機(jī)報(bào)警監(jiān)視程序設(shè)計(jì)》

1、本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）學(xué) 院 電子信息學(xué)院 專 業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名 二零一零年六月江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)論文LabVIEW上位機(jī)報(bào)警監(jiān)視程序設(shè)計(jì)Alarm Monitoring Program Based on LabVIEW 江 蘇 科 技 大 學(xué)畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （論 文） 任 務(wù) 書 學(xué)院名稱：電子信息學(xué)院 專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)教師： 職稱： 講 師 2011年2月28日畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文）題目： LABVIEW上位機(jī)報(bào)警監(jiān)視程序設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容及要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、達(dá)到的指標(biāo)和應(yīng)做的實(shí)驗(yàn)等）1 提供條件： LABVIEW軟

2、件 2 設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求:(1) 學(xué)習(xí)、理解LABVIEW軟件；(2) 學(xué)習(xí)、理解渡船報(bào)警的方法和要求；(3) 結(jié)合渡船報(bào)警的方法和要求，利用LABVIEW軟件進(jìn)行編程； (4) 撰寫論文，通過(guò)答辯。二、完成后應(yīng)交的作業(yè)（包括各種說(shuō)明書、圖紙等）1. 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文一份（不少于1.5萬(wàn)字）；2. 外文譯文一篇（不少于5000英文單詞）；3. 包含任務(wù)書、開(kāi)題報(bào)告、中期檢查和前三項(xiàng)內(nèi)容的光盤 一張。完成日期及進(jìn)度2011年3月21日至2011年6月17日，共16周。進(jìn)度安排：3.213.28, 熟悉任務(wù)要求，查閱資料，翻譯外文資料；3.284.08, 學(xué)習(xí)、理解渡船報(bào)警的方法和要求；4.084.30

3、, 學(xué)習(xí)、理解LABVIEW軟件的使用；5.1 5.30, 利用LABVIEW軟件，進(jìn)行編程；5.316.17, 撰寫畢業(yè)論文、答辯。主要參考資料（包括書刊名稱、出版年月等）:1. LabVIEW 8.20程序設(shè)計(jì)從入門到精通。 陳錫輝，張銀鴻 主編2. 王磊等.精通LabVIEW 8.0. 北京：電子工業(yè)出版社，2007系(教研室)主任： （簽章） 年 月 日學(xué)院主管領(lǐng)導(dǎo)： （簽章） 年 月 日摘 要虛擬儀器是將儀器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、總線技術(shù)和軟件技術(shù)緊密的融合在一起，利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的數(shù)字處理能力實(shí)現(xiàn)儀器的大部分功能，打破了傳統(tǒng)儀器的框架，形成的一種新的儀器模式。本文首先介紹了虛擬儀器的概念

4、及其軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)LabVIEW, 并學(xué)習(xí)了LabVIEW軟件。然后運(yùn)用LabVIEW軟件對(duì)渡船報(bào)警監(jiān)視程序進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并闡明了該設(shè)計(jì)的每個(gè)步驟。本設(shè)計(jì)是虛擬儀器在測(cè)控領(lǐng)域的一次成功嘗試。實(shí)踐證明虛擬儀器是一種優(yōu)秀的解決方案，能夠高效的實(shí)現(xiàn)各種測(cè)控任務(wù)。關(guān)鍵字:虛擬儀器; LabVIEW;報(bào)警監(jiān)視;程序設(shè)計(jì)AbstractVirtual Instrument (VI) is combines computer science, bus technology, software engineering with measurement instrumentation technology, emp

5、loys the computers powerful digital process capability to realize main function of instrument. It breaks the mainframe of traditional instrument and forges a new instrument pattern.This paper introduces the concept of virtual instrument and its software development platform for LabVIEW and learns th

6、e LabVIEW software. Ferry then use LabVIEW software to design the alarm monitoring program, and illustrates each step of the design.This project is a successful application of VI in measurement domain, which testifies that VI is an available and effective solution and can be employed to accomplish m

7、ajority complicated measurement task.Keywords：Virtual Instrument; LabVIEW ; Alarm Monitoring ;Program目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc294792220 第一章 緒論 PAGEREF _Toc294792220 h 1 HYPERLINK l _Toc294792221 1.1 選題的目的和意義 PAGEREF _Toc294792221 h 1 HYPERLINK l _Toc294792222 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題 PAGEREF _To

8、c294792222 h 1 HYPERLINK l _Toc294792223 1.3 主要研究?jī)?nèi)容 PAGEREF _Toc294792223 h 2 HYPERLINK l _Toc294792224 1.4 研究的方法、步驟 PAGEREF _Toc294792224 h 2 HYPERLINK l _Toc294792225 第二章 虛擬儀器技術(shù)介紹 PAGEREF _Toc294792225 h 3 HYPERLINK l _Toc294792226 2.1 虛擬儀器概述 PAGEREF _Toc294792226 h 3 HYPERLINK l _Toc294792227 虛擬儀

9、器技術(shù)的由來(lái) PAGEREF _Toc294792227 h 3 HYPERLINK l _Toc294792228 虛擬儀器技術(shù)的定義 PAGEREF _Toc294792228 h 3 HYPERLINK l _Toc294792229 2.2 虛擬儀器的組成 PAGEREF _Toc294792229 h 4 HYPERLINK l _Toc294792230 虛擬儀器硬件平臺(tái) PAGEREF _Toc294792230 h 4 HYPERLINK l _Toc294792231 虛擬儀器軟件系統(tǒng) PAGEREF _Toc294792231 h 4 HYPERLINK l _Toc294

10、792232 2.3 虛擬儀器的功能及特點(diǎn) PAGEREF _Toc294792232 h 5 HYPERLINK l _Toc294792233 虛擬儀器的功能 PAGEREF _Toc294792233 h 5 HYPERLINK l _Toc294792234 虛擬儀器的特點(diǎn) PAGEREF _Toc294792234 h 5 HYPERLINK l _Toc294792235 2.4 虛擬儀器的應(yīng)用前景 PAGEREF _Toc294792235 h 6 HYPERLINK l _Toc294792236 第三章 LabVIEW軟件的學(xué)習(xí) PAGEREF _Toc294792236 h

11、 7 HYPERLINK l _Toc294792237 3.1 LabVIEW 8.5開(kāi)發(fā)環(huán)境 PAGEREF _Toc294792237 h 7 HYPERLINK l _Toc294792238 3.2 LabVIEW應(yīng)用程序的構(gòu)成 PAGEREF _Toc294792238 h 7 HYPERLINK l _Toc294792239 前面板介紹 PAGEREF _Toc294792239 h 7 HYPERLINK l _Toc294792240 程序框圖介紹 PAGEREF _Toc294792240 h 8 HYPERLINK l _Toc294792241 圖標(biāo)/連接器簡(jiǎn)介 PA

12、GEREF _Toc294792241 h 10 HYPERLINK l _Toc294792242 3.3 LabVIEW的操作選板 PAGEREF _Toc294792242 h 10 HYPERLINK l _Toc294792243 工具選板介紹 PAGEREF _Toc294792243 h 10 HYPERLINK l _Toc294792244 控件選板介紹 PAGEREF _Toc294792244 h 11 HYPERLINK l _Toc294792245 函數(shù)選板介紹 PAGEREF _Toc294792245 h 12 HYPERLINK l _Toc294792246

13、 3.4 LabVIEW程序調(diào)試技術(shù) PAGEREF _Toc294792246 h 14 HYPERLINK l _Toc294792247 運(yùn)行VI PAGEREF _Toc294792247 h 14 HYPERLINK l _Toc294792248 出現(xiàn)語(yǔ)法錯(cuò)誤 PAGEREF _Toc294792248 h 14 HYPERLINK l _Toc294792249 3.5 LabVIEW程序的一般設(shè)計(jì)過(guò)程 PAGEREF _Toc294792249 h 15 HYPERLINK l _Toc294792250 首先創(chuàng)建前面板： PAGEREF _Toc294792250 h 15

14、HYPERLINK l _Toc294792251 框圖程序的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc294792251 h 15 HYPERLINK l _Toc294792252 第四章 渡船簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc294792252 h 16 HYPERLINK l _Toc294792253 4.1 渡船介紹 PAGEREF _Toc294792253 h 16 HYPERLINK l _Toc294792254 渡船的特點(diǎn) PAGEREF _Toc294792254 h 16 HYPERLINK l _Toc294792255 渡船的類型 PAGEREF _Toc294792255 h

15、16 HYPERLINK l _Toc294792256 4.2 渡船機(jī)艙監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的介紹 PAGEREF _Toc294792256 h 17 HYPERLINK l _Toc294792257 船舶機(jī)艙監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)概述 PAGEREF _Toc294792257 h 17 HYPERLINK l _Toc294792258 船舶機(jī)艙監(jiān)測(cè)監(jiān)視過(guò)程及信息參數(shù) PAGEREF _Toc294792258 h 17 HYPERLINK l _Toc294792259 船舶機(jī)艙監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的功能 PAGEREF _Toc294792259 h 18 HYPERLINK l _Toc29479226

16、0 4.3設(shè)計(jì)的要求和用到送到知識(shí)點(diǎn) PAGEREF _Toc294792260 h 19 HYPERLINK l _Toc294792261 所需控制量的要求 PAGEREF _Toc294792261 h 19 HYPERLINK l _Toc294792262 設(shè)計(jì)所用到的知識(shí) PAGEREF _Toc294792262 h 19 HYPERLINK l _Toc294792263 4.4 LabVIEW程序的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc294792263 h 20 HYPERLINK l _Toc294792264 程序框圖的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc294792264 h 20

17、 HYPERLINK l _Toc294792265 前面板的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc294792265 h 23 HYPERLINK l _Toc294792266 4.5 LabVIEW程序的調(diào)試 PAGEREF _Toc294792266 h 23 HYPERLINK l _Toc294792267 輸入值沒(méi)有超過(guò)上限的調(diào)試 PAGEREF _Toc294792267 h 23 HYPERLINK l _Toc294792268 輸入值超過(guò)上限的調(diào)試 PAGEREF _Toc294792268 h 24 HYPERLINK l _Toc294792269 調(diào)試的結(jié)果 PAGEREF

18、 _Toc294792269 h 25 HYPERLINK l _Toc294792270 結(jié) 論 PAGEREF _Toc294792270 h 26 HYPERLINK l _Toc294792271 致 謝 PAGEREF _Toc294792271 h 27 HYPERLINK l _Toc294792272 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc294792272 h 28第一章 緒論1.1 選題的目的和意義隨著近代工業(yè)逐步向機(jī)電一體化方向發(fā)展，設(shè)備的自動(dòng)化、智能化、大型化與復(fù)雜化程度的不斷提高，設(shè)備發(fā)生故障給企業(yè)所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失越來(lái)越大，因此對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和故障診斷勢(shì)在必

19、行。可以這樣說(shuō)，選擇正確的設(shè)備工作狀況監(jiān)測(cè)和故障診斷技術(shù)是現(xiàn)代工業(yè)保證生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性的重要手段。而由美國(guó)國(guó)家儀器(NI)公司研制開(kāi)發(fā)的圖形化編程語(yǔ)言LabVIEW就是這樣一種正確的選擇，它為操作人員提供了一種圖形化操作界面，有利于操作人員準(zhǔn)確、直觀地進(jìn)行監(jiān)控，并可以迅速做出判斷，減少損失。1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題當(dāng)前的圖形報(bào)警系統(tǒng)主要有以下幾種類型：一種是由分區(qū)控制器、報(bào)警器、總控制器等報(bào)警模塊組成的多級(jí)式報(bào)警系統(tǒng)，PC機(jī)主要與總控制器進(jìn)行連接，只負(fù)責(zé)報(bào)表、打印、顯示等功能；另一種是以視頻監(jiān)控為主的，通過(guò)捕捉處理圖像進(jìn)行報(bào)警，有專用的主機(jī)和設(shè)備，雖然功能強(qiáng)大，但是價(jià)格昂貴

20、。根據(jù)上述背景情況，以PC機(jī)作為主控機(jī)，開(kāi)發(fā)了一款圖形報(bào)警系統(tǒng)。 LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器集成開(kāi)發(fā)平臺(tái)的簡(jiǎn)稱，它是目前國(guó)際上應(yīng)用最廣泛的虛擬儀器開(kāi)發(fā)環(huán)境之一，它具有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的圖形化編程工具，主要用于開(kāi)發(fā)測(cè)試、測(cè)量和控制系統(tǒng)。LabVIEW和傳統(tǒng)的編程語(yǔ)言有很多相似之處，如：數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)運(yùn)算、控制結(jié)構(gòu)等。但與傳統(tǒng)的編程語(yǔ)言相比， LabVIEW的主要優(yōu)勢(shì)具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）提供了豐富的圖形控件，并采用圖形化的編程方法，徹底把工程師們從復(fù)雜枯澀的文本編程工作中解放出來(lái)。（2）

21、內(nèi)建的編譯器在用戶編寫程序的同時(shí)就在后臺(tái)自動(dòng)完成編譯。 （3）由流于采用數(shù)據(jù)流模型，它實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)的多線程，從而能充分利用處理器尤其是多處理器的處理功能。（4）通過(guò)DLL、CIN節(jié)點(diǎn)、ActiveX、.NET或MATLAB腳本節(jié)點(diǎn)等技術(shù)，可以輕松實(shí)現(xiàn)LabVIEW與其他編程語(yǔ)言混合編程。（5）通過(guò)應(yīng)用程序生成器可以輕松地發(fā)布EXE、動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)或安裝包。（6）LabVIEW提供了大量的驅(qū)動(dòng)與專用工具，幾乎能與任何接口的硬件輕松連接。（7）LabVIEW內(nèi)建了600多個(gè)分析函數(shù)，用于數(shù)據(jù)分析和信號(hào)處理。（8）NI同時(shí)提供了豐富的附加模塊，用于擴(kuò)展LabVIEW在不同領(lǐng)域中的應(yīng)用。同時(shí)，上位機(jī)軟件采用

22、LABVIEW進(jìn)行編寫，可降低開(kāi)發(fā)難度，縮短開(kāi)發(fā)周期，并可以根據(jù)用戶的需求對(duì)系統(tǒng)做出快速的更改。 雖然LABVIEW的底層也是用C實(shí)現(xiàn)的，它也遵循馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)，但其在編程方法產(chǎn)生較大改變，使它有了全新的編程概念和思維方式，當(dāng)然也隨之帶來(lái)了全新的問(wèn)題，這其中較為明顯的是程序流控制方面的問(wèn)題。同時(shí)，LabVIEW作為一種計(jì)算機(jī)軟件，它可能由于某種原因致使數(shù)據(jù)丟失或破壞，使讀數(shù)偏離真實(shí)的數(shù)值；另一方面，它可以根據(jù)使用的操作人員的心理需求和可能變更數(shù)據(jù)的比例關(guān)系，從而造成弄虛作假，使可信度降低。1.3 主要研究?jī)?nèi)容LabVIEW上位機(jī)報(bào)警監(jiān)視程序設(shè)計(jì)是利用LabVIEW來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)視和故障

23、報(bào)警。主要有，利用傳感器采集信息，然后傳送到上位機(jī)上。同時(shí)，上位機(jī)軟件平臺(tái)采用LabVIEW圖形化編程語(yǔ)言，建立起數(shù)據(jù)采集和分析處理系統(tǒng)，對(duì)傳感器采集來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，如果超出預(yù)先設(shè)定好的范圍，在上位機(jī)上顯示報(bào)警信號(hào)。1.4 研究的方法、步驟（1）學(xué)習(xí)、理解LabVIEW軟件，熟悉LabVIEW編程環(huán)境，熟練掌握LabVIEW的編程語(yǔ)言，進(jìn)行程序的編寫。（2）學(xué)習(xí)、理解報(bào)警監(jiān)視系統(tǒng)的建立過(guò)程，了解建立過(guò)程中所需的器件及其所起的作用。（3）結(jié)合報(bào)警監(jiān)視系統(tǒng)的方法和要求，利用LabVIEW軟件來(lái)進(jìn)行總的程序的編寫。第二章 虛擬儀器技術(shù)介紹2.1 虛擬儀器概述儀器技術(shù)發(fā)展至今，經(jīng)歷了模擬儀器、數(shù)字化

