1 GIỚI THIỆU VỀ LABVIEW VÀ CÁC TÍNH NĂNG ĐÁNH GIÁ: LabVIEW (viết tắt của Phòng thí nghiệm phòng thí nghiệm V ảo tôi thiết bị đo đạc E ngineering W orkbench)[1]là một phần mềm thiết kế hệ thống cung cấp cho các kỹ sư và nhà khoa học các công cụ cần thiết để tạo và triển khai các hệ thống đo lường và điều khiển thông qua tích hợp phần cứng chưa từng có. LabVIEW giúp người dùng giải quyết các vấn đề, thúc đẩy năng suất của người dùng và mang lại cho người dùng sự tự tin để liên tục đổi mới. LabVIEW là một ngôn ngữ lập trình cho phép giao tiếp đơn giản với phép đo phần cứng. Với môi trường lập trình đồ họa độc đáo, thư viện chứa kiến thức về hàng nghìn thiết bị và bộ công cụ hữu ích, việc thu thập dữ liệu rất dễ dàng và dễ điều khiển và nó có thể thu được dữ liệu từ bất kỳ thiết bị nào qua bất kỳ bus nào. Người dùng có thể tự động hóa các phép đo từ một số thiết bị, phân tích dữ liệu thu được và có thể tạo báo cáo tùy chỉnh, tất cả chỉ trong vài phút. LabVIEW giúp người dùng tránh chi tiêu giờ học cách thực hiện phép đo từ một thiết bị cụ thể. Với sự trợ giúp của nó, người dùng có thể tập trung vào các kết quả hơn là một quá trình đạt được chúng. Phát triển đo lường hệ thống có thể nhanh hơn với LabVIEW với cách tiếp cận thiết kế hệ thống đồ họa. Ở trong một môi trường phần mềm duy nhất, LabVIEW cung cấp khả năng tích hợp vô song với NI hoặc phần cứng thu thập dữ liệu của bên thứ ba, thư viện xử lý tín hiệu mở rộng và người dùng giao diện điều khiển được xây dựng có mục đích để người dùng trực quan hóa việc đo lường dữ liệu. Ngôn ngữ lập trình được sử dụng trong labVIEW, còn được gọi là G, là một luồng dữ liệu ngôn ngữ lập trình[2]. Việc thực thi chương trình được xác định bởi cấu trúc của một Về mặt hiệu suất, LabVIEW bao gồm một trình biên dịch tạo ra mã cho nền tảng CPU. Mã đồ họa được dịch thành mã máy thực thi bằng cách diễn giải cú pháp và bằng cách biên dịch mã. Cú pháp LabVIEW đúng được thực thi trong quá trình chỉnh sửa và được biên dịch thành mã máy thực thi khi yêu cầu chạy hoặc khi lưu. Trong trường hợp thứ hai, tệp thực thi và mã nguồn là được hợp nhất thành một tệp duy nhất. Tệp thực thi chạy với sự trợ giúp của thời gian chạy LabVIEW engine, chứa một số mã được biên dịch trước để thực hiện các tác vụ phổ biến đã được xác định bằng ngôn ngữ G. Công cụ thời gian chạy làm giảm thời gian biên dịch và cũng cung cấp giao diện nhất quán với các hệ điều hành, hệ thống đồ họa, thành phần phần cứng khác nhau, Vân vân. Môi trường thời gian chạy làm cho mã di động trên các nền tảng. Nói chung, LV mã có thể chậm hơn mã C được biên dịch tương đương, mặc dù sự khác biệt thường nằm hơn với việc tối ưu hóa chương trình hơn là tốc độ thực thi vốn có. LabVIEW sử dụng mô hình lập trình luồng dữ liệu đã được cấp bằng sáng chế để giải phóng bạn khỏi kiến trúc tuyến tính của ngôn ngữ lập trình dựa trên văn bản. Bởi vì thứ tự thực hiện trong LabVIEW được xác định bởi luồng dữ liệu giữa các nút[3], chứ không phải bằng các dòng tuần tự của văn bản và người dùng có thể tạo sơ đồ khối thực thi nhiều thao tác song song. Do đó, LabVIEW là một hệ thống đa nhiệm có khả năng chạy nhiều lần thực thi đề và nhiều VI song song. LabVIEW là một gói phần mềm thu thập dữ liệu thường được sử dụng với phần cứng bảng thu thập, LabVIEW có nhiều tính năng để thu thập và xử lý dữ liệu hoặc dữ liệu đo hoặc tín hiệu mô phỏng. LabVIEW là một ứng dụng cho phép bạn giao diện một máy tính với một thử nghiệm. Nó cực kỳ mạnh mẽ, cho phép bạn tạo và đo lường tương tự và kỹ thuật số điện áp cũng như kiểm soát thời gian của các hoạt động đó. Để có một ứng dụng, phải có một lượng lớn tính linh hoạt trong những gì người dùng có thể lập trình Nền tảng LabVIEW cung cấp các công cụ và mô hình cụ thể để giải quyết các ứng dụng khác nhau, từ thiết kế các thuật toán xử lý tín hiệu đến tạo ra điện áp đo lường và có thể nhắm mục tiêu bất kỳ số lượng nền tảng nào từ máy tính để bàn đến nhúng thiết bị - với mô hình đồ họa trực quan, mạnh mẽ. 1.1 ƯU ĐIỂM CỦA LabVIEW: Một. Giao diện Lợi ích chính của LabVIEW so với các môi trường phát triển khác là hỗ trợ rộng rãi để truy cập phần cứng thiết bị đo đạc. Trình điều khiển và sự trừu tượng các lớp cho nhiều loại dụng cụ và xe buýt khác nhau được bao gồm và được có sẵn để đưa vào. Chúng thể hiện dưới dạng các nút đồ họa. Các các lớp trừu tượng cung cấp các giao diện phần mềm tiêu chuẩn để giao tiếp với thiêt bị ổ cưng. Các giao diện trình điều khiển được cung cấp giúp tiết kiệm thời gian phát triển chương trình. Chiêu thức bán hàng của National Instruments rất phổ biến, đến nỗi ngay cả những người có kinh nghiệm viết mã hạn chế có thể viết chương trình và triển khai các giải pháp thử nghiệm trong một giảm khung thời gian khi so sánh với các hệ thống thông thường hoặc cạnh tranh hơn. Cấu trúc liên kết trình điều khiển phần cứng mới (DAQmxBase), chủ yếu bao gồm G- các thành phần được mã hóa chỉ với một vài lệnh gọi đăng ký thông qua NI Measurement Chức năng DDK phần cứng (Bộ phát triển trình điều khiển), cung cấp nền tảng quyền truy cập phần cứng độc lập vào nhiều thiết bị và thu thập dữ liệu Hình 1: Sơ đồ hệ thống thiết bị dựa trên LabVIEW Ngoài ra, LabVIEW bao gồm một thành phần lập trình dựa trên văn bản được gọi là MathScript với chức năng bổ sung để xử lý tín hiệu, phân tích và toán học. MathScript có thể được tích hợp với lập trình đồ họa bằng cách sử dụng "các nút tập lệnh" và sử dụng cú pháp thường tương thích với MATLAB d. Sử dụng lại mã Ký tự mô-đun đầy đủ của mã LabVIEW cho phép sử dụng lại mã mà không cần sửa đổi: miễn là các kiểu dữ liệu đầu vào và đầu ra nhất quán, hai VI phụ có thể hoán đổi cho nhau. Hệ thống Phát triển Chuyên nghiệp LabVIEW cho phép tạo các tệp thực thi độc lập và tệp thực thi kết quả có thể được phân phối một số lần. Công cụ thời gian chạy và các thư viện của nó có thể được cung cấp miễn phí cùng với có thể thực thi. Một lợi ích của môi trường LabVIEW là bản chất độc lập của nền tảng Mã G, mã này (ngoại trừ một số chức năng dành riêng cho nền tảng) di động giữa các hệ thống LabVIEW khác nhau cho các hệ điều hành khác nhau (Windows, Mac OS X và Linux). National Instruments đang ngày càng tập trung vào khả năng triển khai mã LabVIEW vào ngày càng nhiều mục tiêu bao gồm các thiết bị như Phar Lap hoặc VxWorks OS dựa trên bộ điều khiển LabVIEW Thời gian thực, FPGA, Pocket PC, PDA và các nút mạng cảm biến không dây.
Hỗ trợ mạng trên các hệ thống nhỏ hơn lần đầu tiên được giới thiệu trong Phiên bản 5. LabVIEW 5 và 5 (năm 1999) tiếp tục cải tiến công cụ phát triển bằng cách giới thiệu một máy chủ web tích hợp, một khuôn khổ lập trình và điều khiển động (VI máy chủ), tích hợp với ActiveX và dễ dàng chia sẻ dữ liệu qua Internet với giao thức được gọi là Ổ cắm dữ liệu. Năm 2000, LabVIEW 6 (đôi khi được gọi là 6i) cung cấp cả hai giao diện lập trình dễ dàng và trực quan. Năm 2001, LabVIEW 6 giới thiệu sự kiện- lập trình định hướng, điều khiển Web từ xa của LabVIEW. Phiên bản 7 đã mở rộng chân trời để làm cho nó đơn giản hơn cho người dùng thiếu kinh nghiệm bằng cách cung cấp các tiện ích Express và Trợ lý khác nhau. LabVIEW có hai liên quan chặt chẽ sản phẩm-Bridge VIEW và LabVIEW RT (dành cho các ứng dụng thời gian thực). Bridge VIEW có thể còn được gọi là LabVIEW công nghiệp. Mô-đun RT của LabVIEW ban đầu được thiết kế để hỗ trợ tính toán phân tán và các ứng dụng thời gian thực. LabVIEW RT là một phần cứng và sự kết hợp phần mềm cho phép bạn lấy các phần của mã LabVIEW và tải chúng