⑴ 車載測速雷達二次開發:PC機顯示界面及數據處理軟體開發
虛擬儀器 - 軟體就是儀器
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介紹
多媒體計算機,信息計算機信息科學和計算機網路的發展,高速公路的三個重要方向。它們相互聯系,相互促進,共同發展,已經滲透到人們的日常工作??生活中,學習娛樂的各個方面,並逐步由辦公室,實驗室的家庭。
虛擬現實是一個重要的應用領域,多媒體計算機,多媒體技術,虛擬現實技術基礎。虛擬現實(虛擬現實)是一個模擬現實的環境中使用多媒體計算機技術生成一個逼真的視覺,聽覺,觸覺和嗅覺。用戶可能會採用自然的技能這個虛擬現實的互動體驗,而用戶體驗的結果的反應與用戶體驗真正的現實 - 虛擬現實的結果相似或相同的。虛擬現實概念包括三個層次的含義:
1,虛擬現實是利用計算機技術生成逼真的實體,該實體擁有一個真正的立體視覺,立體聽覺,質感觸覺和嗅覺。
2,人們可以對話,即一個人的頭部,眼睛,四肢真實自然的技能與虛??擬現實在虛擬現實的各種行動的反應。
3,虛擬現實技術往往必須依靠三維感測設備來完成交互操作,如頭戴式立體顯示器,數據手套,數據衣服,三維操作等。
虛擬現實技術還處於起步階段,但在科學計算可視化,CAD,飛機/汽車/外科,虛擬儀器模擬經營及其他方面的應用。具有廣闊的應用前景,在航空航天,國防,生物醫學,教育,培訓,娛樂,游戲,旅遊領域。
虛擬儀器(虛擬儀器 - VI)是虛擬現實技術在儀器儀表領域,已經悄然崛起在國際舞台上的一個重要應用。虛擬儀器作為一台多媒體電腦,使用圖形界面的編程技術來模擬實際的儀表盤,功能和操作,從而產生特殊的工具,以完成各種任務的基礎。
由於高度的科學和技術的發展,導致了各種強大的,日益復雜的金融工具不斷涌現,許多電腦微機化儀器的發展趨勢,其主要性能為基礎的儀器:
1,計算機硬體及介面標准化
2的硬體和軟體技術
3,模塊化的軟體
模塊控制
5,系統集成
編程圖形
7,科學計算可視化
硬體介面的軟體驅動程序
計算機軟體和硬體技術的不斷發展,再加上實際應用的需求,因此,人們越來越大的興趣在虛擬儀器,虛擬儀器也已成為一種現實的可能性。開發的虛擬儀器主要是由於以下用途:
1,節約了儀器儀表的開發時間和資金
2,充分利用計算機數據處理和分析功能
3 ,統一儀器的用戶界面
提高了儀器的功能和適用范圍
5集成的儀器需要
很容易地擴展虛擬儀器的儀器主要由以下幾個部分組成:
1介面的控制項庫
2,數據輸入,輸出
3,數據處理方法庫
資料庫
5個數據的存儲和管理<BR / 6,任意信號發生器
7,圖形界面編程環境
界面控制項庫,包括一些常用的儀表盤組件,如指標計發光二極體,按鈕,刻度盤,刻度盤,滑塊等,每個控制,具有可編程的功能和屬性。
數據輸入和輸出從外部設備中獲取數據到計算機或輸出數據由計算機來控制外部設備,數據採集板,串列和並行通信,以及其他標準的介面(IEEE- 488 GPIB,RS-232,RS-422,SCSI,VXI等),通信驅動軟體,,延長儀器適用
應用范圍。
數據處理方法庫的集中數據處理方法,如FFT計算,過濾,建模,參數估計,並提供編程介面,這些治療方法,這些方法只是簡單的組合完成復雜的各種任務。