24、儀器、智能儀器以及單臺(tái)儀器、層疊式儀器系統(tǒng)階段，從20世紀(jì)80年代進(jìn)入虛擬儀器系統(tǒng)時(shí)代。 虛擬儀器技術(shù)的由來(lái)電子技術(shù)的飛速發(fā)展及其在各方面的廣泛應(yīng)用，對(duì)儀器的“智能”要求越來(lái)越高，儀器中微機(jī)的任務(wù)不斷加重，儀器在很多方面逐漸向微計(jì)算機(jī)靠攏。因此，需要統(tǒng)籌地考慮儀器與計(jì)算機(jī)之間的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。在這種背景下，1982年出現(xiàn)了一種新型的、與PC機(jī)配合使用的模塊式儀器，自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也從傳統(tǒng)的機(jī)架層疊式結(jié)構(gòu)發(fā)展成為模塊式結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)儀器不同的是，模塊式儀器本身不帶儀器面板，因此必須借助于PC機(jī)的強(qiáng)大的圖形環(huán)境和在線幫助功能，建立圖形化的“虛擬的”儀器面板，完成對(duì)儀器的控制、數(shù)據(jù)分析與顯示。這種與PC機(jī)結(jié)

25、合構(gòu)成的，包含實(shí)際儀器使用與操作信息軟件的儀器，稱為“虛擬儀器”。1986年10月，美國(guó)NI公司推出了圖形化虛擬儀器專用開(kāi)發(fā)平臺(tái)LabVIEW，它采用獨(dú)特的圖形化編程方式，編程過(guò)程簡(jiǎn)單方便，是目前最受歡迎的虛擬儀器主流開(kāi)發(fā)平臺(tái)。在軟件上，為了兼顧其他高級(jí)語(yǔ)言開(kāi)發(fā)者的習(xí)慣，NI還推出了LabWindows /CVI等交互式開(kāi)發(fā)平臺(tái)。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，NI公司從正式發(fā)布LabVIEW 1.0到目前的LabVIEW 2010，幾乎不到兩年就推出一個(gè)新版本，可見(jiàn)虛擬儀器技術(shù)進(jìn)步的迅速。從虛擬儀器概念提出至今，有關(guān)虛擬儀器技術(shù)的研究方興未艾。研究人員在虛擬儀器硬件接口、虛擬儀器軟件及其設(shè)計(jì)方法等方面做了許

26、多有意義的研究工作，并已開(kāi)發(fā)了許多實(shí)用的虛擬儀器系統(tǒng)。典型的虛擬儀器模式可以理解為，除了信號(hào)的輸入和輸出以外，儀器的其他操作，如測(cè)量、控制、變換、分析、顯示等功能均由軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，它們依據(jù)某種通用或?qū)Ｓ每偩€標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)約，或以某種接口形式，與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，由計(jì)算機(jī)統(tǒng)一進(jìn)行調(diào)度和管理的一種數(shù)字化儀器。 虛擬儀器技術(shù)的定義所謂虛擬儀器（Virtual Instrument），是指在以通用計(jì)算機(jī)為核心的硬件平臺(tái)上，由用戶設(shè)計(jì)定義，具有虛擬面板，其儀器的大部分測(cè)試功能由測(cè)試軟件實(shí)現(xiàn)的一種計(jì)算機(jī)儀器系統(tǒng)。儀器的面板由顯示在計(jì)算機(jī)上的軟面板來(lái)代替，信號(hào)的獲取和信號(hào)的分析、處理、存儲(chǔ)及打印等功能完全由軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)

27、。其實(shí)質(zhì)是利用計(jì)算機(jī)顯示器的顯示功能來(lái)模擬傳統(tǒng)儀器的控制面板，以多種形式表達(dá)輸出檢測(cè)結(jié)果；利用計(jì)算機(jī)的軟件功能實(shí)現(xiàn)信號(hào)數(shù)據(jù)的運(yùn)算、分析和處理；利用I/O接口通信設(shè)備完成信號(hào)的采集與傳輸，最終完成各種測(cè)試功能。2.2 虛擬儀器的組成虛擬儀器一般由通用儀器硬件平臺(tái)和應(yīng)用軟件兩大部分組成。 虛擬儀器硬件平臺(tái) 虛擬儀器的硬件一般包括計(jì)算機(jī)和外圍硬件設(shè)備。PC 機(jī)可以選擇各種類型的通用計(jì)算機(jī)，它是硬件平臺(tái)的核心。虛擬儀器使用的個(gè)人計(jì)算機(jī)中，微處理器和總線成為最重要的因素。它主要用來(lái)提供實(shí)時(shí)高效的數(shù)據(jù)處理和顯示功能。而外圍硬件設(shè)備則主要包括各種計(jì)算機(jī)內(nèi)置儀器插卡和外置測(cè)試儀器設(shè)備。通過(guò)友好的圖形界面操作，

28、自己定義、自己設(shè)計(jì)，從而完成對(duì)被測(cè)試量的采集、分析和顯示等功能。目前較為常用的虛擬儀器系統(tǒng)是數(shù)據(jù)采集卡系統(tǒng)、GPIB 儀器控制系統(tǒng)、VXI 儀器系統(tǒng)以及這三者之間的任意組合。主要完成被測(cè)信號(hào)的采集、放大、模/數(shù)轉(zhuǎn)換及數(shù)/模轉(zhuǎn)換和信號(hào)輸出控制等?？筛鶕?jù)不同的總線情況采用不同的I/O接口硬件設(shè)備，如數(shù)據(jù)采集卡(DAQ)、GPIB總線儀器、VXI總線儀器模塊、串口儀器等，虛擬儀器構(gòu)成方式有五種類型， 無(wú)論上述哪種VI系統(tǒng)，都是通過(guò)應(yīng)用軟件將儀器硬件與通用計(jì)算機(jī)相結(jié)合。其中，PC-DAQ測(cè)量系統(tǒng)是構(gòu)成VI的最基本的方式，也是最廉價(jià)的方式。 虛擬儀器軟件系統(tǒng)虛擬儀器軟件由兩大部分構(gòu)成，即應(yīng)用程序和I/O

29、接口儀器驅(qū)動(dòng)程序。(1) 應(yīng)用程序： 實(shí)現(xiàn)虛擬面板功能的前面板的軟件程序； 定義儀器測(cè)試功能的流程圖軟件程序。(2) I/O接口儀器驅(qū)動(dòng)程序：這類程序用來(lái)完成特定外部硬件設(shè)備的擴(kuò)展、驅(qū)動(dòng)與通信。輸入/輸出(I/O)接口軟件存在于儀器(即I/O接口設(shè)備)與儀器驅(qū)動(dòng)程序之間，是一個(gè)完成對(duì)儀器內(nèi)部寄存器單元進(jìn)行直接存取數(shù)據(jù)操作，對(duì)VXI背板總線與器件作測(cè)試和控制，并為儀器與儀器驅(qū)動(dòng)程序提供信息傳遞的底層軟件層，是實(shí)現(xiàn)開(kāi)放的、統(tǒng)一的虛擬儀器系統(tǒng)的基礎(chǔ)與核心。儀器驅(qū)動(dòng)程序是連接上層應(yīng)用軟件與底層輸入/輸出(I/O)軟件的紐帶和橋梁。這些軟件開(kāi)發(fā)工具為用戶設(shè)計(jì)虛擬儀器應(yīng)用軟件提供了更多方便條件與良好的開(kāi)發(fā)