xuống để được thực thi trên một bảng điều khiển riêng biệt với thời gian thực của riêng nó hệ điều hành. Ở một số khía cạnh nhất định LabVIEW RT và sự phát triển của FPGA (Trường Mảng cổng có thể lập trình) hỗ trợ trong việc chồng chéo LabVIEW. Có thể lập trình FPGA các mô-đun để thực hiện nhiều nhiệm vụ có thể được giao cho các hệ thống RT. National Instruments đã phát hành LabVIEW 8, phiên bản đồ họa mới nhất nền tảng thiết kế hệ thống để kiểm tra, điều khiển và phát triển hệ thống nhúng. LabVIEW 8 đơn giản hóa việc phát triển ứng dụng dựa trên đa lõi cũng như FPGA với ngôn ngữ luồng dữ liệu song song trực quan. NI labVIEW 8 bao gồm cài đặt nền tảng DVD, Dọn sơ đồ khối, Thả nhanh và tạo các dịch vụ Web. Ngoài những công cụ được bổ sung này vào hệ thống phát triển LabVIEW, chúng ta có thể khám phá các tính năng mới chính trong các mô-đun LabVIEW và bộ công cụ, bao gồm các khối chức năng công nghiệp trong LabVIEW IP Mô-đun thời gian thực. Với các bản phát hành nâng cao của phần mềm lập trình đồ họa LabVIEW, các kỹ sư cấp hệ thống cũng như các chuyên gia miền có ít hoặc không có chuyên môn về nhúng có thể làm việc chính xác với các hệ thống có độ phức tạp và quy mô ngày càng tăng, do đó, giảm thời gian từ ý tưởng đến nguyên mẫu. LabVIEW 1 (dành cho Macintosh) Tháng 10 năm 1986 LabVIEW 2 Tháng 1 năm 1990 LabVIEW 2 (bản phát hành đầu tiên cho Sun & Windows) Tháng 8 năm 1992 LabVIEW 3 (Đa dạng) Tháng 7 năm 1993 LabVIEW 3.0 (bản phát hành đầu tiên cho Windows NT) 1994 LabVIEW 3 1994 LabVIEW 3.1 (bản phát hành đầu tiên với khả năng "trình tạo ứng dụng") 1995 LabVIEW 4 Tháng 4 năm 1996 LabVIEW 4 1997 Bảng 1: Lịch sử của LabVIEW
1 QUY TRÌNH VÀ KỸ THUẬT LẬP TRÌNH LabVIEW: LabVIEW còn được gọi là G, khác với hầu hết các mục đích chung khác ngôn ngữ lập trình theo hai cách chính. Đầu tiên, lập trình được thực hiện bằng cách nối dây cùng các biểu tượng đồ họa trên một sơ đồ, sau đó được biên dịch trực tiếp sang mã máy để bộ vi xử lý máy tính có thể thực thi nó. Điểm khác biệt chính thứ hai là mã G được phát triển với LabVIEW thực thi theo các quy tắc của luồng dữ liệu thay vì phương pháp tiếp cận thủ tục truyền thống hơn được tìm thấy trong hầu hết các ngôn ngữ lập trình dựa trên văn bản như C và C ++. Các ngôn ngữ luồng dữ liệu như G quảng bá dữ liệu là khái niệm chính đằng sau bất kỳ chương trình. Thực thi luồng dữ liệu là theo hướng dữ liệu hoặc phụ thuộc vào dữ liệu. Luồng dữ liệu giữa các nút trong chương trình, không phải các dòng văn bản tuần tự, xác định thứ tự thực hiện. LabVIEW cung cấp nhiều tính năng và công cụ khác nhau, từ trợ lý tương tác đến các giao diện do người dùng định nghĩa có thể định cấu hình; nó được phân biệt bằng hình ảnh, mục đích chung ngôn ngữ lập trình (được gọi là G) cùng với một trình biên dịch tích hợp liên quan, liên kết và các công cụ gỡ lỗi. Các chương trình / chương trình con LabVIEW được gọi là ảo dụng cụ (VIs). Mỗi VI có ba thành phần: sơ đồ khối, bảng điều khiển phía trước và ngăn kết nối. Cuối cùng được sử dụng để đại diện cho VI trong các sơ đồ khối của khác, gọi Cá. Các điều khiển và chỉ báo trên bảng điều khiển phía trước cho phép người vận hành nhập dữ liệu vào hoặc trích xuất dữ liệu từ một công cụ ảo đang chạy. Tuy nhiên, bảng điều khiển phía trước cũng có thể hoạt động như một giao diện lập trình. Do đó, một công cụ ảo có thể được chạy như một chương trình, với bảng điều khiển phía trước phục vụ như một giao diện người dùng hoặc, khi được thả xuống dưới dạng một nút trên khối sơ đồ, bảng điều khiển phía trước xác định các đầu vào và đầu ra cho nút nhất định thông qua bảng kết nối. Điều này có nghĩa là mỗi VI có thể dễ dàng được kiểm tra trước khi được nhúng vào chương trình con thành chương trình lớn hơn. |