數據表示的方式來顯示數據和處理結果,包括數字顯示,曲線,直方圖,散點圖,二維圖形,三維網格圖案,填充圖形三維,四維圖形,圖像甚至是動態的圖形或圖像,數據表示是非常直觀和易於理解。
數據存儲和管理主要是指格式的數據存儲,數據查詢,數據瀏覽方法。的
的必要性的基礎上產生任何信號產生的信號,其中的一些是標准信號可用於儀器測試和自檢。
圖形化編程環境,用戶可以使用任意組合的控制和方法,結合為一個整體,形成專門的儀器工具。虛擬儀器的用戶可以快速生成所需的儀器像積木。
一個集成的環境,例如現有的虛擬儀器
1,MATLAB將高性能的數值計算和數據分析軟體
MATLAB是由美國MathWorks公司將高性能的數值計算和數據分析軟體。它已成為行業標准,工程和科學研究,它有一個獨特的用戶界面,復雜的數值計算,強大的數據分析,靈活的圖形,快速的計算,方便的擴展特性,產量高,創造性科學研究的首選軟體。
MATLAB基本功能:
※矩陣運算
※矩陣分解
矩陣的特徵值特徵向量
※信號卷積
※譜估計
※復雜的操作
一維和二維FFT
※過濾器
※曲線擬合
※三次樣條符合
※貝塞爾函數
※非線性濾波器的設計優化
※線性方程組的求解
※微分方程
MATLAB工具箱包括:
※數字信號處理工具箱
控制系統設計工具箱
*系統辨識工具箱
自我膨脹的工具箱
MATLAB包括繪圖功能:
直方圖
※散點圖 />的※圖
在※三維網格圖
在※二維填充圖
※等高線地圖
※極坐標圖形
※XY圖<BR / ※圖像顯示
2,DADiSP:科學家和工程師,數據分析和圖形軟體
DADiSP軟體開發的美國公司的DSP開發公司,主要為科學家和工程師的工具,用於數據分析和圖形顯示。它包括以下功能:
*矩陣運算
※特徵值和特徵值?
※一維,二維FFT和卷積
兩個二維,三維,四維圖形顯示
※醫學圖像處理
※衛星遙感圖像處理
地震信號處理
※統計分析和處理
> *實驗設計
※假設檢驗
※過濾器的設計
聲音娜磊達信號處理
※語音通信信號處理
※振動分析
BR />
MP100:醫學信號採集和處理系統
MP100是由美國BIOPAC醫學信號採集和處理系統,運行起來它與AcqKnowledge軟體,提供了一個靈活的,易於使用的模塊化系統,所以你要完成數據收集和分析工作。 AcqKnowledge是一個強大的和非常靈活的包中,使用下拉菜單和對話框,而無需學習另一門編程語言,你可以設計出復雜的數據採集,模擬觸發和分析系統。主要包括一個實時數據記錄,分析和濾波,離線數據分析和處理,各種的數據和其他功能的圖形表示。該系統可以提供可視化圖形化編程環境LabVIEW虛擬儀器連接。其主要應用領域:
※運動生理學
肌電圖信號記錄
※相信,電子記錄和分析
※EEG記錄和分析
※誘發潛在的記錄和分析
※性眼震電圖及眼球運動分析
※神經傳導分析
※psychophysiologist
※葯理學
※遙測監護儀
>
4時,LabVIEW圖形化編程的虛擬儀器
LabVIEW虛擬儀器圖形化編程系統是由美國國家儀器公司開發的。包括數據採集,控制,數據點,數據表示等功能,它提供了一種新的編程方法,圖形化組裝軟體模塊,以產生特殊的儀器。流程框圖的LabVIEW面板,圖標/連接器面板的用戶界面,流程框圖是一個虛擬儀器的源代碼,被稱為圖標/連接器介面(調用介面)。流程框圖,包括組件和子VI部分的輸入/輸出(I / O),計算的部分,他們的圖標和數據流連接的I / O組件,直接與數據採集板,GPIB板或其他外部物理儀器通信,計算組件來完成數學或其他的算術運運算元VI組件調用其他的虛擬儀器。