30、環(huán)境。 2.3 虛擬儀器的功能及特點(diǎn) 虛擬儀器的功能虛擬儀器利用個(gè)人計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的圖形環(huán)境和在線幫助功能，建立虛擬儀器面板，完成對(duì)儀器的控制，數(shù)據(jù)分析與顯示。目前虛擬儀器廣泛應(yīng)用于電子測(cè)量、電力工程、礦質(zhì)勘探、醫(yī)療、振動(dòng)分析、聲學(xué)分析、故障診斷及教學(xué)科研等諸多領(lǐng)域。虛擬儀器的基本功能有以下三點(diǎn)：(1) 信號(hào)調(diào)理與采集功能此項(xiàng)功能主要是由虛擬儀器的硬件平臺(tái)完成的。儀器硬件可以是插入式數(shù)據(jù)采集卡及必要的外圍電路，或者是帶標(biāo)準(zhǔn)總線接口的儀器，如GPIB,VXI,PXI,STD,PCI總線儀器和網(wǎng)絡(luò)化儀器等。(2) 數(shù)據(jù)分析與處理功能虛擬儀器充分利用了計(jì)算機(jī)的高速存儲(chǔ)功能、運(yùn)算功能，并通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入

31、信號(hào)的分析處理，如數(shù)字濾波、統(tǒng)計(jì)處理、數(shù)值計(jì)算、信號(hào)分析、數(shù)據(jù)壓縮、模式識(shí)別等數(shù)字信號(hào)處理。(3) 參數(shù)設(shè)置和結(jié)果表達(dá)功能虛擬儀器充分利用計(jì)算機(jī)的人機(jī)對(duì)話功能，完成儀器的各種工作參數(shù)的設(shè)置，如功能、頻段、量程等參數(shù)的設(shè)置，對(duì)測(cè)量結(jié)果的表達(dá)與輸出有多種方式，如屏幕顯示，電、磁、光存儲(chǔ)，繪圖打印，網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)取?虛擬儀器的特點(diǎn)虛擬儀器技術(shù)就是基于PC技術(shù)的、用戶自定義的測(cè)試和測(cè)量解決方案，其四大優(yōu)勢(shì)在于：性能強(qiáng)性價(jià)比高、擴(kuò)展性強(qiáng)、開(kāi)發(fā)時(shí)間短，以及出色的集成功能。(1) 性能強(qiáng)性價(jià)比高以軟件為主的測(cè)量系統(tǒng)，充分利用了常用臺(tái)式計(jì)算機(jī)及工作平臺(tái)的計(jì)算、顯示和互聯(lián)網(wǎng)等的強(qiáng)大功能。由于傳送的信號(hào)大多是數(shù)字信號(hào)

32、，數(shù)據(jù)的處理幾乎是軟件實(shí)現(xiàn)的，從而大大降低了環(huán)境干擾和系統(tǒng)誤差的影響。(2) 擴(kuò)展性強(qiáng)虛擬儀器的硬、軟件具有開(kāi)放性、模塊化、可重復(fù)使用及互換性等特點(diǎn)。為提高測(cè)試系統(tǒng)的性能，可以方便地加入一個(gè)通用儀器模塊或更換一個(gè)儀器模塊，而不必購(gòu)買一個(gè)全新的系統(tǒng)，大大有利于測(cè)試系統(tǒng)的功能擴(kuò)展。(3) 開(kāi)發(fā)時(shí)間短在驅(qū)動(dòng)和應(yīng)用兩個(gè)層面上，優(yōu)秀虛擬儀器開(kāi)發(fā)平臺(tái)已經(jīng)將其高效的軟件構(gòu)架與計(jì)算機(jī)、儀器儀表和通訊方面的最新技術(shù)結(jié)合在一起，給用戶提供最方便的、最靈活的操作以及強(qiáng)大的功能，讓用戶輕松地配置、創(chuàng)建、部署和維護(hù)高性能、低成本的測(cè)量和控制解決方案。(4) 出色的集成隨著產(chǎn)品在功能上不斷地趨于復(fù)雜，工程師們通常需要集成

33、多個(gè)測(cè)量設(shè)備來(lái)滿足完整的測(cè)試需求，虛擬儀器軟件平臺(tái)為大部分I/O設(shè)備提供了標(biāo)準(zhǔn)的接口，幫助用戶輕松地將多個(gè)測(cè)量設(shè)備集成到單個(gè)系統(tǒng)，減少了任務(wù)的復(fù)雜性。2.4 虛擬儀器的應(yīng)用前景近年來(lái)，世界各國(guó)的虛擬儀器公司開(kāi)發(fā)了不少虛擬儀器開(kāi)發(fā)平臺(tái)軟件，以便使用者利用這些儀器公司提供的開(kāi)發(fā)平臺(tái)組建自己的虛擬儀器或測(cè)試系統(tǒng)。最早和最具影響的開(kāi)發(fā)軟件，是NI公司的LabVIEW軟件和LabWindows/CVI， LabVIEW采用圖形化編程方案，是非常實(shí)用的開(kāi)發(fā)軟件。LabWindows/CVI是為熟悉C語(yǔ)言的開(kāi)發(fā)人員準(zhǔn)備的、在Windows環(huán)境下的標(biāo)準(zhǔn)ANSIC開(kāi)發(fā)環(huán)境。虛擬儀器正在繼續(xù)迅速發(fā)展。虛擬儀器的突

34、出成就不僅是可以利用PC機(jī)組建靈活的虛擬儀器，取代測(cè)量技術(shù)傳統(tǒng)領(lǐng)域的各類儀器，更重要的是它可以通過(guò)各種不同的接口總線，組建不同規(guī)模的自測(cè)試系統(tǒng)。它可以與不同的接口總線的溝通，將虛擬儀器、帶接口總線的各種電子儀器或各種插件單元，調(diào)配并組建成為中小型甚至大型的自動(dòng)調(diào)試系統(tǒng)。虛擬儀器在組成和改變儀器的功能和技術(shù)性能方面具有靈活性與經(jīng)濟(jì)性，因而虛擬儀器將會(huì)在科學(xué)技術(shù)的各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。第三章 LabVIEW軟件的學(xué)習(xí)3.1 LabVIEW 8.5開(kāi)發(fā)環(huán)境啟動(dòng)LabVIEW 8.5程序初始化界面如下圖所示：左邊新建欄中的VI選項(xiàng)用于創(chuàng)建一個(gè)新的空白的VI程序；項(xiàng)目可以創(chuàng)建一個(gè)新的工程項(xiàng)目；基于模板的

35、VI按類型列出LabVIEW自身提供的VI模板，用戶可以以這些模板為基礎(chǔ)，建立自己的程序；更多選項(xiàng)和基于模板的VI選項(xiàng)的功能類似。打開(kāi)欄中列出了最近打開(kāi)的工程項(xiàng)目和VI程序列表，通過(guò)瀏覽可以選擇其他的項(xiàng)目和VI程序。圖中右邊主要列出了LabVIEW的幫助信息，通過(guò)選擇這些信息用戶可以更好地學(xué)習(xí)LabVIEW。3.2 LabVIEW應(yīng)用程序的構(gòu)成所有的LabVIEW應(yīng)用程序，即虛擬儀器( VI )，都包括前面板、流程圖以及圖標(biāo)/連結(jié)器三部分。 前面板介紹前面板的開(kāi)發(fā)窗口如圖1所示。窗口中包含主選菜單欄和快捷工具欄。用戶制作虛擬儀器前面板是用工具選板中相應(yīng)的工具去選取控件選板上的相關(guān)控件，并拖入到

