1. 研究目的与意义
背景及意义
现代化技术的进步以计算机技术的进步为代表，不断革新的计算机技术，从各个方面上影响并引导各行业的技术更新，是仪器仪表在许多方面突破了传统的概念：70年代将微处理器引入仪器的设计中，出现了智能仪器；80年代后计算机技术、通信技术的飞速发展，以及虚拟现实的引入，虚拟仪器诞生了。并且，随着微型计算机技术、软件技术以及网络技术的发展,虚拟仪器技术在电子测量和自动化控制领域取得了巨大的发展。虚拟仪器的出现是测控领域的一次革命,开辟了测控技术的新时代,它同时也代表着测控技术发展的最新方向和潮流,对工业生产和科学技术的发展产生了重要影响。该技术充分利用计算机的显示、运算以及存储等方面的强大功能,通过调用相应的高级软件模块来完成数据的采集、处理、控制、分析以及结果的储存和显示,从而代替各种传统仪器。
随着计算机软件的日益丰富和测试任务的日益复杂，为测试人员提供友好的交互环境己成为cat技术的发展趋势。目前，一些著名的仪器公司都相继推出各自的产品，如hp公司的hp．itc和fip-vee，national instrument公司的labwindows／cvi等等，借助于这些测试程序开发环境，可简化仪器编程，使测试人员可以将主要精力用于测试方案设计，而不是底层的仪器程序编制。仪器与计算机的深层次结合创造了虚拟仪器的概念，它是测试系统的自动化中心，是集成仪器系统的基础。虚拟仪器是计算机资源和仪器硬件与软件资源的有效结合。通过可重用代码库，虚拟仪器可以方便地处理模块间通讯，从而将软件和各种型号的硬件资源紧密结合起来。电子测量仪器发展至今，大体上可以分为四代：模拟仪器，数字化仪器，智能仪器和虚拟仪器。第一代模拟仪器，这类仪器在某些实验室仍能看到，如指针式万用表，晶体管电压表等。它们的基本结构是电磁机械式的，借助指针来显示最终结果。第二代数字化仪器，这类仪器目前相当普及，如数字电压表，数字示波器，数字频率计等。这类仪器将模拟信号的测量值转化为数字信号，并以数字方式输出最终结果，适用于快速响应和较高准确的测量。第三代智能仪器。这类仪器内置微处理器，即能进行自动测试又能具有一定的数据处理能力，可取代部分脑力劳动，习惯上称为智能仪器。它的功能块全部都是以硬件和固定软件的形式存在，无论是开发还是应用，都缺乏灵活性。第四代虚拟仪器，它是现代计算机技术，通信技术和测量技术相结合的产物，是传统仪器观念的一次巨大变革，是将来仪器产业发展的一个重要方向。现代科技发展日新月异，计算机尤其如此。计算机强大的处理能力，使得它成为一种很好的工具，其应用范围也越来越广泛。虽然传统仪器己经得到迅猛的发展，仪器精度越来越高，功能越来越强，性能越来越好，但传统仪器基本上没有摆脱独立使用，手动操作的模式。在工业自动化和测试及测量领域，传统的方法有许多重复建设，使用起来就很不方便，其局限性非常明显，显然已经不能适应时代发展的需要了。传统台式仪器是由厂家设计并定义好功能的一个封闭结构，它有固定的输入／输出接口和仪器操作面板。每种仪器只能实现一类特定的测量功能，并以确定的方式供给用户。常用的数字示波器、数字万用表、信号发生器、数字记录仪以及温度和压力监控器等就是传统仪器的代表。一方面，目前我国高档台式仪器，如数字示波器、频谱分析仪、逻辑分析仪等还主要依赖进口，这些仪器加工工艺复杂，对制造水平要求高，生产突破有困难。另外一方面，用户可以将一些先进的数字信号处理算法应用于虚拟仪器的设计，提供传统台式仪器所不具备的功能，完全可以通过软件配置实现多功能集成的仪器设计。因此，目前研制一种结构简单，操作方便，生产技术要求不高，费用低的这类仪器是非常必要的。而且如何利用先进的计算机技术提高效率也是测量领域迫切需要解决的问题。
2. 研究内容和预期目标
主要内容：虚拟仪器技术是当前实现自动化测试测量以及自动控制常用的一种技术。本设计拟讨论基于虚拟仪器技术的软件架构设计，为实现自动化测控软件开发打下基础。
预期目标：
3. 研究的方法与步骤
研究方法
1.研究文献法：在校图书馆网站上查阅各种学术论文、期刊、杂志、书籍等各种资料，先了解虚拟仪器的国内外研究现状以及内容简介，再学习自动化测试的内容和方法。最后通过借鉴别人的系统设计，了解别人的研究方向和控制思路。
2.学习例程法：安装labwindows/cvi软件平台，并熟悉使用labwindows/cvi软件。根据该软件提供的例程寻找和自己研究方向相近的例程，了解其编程的流程、控制思想以及设计方法。
4. 参考文献
[1]王建新,隋美丽. labwindows/cvi虚拟仪器测试技术及工程应用[m]，化学工业出版社，2011
[2]刘君华.虚拟仪器编程语言labwindows/cvi教程[m]，电子工业出版社，2011
[3]孙晓云.基于labwindows/cvi的虚拟仪器设计与应用[m]，电子工业出版社，2010
5. 计划与进度安排
（1）2022.1.19-2022.3.6查阅资料，填写开题报告，完成外文资料的翻译；
（2）2022.3.7-2022.3.20熟悉cvi开发环境,研究虚拟仪器技术；
（3）2022.3.21-2022.3.31研究基于虚拟仪器技术的软件架构设计方法与方案；