5 LabWindows / CVI的C語言編程的虛擬儀器
LABWINDOWS使用LabVIEW和類似的功能,由同一家公司,開發的區別是,它可以用在C語言編程的虛擬儀器。
6,LabLinc V:模塊化的虛擬儀器系統
模塊化的虛擬儀器系統開發的的美國COULBOURN儀器的LabLinc V的基本單元,信號採集和處理,控制模塊,主要用於在該領域的生理,生物醫學和生物力學數據採集,實時顯示和過程式控制制。
7,HyperSignal:可視化信號處理系統的設計
HyperSignal美國Hyperception視覺信號處理系統設計軟體開發,使信號處理系統的設計過程可視化,信號處理和結果可視化。
8,Model900:靈活的數據採集和波形系統
Model900由美國公司開發的應用信號技術,提供高速大大容量數據採集,波形生成功能,使用虛擬環境的儀器,以節省開發時間和金錢。
9,DASP大容量的自動數據採集和處理
DASP,東方學院的雜訊和振動分析軟體, ,主要是與信號採集和分析的數據記錄和分析的科學實驗,多功能,自動化的數據採集,顯示,閱讀,計算,分析,存儲,列印,繪圖等。
10,LabDoc:集成的儀器包
LabDoc日本康泰克電子科技有限公司,公司開發的,它具有多種測量儀器的功能,通過一個圖形化的用戶界面和在線幫助,操作方便,儀器屏幕上。可用於實驗室和生產線的檢查,教育和培訓等領域的主要測試功能:
※數字濾波
*脈沖發生器
※函數發生器
※波形產生
※調諧信號
※FFT分析
※頻率計
以上我們列出了10種比較流行的虛擬儀器和系統集成環境,最傑出的作品在這方面,美國和中國在這方面才剛剛起步,目前還沒有看到一個完整的虛擬儀器系統。從上面所舉的例子可以看出,虛擬儀器具有以下特點:
※涉及更深奧的數值方法
※集成化信號處理和過程式控制制演算法
※軟硬體模塊,獨立的相互
※二次開發的集成編程環境
※多學科的產品
滲透,虛擬醫學信號處理設備 BR />
一個非常廣泛的醫學信號,電力常見的醫學信號確定,腦電圖,誘發電位,肌電圖,眼電圖,胃電神經沖動的潛力,血壓,呼吸波,脈沖波,溫度等信號,其特徵在於由每個
是不一樣的,各自的頻段,取值范圍為,干擾源,從而使醫療信號處理變得非常復雜。
無論是醫學信號儀器,幾乎所有涉及到的信號放大,採集,分析,處理,過濾和其他常見任務,不同的信號有自己的特殊待遇,這些共性和特異性有機結合起來,形成一個集成的環境的基礎上的虛擬儀器。
多參數的臨床監測和診斷的需要,醫學信號的採集和處理儀器融合的趨勢,人們從醫療的信號儀器開發由單一功能的多功能綜合型儀器的發展,但是,這種整合堆相結合的儀器是不是一個單一的功能,而是從不同的單一功能的儀器識別的相似性和差異性,形成軟,硬體模塊,計算機化的醫學信號處理設備構成醫學信號處理儀器的開發環境,這是一個虛擬儀器。
虛擬醫學信號處理機器是非常有前途的領域,許多醫療設備公司的市場前景是樂觀的,在這方面投入了大量的人力,物力和財力資源,以從事研究和開發,前面提到的MP100醫療數據採集系統和LabLinc的v模塊化的虛擬儀器的傑出代表之一。