36、窗口中的適當(dāng)位置。圖1 前面板的編輯窗口前面板上的工具條：運(yùn)行按鈕。：連續(xù)運(yùn)行按鈕。：中斷運(yùn)行按鈕。當(dāng)編碼出錯(cuò)使VI不能編譯或運(yùn)行時(shí)，中斷運(yùn)行按鈕將替換運(yùn)行按鈕。：異常終止執(zhí)行按鈕。：暫停/繼續(xù)按鈕。：對(duì)齊對(duì)象按鈕。用于將變量對(duì)象設(shè)置成較好的對(duì)齊方式。：分布對(duì)象按鈕。用于對(duì)兩個(gè)及其以上的對(duì)象設(shè)置最佳分布方式。：調(diào)整對(duì)象大小按鈕。用于將若干個(gè)前面板對(duì)象調(diào)整到同一大小。前面板是圖形用戶界面，也就是VI的虛擬儀器面板，這一界面上有用戶輸入和顯示輸出兩類對(duì)象，具體表現(xiàn)有開(kāi)關(guān)、旋鈕、圖形以及其他控件和顯示對(duì)象。 程序框圖介紹程序框圖是圖形化程序的源代碼，是VI測(cè)試功能軟件的圖形化表述。虛擬儀器通過(guò)軟件編

37、程來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)試功能。圖2所示為程序框圖編輯窗口。選用工具選板中相應(yīng)的工具去控件功能選板上的有關(guān)圖標(biāo)來(lái)設(shè)計(jì)制作虛擬儀器流程圖，以完成虛擬儀器的設(shè)計(jì)工作。圖2 程序框圖的編輯窗口程序框圖工具條：加亮執(zhí)行按鈕。當(dāng)程序執(zhí)行時(shí)，在框圖代碼上能夠看都數(shù)據(jù)流，這對(duì)于調(diào)試和校驗(yàn)程序的正確運(yùn)行是非常有用的。在加亮的執(zhí)行模式下，按鈕轉(zhuǎn)變成一個(gè)點(diǎn)亮的燈泡：。：保存連線值按鈕。：?jiǎn)尾竭M(jìn)入按鈕。允許進(jìn)入節(jié)點(diǎn)，一旦進(jìn)入節(jié)點(diǎn)，就可在節(jié)點(diǎn)內(nèi)部單步執(zhí)行。 ：?jiǎn)尾教^(guò)按鈕。單步跳過(guò)節(jié)點(diǎn)，但不執(zhí)行時(shí)不進(jìn)入節(jié)點(diǎn)內(nèi)部但有效地執(zhí)行節(jié)點(diǎn)。：?jiǎn)尾教霭粹o。允許跳出節(jié)點(diǎn)，通過(guò)跳出節(jié)點(diǎn)可完成該節(jié)點(diǎn)的單步執(zhí)行并跳轉(zhuǎn)到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。：文本設(shè)置按鈕。：層

38、疊順序。在程序框圖中對(duì)VI編程，以控制和操縱定義在前面板上的輸入和輸出功能。程序框圖中包括前面板上的控件的連線端子，還有一些前面板上沒(méi)有，但編程必須有的東西，例如函數(shù)、結(jié)構(gòu)和連線等。 圖標(biāo)/連接器簡(jiǎn)介 VI具有層次化和結(jié)構(gòu)化的特征。一個(gè)VI可以作為子程序，這里稱為子VI (Sub VI)，被其他VI調(diào)用。圖標(biāo)與連接器在這里相當(dāng)于圖形化的參數(shù)。構(gòu)造子VI主要的工作就是定義它的圖標(biāo)和聯(lián)接器。每個(gè)VI在前面板和流程圖窗口的右上角都顯示了一個(gè)默認(rèn)的圖標(biāo)。可以用窗口左邊的各種工具設(shè)計(jì)像素編輯區(qū)中的圖標(biāo)形狀。編輯區(qū)右側(cè)的一個(gè)方框中顯示了一個(gè)實(shí)際大小的圖標(biāo)。聯(lián)接器是 VI 數(shù)據(jù)的輸入輸出接口。如果用面板控制

39、對(duì)象或者顯示對(duì)象從子 VI 中輸出或者輸入數(shù)據(jù)，那么這些對(duì)象都需要在聯(lián)接器面板中有一個(gè)連線端子。用戶可以通過(guò)選擇 VI的端子數(shù)并為每個(gè)端子指定對(duì)應(yīng)的前面板的對(duì)象以定義聯(lián)器。3.3 LabVIEW的操作選板在LabVIEW的用戶界面上，應(yīng)特別注意它的操作模板，包括工具選板、控件選板和函數(shù)選板。這些選板集中反映了該軟件的功能與特征。工具選板介紹 該選板提供了各種用于創(chuàng)建、修改和調(diào)試VI程序的工具，如圖3所示。如果該選板沒(méi)有出現(xiàn)，則可以在查看菜單下選擇工具選板命令以顯示該選板。圖3 工具選板數(shù)據(jù)操作工具：使用該工具來(lái)操作前面板的控制和顯示。使用它向數(shù)字或字符串控制中鍵入值時(shí)，工具會(huì)變成標(biāo)簽工具的形狀

40、。對(duì)象選擇工具：用于選擇、移動(dòng)或改變對(duì)象的大小。當(dāng)它用于改變對(duì)象的連框 大小時(shí)，會(huì)變成相應(yīng)形狀。文本編輯工具：用于輸入標(biāo)簽文本或者創(chuàng)建自由標(biāo)簽。當(dāng)創(chuàng)建自由標(biāo)簽時(shí)它會(huì)變成相應(yīng)形狀。連線工具：用于在框圖程序上連接對(duì)象。如果聯(lián)機(jī)幫助的窗口被打開(kāi)時(shí)，把該工具放在任一條連線上，就會(huì)顯示相應(yīng)的數(shù)據(jù)類型。彈出選單工具：用于彈出右鍵快捷選單,與單擊鼠標(biāo)右鍵作用相同。滾動(dòng)窗口工具：同時(shí)移動(dòng)窗口內(nèi)所有的對(duì)象。斷點(diǎn)工具：使用該工具在VI的框圖程序內(nèi)設(shè)置或清除斷點(diǎn)。探針工具：可以在框圖程序內(nèi)的數(shù)據(jù)連線上設(shè)置數(shù)據(jù)探針。程序調(diào)試員可以通過(guò)控針窗口來(lái)觀察該數(shù)據(jù)流線上的數(shù)據(jù)變化狀況。顏色復(fù)制工具：使用該工具來(lái)提取顏色用于編輯

41、其他的對(duì)象。顏色工具：用來(lái)給對(duì)象定義顏色。它也顯示出對(duì)象的前景色和背景色。 控件選板介紹該選板用來(lái)給前面板的設(shè)置各種所需的輸出顯示對(duì)象和輸入控件對(duì)象。控件選板如下圖4所示，它包括如下所示的一些子選板。每個(gè)圖標(biāo)代表一類子選板。如果控件選板不顯示，可以用查看菜單的控件選板功能打開(kāi)它，也可以在前面板的空白處，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，以彈出控件選板。圖4 控件選板注：只有當(dāng)打開(kāi)前面板窗口時(shí)才能調(diào)用控制模板?？刂颇０迦缟蠄D所示，它包括如圖所示的幾個(gè)子模板： 數(shù)字型模板：包含數(shù)值的控制和顯示。 布爾型模塊：邏輯數(shù)值的控制和顯示。 字符串模板：字符串和路徑的控制和顯示。 列表和表格模板：表格和列表欄的控制和顯示。 數(shù)

42、組和矩陣模板：復(fù)合型數(shù)據(jù)類型的控制和顯示。 圖形模板：顯示數(shù)據(jù)結(jié)果的趨勢(shì)圖和曲線圖。 路徑和參考名模板：文件路徑和各種標(biāo)識(shí)的控制和顯示。 控件容器庫(kù)模板：用于操作OLE、ActiveX等功能。 對(duì)話框模板：用于輸入對(duì)話框的顯示控制。 修飾模板：用于給前面板進(jìn)行裝飾的各種圖形對(duì)象。 函數(shù)選板介紹函數(shù)選板是創(chuàng)建流程圖程序的工具。該選板上的每一個(gè)頂層圖標(biāo)都表示1個(gè)子選板。若函數(shù)選板不出現(xiàn)，則可以用查看菜單下的函數(shù)選板功能打開(kāi)它，也可以在流程圖程序窗口的空白處點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵以彈出函數(shù)選板，函數(shù)選板如下圖5所示。 圖5 函數(shù)選板注：只有打開(kāi)了程序框圖窗口，才能出現(xiàn)功能模板。功能模板如下圖所示：結(jié)構(gòu)模板：包

