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1. 研究目的与意义

随着计算机技术、大规模集成电路技术和通讯技术的飞速发展，仪器技术领域发生了巨大的变化，美商国家仪器公司(nationalinstruments)于八十年代中期首先提出基于计算机技术的虚拟仪器的概念，把虚拟测试技术带入新的发展时期，随后研制和推出了基于多种总线系统的虚拟仪器。虚拟仪器就是在通用计算机上加上软件和（或）硬件，使得使用者在操作这台计算机时，就象是在操作一台他自己设计的专用的传统电子仪器。在虚拟仪器系统中，硬件仅仅是为了解决信号的输入输出，软件才是整个仪器系统的关键，任何一个使用者都可以通过修改软件的方法，很方便地改变、增减仪器系统的功能与规模，所以有软件就是仪器之说。虚拟仪器技术的出现，彻底打破了传统仪器由厂家定义，用户无法改变的模式，虚拟仪器技术给用户一个充分发挥自己的才能、想象力的空间。用户（而不是厂家）可以随心所欲地根据自己的需求，设计自己的仪器系统，满足多种多样的应用需求。虚拟仪器系统概念是对传统仪器概念的重大突破，是计算机系统与仪器系统技术相结合的产物。它利用计算机系统的强大功能，结合相应的硬件，大大突破传统仪器在数据处理、显示、传送、处理等方面的限制，使用户可以方便地对其进行维护、扩展、升级等。

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。

基于此本次毕业设计就是通过虚拟仪器来完成的。

2. 国内外研究现状分析

从虚拟仪器概念提出至今,有关虚拟仪器技术的研究方兴未艾.研究人员在虚拟仪器硬件接口、虚拟仪器软件及其设计方法等方面做了许多有意义的研究工作,并已开发了许多实用的虚拟仪器系统.

1.各种虚拟仪器开发平台为虚拟仪器的推广应用奠定了基础

美国ni公司在虚拟仪器概念出现以后,推出了图形化虚拟仪器专用开发平台labview.这种平台采用独特的图形化编程方式,编程过程简单方便,是目前最受欢迎的虚拟仪器主流开发平台.为了兼顾其他高级语言软件开发者的习惯,ni还推出了labwindows/cvi、componentworks等交互式开发平台美国hp公司的hpvee、tektronis公司的eztest和tektns以及美国hemdata公司的snap-marter平台软件,也是国际上公认的优秀虚拟仪器开发平台。在国内,西安交大韩九强等采用面向对象技术研究了可组态生成不同虚拟仪器的可视化虚拟仪器软件开发平台,重庆大学秦树人等提出了虚拟仪器产品的网络化开发方法。

3. 研究的基本内容与计划

一、研究内容

虚拟仪器包括硬件和软件两个基本要素，硬件功能是获取被测的物理信号，提供信号传输的通道；软件则是实现数据采集、分析、处理、显示等功能，并将其集成为仪器操作与运行的一体化环境。总体而言，虚拟仪器硬件以vxi、pxi等先进的计算机接口总线发展为标志，而软件技术则是以visa、scpi、iva等标准和labview、labwindows/cvi等先进开发平台为核心，构成一个完整的虚拟仪器技术体系。

二、计划

4. 研究创新点

融合计算机强大的硬件资源,突破了传统仪器在数据处理、显示、存储等方面的限制,大大增强了传统仪器的功能;

利用计算机丰富的软件资源,实现了部分仪器硬件的软件化,节省了物质源,增加了系统灵活性;通过软件技术和相应数值算法,实时、直接地对测试数据进行各种分析与处理;通过图形用户界面技术,真正做到界面友好、人机交互;