虛擬醫學信號處理儀器的開發和生產的各種醫學信號分析儀是一種工具。對於像搭積木一樣快速生成一個專用儀器儀表的開發,節省了大量的開發時間和金錢,對於用戶來說,可以花更少的錢,買的儀器。虛擬醫學信號處理設備為一體的多功能儀表的發展奠定了基礎,並盡快的最新研究成果可應用於儀器。的虛擬機可用於醫學信號處理研究未知的未知特性的信號和信號,實現更快的結果,取得更大的成就目的。實際上,虛擬醫學信號處理的機器發揮作用,助長了當前的熱點研究領域,遠程醫療,醫療電子圖書。
四個虛擬儀器技術
1,數值計算
虛擬儀器,您需要提供一個靈活的數據處理方法,這些方法中,可以根據實際的需要由用戶通過編程來實現,為了簡化編程的復雜程度,並保存的特定時間的發展,在虛擬儀器應該是盡可能地提供各種數值計算程序,這些數值?計算主要表現在以下幾個方面:
*矩陣運算(加,減,乘,逆,轉置)
特徵值和特徵向量計算
矩陣分解
※一元,二元插值
※數值積分和微分
※線性代數方程組的求解
※非線性方程組求解
※配件和近似
※※特殊功能
回歸和統計
2,數字信號處理
復雜的儀器,擁有數字信號處理的重要地位,從而在虛擬儀器是需要整合各種數字信號處理方法,和數字信號處理方法可分為幾類:
信號預處理 BR /> *濾波器設計濾波
※經典譜估計
※現代譜估計
※相關和卷積
※離散變換
※數字特徵
※常用的信號信號建模
※※數據壓縮
3,計算機圖形,圖像科學
圖形和圖直觀的大量的數據,如靜態和動態腦電地形圖,表面溫度分布,電磁場分布圖等復雜的金融工具,它可以將原來抽象的數據,直觀和易於理解的;此外,數據並對其進行分析的結果,人們習慣於曲線,柱狀圖,3D圖形和等高線圖。因此,在虛擬儀器,圖形,圖像,來創建這些數據表明該模塊是非常必要的。
4,科學計算可視化
前面所提到的,復雜的,大量的數據圖形,圖像的虛擬儀器測繪數據是非常重要的圖形,但是,是不是一件簡單的事情,這是最近開發的可視化科學計算研究課題。
在科學計算可視化的根本目的是將大的實驗或數值計算的成人在視覺上能感受到計算機圖像獲得的數據量。圖片要大一些的有機抽象的數據組織在一起,從而形象生動地顯示表示的數據,以及它們之間的關系,幫助人們直接把握的復雜性,全球性,更好地發現和規律的認識,擺脫復雜的抽象數據混亂。虛擬儀器引入的科學可視化,給予無限魅力的人顯示儀器,該儀器是大量復雜的數據處理和分析的能力。
5,面向對象的可視化編程
虛擬儀器是一種集成編程環境,其中一個可以快速生成復雜的儀器。虛擬儀器不僅具有可編程性,而且也很容易操作,從而引入面向對象的可視化圖形編程技術的虛擬儀器。虛擬儀器集成了許多功能強大的組件,這些部件提供了一個直觀的計算機圖形,每個組件都具有的的可控屬性,操作和功能,人只是這些組件的計算機屏幕上的一個很好的布局,設置相應的屬性,以及它與其他的連接關系成員,以生成相應的功能構成的儀器。
五,總結
虛擬儀器是一個研究領域,許多高科技公司和研究機構都看好羽翼未豐的家,國內外市場前景都投入了大量的人力,物力和財力資源,加緊開發和研究。虛擬儀器是一台多媒體電腦的應用程序,是多學科交叉,滲透的產品,集中的許多高精確度,銳利的科學和技術。比儀器是高於儀器,虛擬儀器,大大縮短了開發周期的新儀器,新儀器的開發成本節約,它不僅是儀器的開發工具,但也科學研究的有力工具。虛擬儀器微機化儀器,是基礎的綜合性儀器,儀器行業的一場革命,其研究和發展具有深遠的意義。