43、括程序控制結(jié)構(gòu)命令，例如循環(huán)控制等，以及全局變量和局部變量。數(shù)值運(yùn)算模板：包括各種常用的數(shù)值運(yùn)算符，如+、-等；以及各種常見(jiàn)的數(shù)值運(yùn)算式，如+1運(yùn)算；還包括數(shù)制轉(zhuǎn)換、三角函數(shù)、對(duì)數(shù)、復(fù)數(shù)等運(yùn)算，以及各種數(shù)值常數(shù)。布爾邏輯模板：包括各種邏輯運(yùn)算符以及布爾常數(shù)。字符串運(yùn)算模板：包含各種字符串操作函數(shù)、數(shù)值與字符串之間的轉(zhuǎn)換函數(shù)，以及字符(串)常數(shù)等。數(shù)組模板：包括數(shù)組運(yùn)算函數(shù)、數(shù)組轉(zhuǎn)換函數(shù)，以及常數(shù)數(shù)組等。 簇模板。包括群的處理函數(shù)，以及群常數(shù)等。這里的群相當(dāng)于C語(yǔ)言中的結(jié)構(gòu)。比較模板：包括各種比較運(yùn)算函數(shù)，如大于、小于、等于。 定時(shí)模板：包括對(duì)話框窗口、時(shí)間和出錯(cuò)處理函數(shù)等。 圖形與聲音模塊：包

44、括3D、OpenGL、聲音播放等功能模塊。應(yīng)用程序控制模塊:包括動(dòng)態(tài)調(diào)用VI、標(biāo)準(zhǔn)可執(zhí)行程序的功能函數(shù)。3.4 LabVIEW程序調(diào)試技術(shù) 運(yùn)行VI運(yùn)行VI將執(zhí)行為該VI所設(shè)計(jì)的操作。工具欄上的運(yùn)行按鈕為白色實(shí)心箭頭時(shí)表示VI可以運(yùn)行。如圖所示：。白色實(shí)心箭頭也表示為該VI創(chuàng)建連線板后可將其作為子VI使用。 單擊運(yùn)行或連續(xù)運(yùn)行按鈕或程序框圖工具欄上的單步執(zhí)行按鈕，VI便開(kāi)始運(yùn)行。VI運(yùn)行時(shí)，運(yùn)行按鈕變?yōu)楹谏^，表明該VI正在運(yùn)行。如圖所示。 VI在運(yùn)行時(shí)無(wú)法對(duì)其進(jìn)行編輯。單擊運(yùn)行按鈕，VI只運(yùn)行一次，并在完成其數(shù)據(jù)流后停止。單擊連續(xù)運(yùn)行按鈕，VI將連續(xù)運(yùn)行直到手動(dòng)停止VI的運(yùn)行為止。如圖所示

45、: 單擊單步執(zhí)行按鈕，VI將以步進(jìn)方式運(yùn)行。中止運(yùn)行按鈕令VI在當(dāng)前循環(huán)完成前立即停止運(yùn)行。 出現(xiàn)語(yǔ)法錯(cuò)誤如果一個(gè)VI程序存在語(yǔ)法錯(cuò)誤，則在面板工具條上的運(yùn)行按鈕將會(huì)變成一個(gè)折斷的箭頭，表示VI程序不能被執(zhí)行。這時(shí)這個(gè)按鈕被稱作錯(cuò)誤列表。創(chuàng)建或編輯VI時(shí)，如VI存在錯(cuò)誤，運(yùn)行按鈕顯示為斷開(kāi)。如圖所示: , 如已完成程序框圖的連線而該按鈕仍顯示為斷開(kāi)，則表示VI是斷開(kāi)的且不能運(yùn)行。 單擊斷開(kāi)的運(yùn)行按鈕或選擇查看錯(cuò)誤列表可查找VI斷開(kāi)的原因。錯(cuò)誤列表列出了所有的錯(cuò)誤。錯(cuò)誤項(xiàng)列出了內(nèi)存中所有含有錯(cuò)誤的項(xiàng)的名稱，如VI和項(xiàng)目庫(kù)。如兩個(gè)或多個(gè)項(xiàng)具有相同的名稱，則錯(cuò)誤項(xiàng)部分會(huì)顯示每一項(xiàng)的特定應(yīng)用程序?qū)嵗?/p>

46、錯(cuò)誤和警告列出了在錯(cuò)誤項(xiàng)中選中的VI錯(cuò)誤和警告信息。詳細(xì)信息描述了錯(cuò)誤信息，有時(shí)還會(huì)建議如何糾正錯(cuò)誤。單擊幫助按鈕，可顯示LabVIEW幫助中對(duì)錯(cuò)誤的詳細(xì)描述和糾正錯(cuò)誤步驟的相關(guān)主題。單擊顯示錯(cuò)誤按鈕或雙擊錯(cuò)誤描述，可高亮顯示程序框圖或前面板中包含錯(cuò)誤的區(qū)域。 如VI中含有警告且錯(cuò)誤列表窗口中的顯示警告復(fù)選框被選中，工具欄將包含警告按鈕。如圖所示: .選擇工具選項(xiàng)，然后從類別列表中選擇調(diào)試，再選中默認(rèn)在錯(cuò)誤列表對(duì)話框中顯示警告復(fù)選框，可將LabVIEW配置成總是在錯(cuò)誤列表窗口中顯示警告。在錯(cuò)誤列表窗口打開(kāi)時(shí)也可進(jìn)行上述修改，并可立即查看修改結(jié)果。 3.5 LabVIEW程序的一般設(shè)計(jì)過(guò)程首先創(chuàng)

47、建前面板：（1）根據(jù)實(shí)際中的儀器面板以及該虛擬儀器所要實(shí)現(xiàn)的功能來(lái)設(shè)計(jì)前面板。（2）前面板主要由輸入控制器和輸出指示器組成。使用控制器可以輸入數(shù)據(jù)到程序中，而指示器則可用來(lái)顯示程序產(chǎn)生的數(shù)值。（3）利用控制模板來(lái)添加輸入控制器和輸出指示器，添加后會(huì)在框圖程序窗口中出現(xiàn)對(duì)應(yīng)的控制器或指示器的端口圖標(biāo)框圖程序的設(shè)計(jì) （1）框圖程序是由節(jié)點(diǎn)、端口和連線組成的可執(zhí)行代碼。（2）對(duì)框圖程序的設(shè)計(jì)主要是對(duì)節(jié)點(diǎn)、數(shù)據(jù)端口和連線的設(shè)計(jì)。（3）節(jié)點(diǎn)是VI程序運(yùn)行的要素，即一個(gè)執(zhí)行單位，可以把它理解為程序的一條語(yǔ)句，它包括四種類型：函數(shù)（基本操作）、VI子程序、結(jié)構(gòu)和代碼接口。（4）端口： 控制器和指示器端口：前

48、面板控件在框圖中的映射，節(jié)點(diǎn)端口：函數(shù)圖標(biāo)的連線端口第四章 渡船簡(jiǎn)介4.1 渡船介紹渡船,又稱渡輪,是航行于江河、湖泊、海峽及島嶼之間的運(yùn)輸船舶，主要用于載運(yùn)旅客、貨物、車輛和列車渡過(guò)江河、湖泊、海峽。渡船是一種短程運(yùn)輸船舶，它歷史悠久，在世界各地的許多地方可以看見(jiàn)它的身影。 渡船的特點(diǎn)渡船具有以下特點(diǎn)：（1）船體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，船上設(shè)備簡(jiǎn)單，尤其是江河里過(guò)渡用的渡船，船體輕巧，生活設(shè)備很少。（2）有寬大的艙室和甲板，便于多載客，多裝貨。（3）具有良好的操縱性，一般有兩套動(dòng)力裝置，用雙螺旋槳推進(jìn)，操縱性好，可以方便地?？看a頭，上下旅客，裝卸貨物。（4）具有良好的穩(wěn)性，船體寬大，穩(wěn)性，有的渡船采用雙體

49、船船型，航行時(shí)平穩(wěn)。 渡船的類型渡船有多種類型，有旅客渡船、汽車渡船、列車渡船和新型的鐵路聯(lián)絡(luò)船。（1）旅客渡船旅客渡船用來(lái)載運(yùn)旅客及其隨身攜帶的物品渡過(guò)江河、湖泊、海峽，有時(shí)同時(shí)運(yùn)送非機(jī)動(dòng)車和小型機(jī)動(dòng)車輛，實(shí)際上，它就是一艘短程運(yùn)輸?shù)目痛?，為了保證有足夠的穩(wěn)性，常采用雙體船船型。旅客渡船上設(shè)有旅客坐席。（2）汽車渡船汽車渡船用來(lái)載運(yùn)汽車渡過(guò)江河、湖泊、海峽，有端靠式和側(cè)靠式兩種。前者首尾相同，甲板呈長(zhǎng)方形，兩端設(shè)有吊架和帶鉸鏈的跳板，汽車通過(guò)跳板上下渡船；后者船比較大，汽車可通過(guò)碼頭上的跳板從兩側(cè)上下渡船。汽車渡船的特點(diǎn)是首、尾端對(duì)稱，在首、尾端均裝有推進(jìn)器和船舵。這樣，船的首、尾端均可以靠

50、岸。（3）列車渡船列車渡船，又稱火車渡船，用于載運(yùn)鐵路車輛渡過(guò)江河、海峽。它的甲板呈長(zhǎng)方形，上鋪軌道。船的首位形狀相同，列車可以從兩端進(jìn)出。船的兩端都有舵和推進(jìn)器，航行時(shí)不需要調(diào)頭。列車上下渡船要經(jīng)過(guò)棧橋。對(duì)于要渡過(guò)較寬海峽的列車渡船要有較好的耐波性，因而首部與常規(guī)船相似，列車從船尾端上下渡船。（4）鐵路聯(lián)絡(luò)船鐵路聯(lián)絡(luò)船是在傳統(tǒng)的列車渡船的基礎(chǔ)上研制出來(lái)，實(shí)際是載運(yùn)列車和旅客渡過(guò)海峽的多用途船。它有常規(guī)海船的首部，船的下層鋪有軌道，用于停放列車，列車由船尾上下船。船上有上層建筑，可供旅客和列車乘務(wù)員在渡船航程中活動(dòng)和休息。鐵路聯(lián)絡(luò)船首先由日本研制，其后，瑞典特雷勒堡到德國(guó)薩斯尼茨的傳統(tǒng)渡船航線

51、上，也開(kāi)始采用這種新型渡船。4.2 渡船機(jī)艙監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的介紹 船舶機(jī)艙監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)概述船舶機(jī)艙監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)是現(xiàn)代自動(dòng)化船舶機(jī)艙中的最重要的基本設(shè)備，它是能準(zhǔn)確可靠地代替輪機(jī)員，時(shí)刻巡回檢測(cè)機(jī)艙中主要設(shè)備的工作狀況，保證機(jī)器安全運(yùn)行的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。當(dāng)被測(cè)參數(shù)出現(xiàn)不正常時(shí)，它立即自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并進(jìn)行打印記錄，通知值班人員及時(shí)采取措施排除故障。同時(shí)該系統(tǒng)還能定時(shí)和隨時(shí)自動(dòng)進(jìn)行全點(diǎn)和選點(diǎn)顯示，打印記錄檢測(cè)點(diǎn)序號(hào)、時(shí)間、檢測(cè)點(diǎn)參數(shù)等。船舶機(jī)艙監(jiān)測(cè)監(jiān)視過(guò)程及信息參數(shù)船舶機(jī)艙監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)按集中監(jiān)視工作過(guò)程分為2種：一種是連續(xù)集中監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)。其特點(diǎn)是長(zhǎng)期連續(xù)不斷地對(duì)機(jī)艙內(nèi)各種設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)同時(shí)檢測(cè)，一旦發(fā)

52、生故障，該檢測(cè)點(diǎn)的傳感器發(fā)送越限信號(hào)到集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，報(bào)警系統(tǒng)將報(bào)警信號(hào)送到機(jī)艙、集控室、駕駛室、公共場(chǎng)所以及輪機(jī)長(zhǎng)、輪機(jī)員臥室。報(bào)警信號(hào)一般設(shè)置聲響報(bào)警、閃光報(bào)警燈信號(hào)，有的還設(shè)有儀表指示、數(shù)字顯示及打印記錄。另一種是巡回檢測(cè)機(jī)艙監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)。其特點(diǎn)是對(duì)各機(jī)器設(shè)備運(yùn)行參數(shù)依次進(jìn)行周期性的自動(dòng)檢測(cè)，也稱掃描顯示，可以由數(shù)字電路或微機(jī)式的方式構(gòu)成，同樣可進(jìn)行數(shù)字顯示或CRT顯示、打印記錄和報(bào)警，適用于檢測(cè)點(diǎn)多的場(chǎng)合。在機(jī)艙中需要監(jiān)測(cè)報(bào)警的參數(shù)分3類：模擬量、開(kāi)關(guān)量和電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)信息。模擬量就是被測(cè)參數(shù)對(duì)外表現(xiàn)為連續(xù)變化的形式，如溫度、壓力、流量等。開(kāi)關(guān)量就是被測(cè)量對(duì)外表現(xiàn)為斷續(xù)變化的形式。有一種需要

53、越限報(bào)警，如液位高低的浮子觸點(diǎn)；還有一種不需要報(bào)警，只是用指示燈指示某些設(shè)備工作是否正常。電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)信息是對(duì)風(fēng)機(jī)、泵類的監(jiān)測(cè)參數(shù)，這些設(shè)備不但要求監(jiān)測(cè)其正常的運(yùn)轉(zhuǎn)和故障停車，而且要求對(duì)正常手動(dòng)停車加以區(qū)別，故設(shè)計(jì)了電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)單元來(lái)處理這類信息。 船舶機(jī)艙監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的功能機(jī)艙監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn) “無(wú)人機(jī)艙”就必須具備以下功能:1.故障監(jiān)測(cè)報(bào)警對(duì)主輔機(jī)、風(fēng)機(jī)、油柜、水柜等設(shè)備的各種工況及運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)報(bào)警。若有某工況參數(shù)越限時(shí)，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)立即發(fā)出聲光顯示信號(hào)通知當(dāng)班輪機(jī)員，警示其注意機(jī)艙動(dòng)力設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)向。2.記錄（1）定時(shí)（1h、2h、4h）制表記錄。把主、輔機(jī)主要的工況參數(shù)（模擬量）定時(shí)地記錄

54、下來(lái)。（2）故障記錄。把被測(cè)點(diǎn)（開(kāi)關(guān)量或模擬量）發(fā)生故障和排除故障的時(shí)間分別記錄下來(lái)供查詢。（3）召喚記錄。根據(jù)需要，只要按動(dòng)相應(yīng)按鈕，隨時(shí)把系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的工況參數(shù)打印記錄下來(lái)。3.顯示(1) 表頭指針式顯示。通常采用數(shù)量相近工況參數(shù)分組法來(lái)顯示它們。(2) 數(shù)字式顯示。通常共用一只數(shù)字顯示器來(lái)顯示全部工況參數(shù)（模擬量）。4.機(jī)艙監(jiān)測(cè)報(bào)警輔助功能機(jī)艙監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)除以上3種主要功能外，還需要有以下幾種輔助功能：分組報(bào)警根據(jù)發(fā)生報(bào)警的重要程度，把各監(jiān)測(cè)點(diǎn)劃分成4組：一般報(bào)警，如艙底水位等。重要報(bào)警，如發(fā)電機(jī)冷卻水溫度等。主機(jī)減速運(yùn)行報(bào)警，如主機(jī)活塞冷卻水高溫等。主機(jī)停車報(bào)警，如滑油壓力過(guò)低等。分組報(bào)警

55、方式不僅便于當(dāng)班輪機(jī)員對(duì)報(bào)警信號(hào)的重要程度做到心中有數(shù)，而且把分組報(bào)警信號(hào)送到駕駛室、輪機(jī)長(zhǎng)室、輪機(jī)員和公共場(chǎng)所的延伸報(bào)警箱，使它們也發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，達(dá)到延伸報(bào)警的目的，所以分組報(bào)警是“無(wú)人機(jī)艙”必備功能之一。排氣溫度偏差報(bào)警排氣溫度偏差報(bào)警是排氣溫度相對(duì)于各氣缸中排氣溫度算術(shù)平均值之差值的報(bào)警，當(dāng)|t |t1時(shí)，意味著某種原因造成各汽缸之間排氣溫度差別較大，某汽缸的功率發(fā)揮不出，某汽缸有故障，若繼續(xù)工作下去，將要危及主機(jī)的安全，因此通過(guò)報(bào)警及時(shí)告知當(dāng)班人員注意主機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，并采取措施。4.3設(shè)計(jì)的要求和用到送到知識(shí)點(diǎn)本次設(shè)計(jì)不需要對(duì)渡船監(jiān)測(cè)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行編程,而是只需對(duì)渡船上所需監(jiān)測(cè)的幾個(gè)模

56、擬量進(jìn)行報(bào)警監(jiān)測(cè)的程序設(shè)計(jì)就行。4.3.1所需控制量的要求六個(gè)模擬量：（1）主機(jī)轉(zhuǎn)速：控制范圍為02000r/s，限制在 1800r/s 以下，一旦超過(guò)就會(huì)報(bào)警，報(bào)警燈閃爍。（2）滑油壓力：控制范圍為018Pa，限制在 8Pa 以下，一旦超過(guò)就會(huì)報(bào)警，報(bào)警燈閃爍。（3）冷卻水壓力：控制范圍為01.6Pa，限制在 1.4Pa 以下，一旦超過(guò)就會(huì)報(bào)警，報(bào)警燈閃爍。（4）滑油溫度：控制范圍為0100，限制在 80以下,一旦超過(guò)就會(huì)報(bào)警,報(bào)警燈閃爍。（5）冷卻水溫度：控制范圍為0100，限制在80以下,一旦超過(guò)就會(huì)報(bào)警,報(bào)警燈閃爍。（6）排氣溫度：控制范圍為0700，限制在650以下,一旦超過(guò)就會(huì)報(bào)警

57、,報(bào)警燈閃爍。4.3.2 設(shè)計(jì)所用到的知識(shí)順序結(jié)構(gòu):當(dāng)程序運(yùn)行到順序結(jié)構(gòu)時(shí),會(huì)按照一個(gè)框架接著一個(gè)框架的順序依次執(zhí)行。每個(gè)框架中的代碼全部執(zhí)行結(jié)束，才會(huì)再開(kāi)始執(zhí)行下一個(gè)框架。把代碼放置在不同的框架中就可以保證它們的執(zhí)行順序。While循環(huán)結(jié)構(gòu)： 它重復(fù)執(zhí)行代碼片段直到滿足某種條件為止。屬性節(jié)點(diǎn)： LabVIEW中每一個(gè)變量、控件和對(duì)象等都有屬性節(jié)點(diǎn)，包含著變量、控件和對(duì)象等的位置、可視、值、顏色等信息，利用這些信息，可以通過(guò)屬性節(jié)點(diǎn)對(duì)控件的外觀進(jìn)行設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)利用屬性節(jié)點(diǎn)的Blinking性能來(lái)讓報(bào)警燈閃爍。4.4 LabVIEW程序的設(shè)計(jì)4.4.1 程序框圖的設(shè)計(jì)(1)主機(jī)轉(zhuǎn)速控制量在程序

58、框圖上的設(shè)計(jì)：(2) 滑油壓力控制量在程序框圖上的設(shè)計(jì)：(3) 冷卻水壓力控制量在程序框圖上的設(shè)計(jì)：(4) 滑油溫度控制量在程序框圖上的設(shè)計(jì)：(5) 冷卻水溫度控制量在程序框圖上的設(shè)計(jì)：(6) 排氣溫度控制量在程序框圖上的設(shè)計(jì)：4.4.2 前面板的設(shè)計(jì)4.5 LabVIEW程序的調(diào)試4.5.1 輸入值沒(méi)有超過(guò)上限的調(diào)試其中:主機(jī)轉(zhuǎn)速為1500r/s 滑油壓力為7Pa 冷卻水壓力為1.3Pa滑油溫度為60 冷卻水溫度為60 排氣溫度為600 4.5.2 輸入值超過(guò)上限的調(diào)試其中:主機(jī)轉(zhuǎn)速為1900r/s 滑油壓力為9Pa 冷卻水壓力為1.5Pa滑油溫度為90 冷卻水溫度為90 排氣溫度為700

59、4.5.3 調(diào)試的結(jié)果LabVIEW程序的調(diào)試成功的顯示一旦當(dāng)模擬量的輸入值超過(guò)上限時(shí)，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出報(bào)警，報(bào)警燈開(kāi)始閃爍，提醒操作人員注意發(fā)生的情況。結(jié) 論本設(shè)計(jì)是利用LabVIEW進(jìn)行上位機(jī)報(bào)警監(jiān)視程序的設(shè)計(jì)，它是虛擬儀器在測(cè)控領(lǐng)域的一次嘗試。實(shí)踐證明虛擬儀器是一種優(yōu)秀的解決方案，能夠高效的實(shí)現(xiàn)各種測(cè)控任務(wù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展和遠(yuǎn)程測(cè)試的需要，驅(qū)動(dòng)虛擬儀器網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。以PC機(jī)或工作站為平臺(tái)，運(yùn)用虛擬儀器技術(shù)構(gòu)成實(shí)用的測(cè)控系統(tǒng)將成為儀器和測(cè)試技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向。通過(guò)本設(shè)計(jì)，深刻的認(rèn)識(shí)到了虛擬儀器技術(shù)是儀器發(fā)展的重要發(fā)展方向。虛擬儀器以嶄新的模式和強(qiáng)大的功能深入人心。伴隨計(jì)算機(jī)技術(shù)和

60、信息技術(shù)的發(fā)展虛擬儀器必將拓展到各個(gè)領(lǐng)域，引起測(cè)控儀器的深層次變革。致 謝歷時(shí)三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)工作已經(jīng)接近了尾聲，自己投入了滿腔熱忱和極大精力的畢業(yè)論文也基本完成。在這段難忘的日子里，有過(guò)歡呼，也有過(guò)沮喪；有過(guò)期盼，也有過(guò)迷茫，但更多的是點(diǎn)點(diǎn)滴滴所積累起來(lái)的收獲。通過(guò)對(duì)學(xué)過(guò)知識(shí)的回顧，不但鞏固了自己的基礎(chǔ)，更深化了我對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解和認(rèn)識(shí)；通過(guò)對(duì)新知識(shí)的學(xué)習(xí)，不但培養(yǎng)了我的自學(xué)能力，更鍛煉了我求索創(chuàng)新的意志。付出就有回報(bào)，幾個(gè)月的辛勤努力最終換來(lái)了豐碩的果實(shí)，真的希望這果實(shí)能成為校園實(shí)驗(yàn)教學(xué)做出些許的貢獻(xiàn)。成績(jī)并不屬于我自己，在我身后，有許多人在支持我，鼓勵(lì)我，關(guān)心我，在此我要一一表示感謝。首