一. 虛擬儀器技術(shù)

1.       虛擬儀器技術(shù)簡介

虛擬儀器(Virtual Instrument)是由美國國家儀器公司(National Instrument)于20世紀(jì)80年代首先提出的。他是基于計算機(jī)的軟硬件測試平臺,是計算機(jī)技術(shù)與現(xiàn)代儀器技術(shù)深層次結(jié)合的產(chǎn)物。在一個虛擬儀器系統(tǒng)中,硬件是整個系統(tǒng)賴以工作的物理平臺,用來建立信號與計算機(jī)的連接通道,形成計算機(jī)的I/O接口。軟件是整個虛擬儀器硬件系統(tǒng)工作的靈魂,用戶通過由軟件設(shè)計產(chǎn)生的接口界面才能與虛擬儀器硬件系統(tǒng)進(jìn)行交流,而虛擬儀器的數(shù)據(jù)采集,分析,處理和顯示功能也只有通過軟件才能實(shí)現(xiàn)。虛擬儀器通過應(yīng)用程序?qū)⑼ㄓ糜嬎銠C(jī)與儀器硬件結(jié)合起來,以透明的方式把計算機(jī)資源和儀器硬件的測量,控制能力結(jié)合在一起,通過軟件實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的分析處理,表達(dá)并以友好的圖形界面顯示出來。虛擬儀器的出現(xiàn)被譽(yù)為儀器界革命性的新紀(jì)元。

2.       虛擬儀器設(shè)計開發(fā)

由于應(yīng)用軟件實(shí)現(xiàn)虛擬儀器與用戶的交流,它可以提供友好的用戶界面,強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集與處理功能,它是實(shí)現(xiàn)虛擬儀器功能的關(guān)鍵因素。因此,能否方便的設(shè)計出界面友好,功能強(qiáng)大的虛擬儀器軟件,直接關(guān)系到儀器功能的實(shí)現(xiàn)和儀器的性能。目前虛擬儀器的開發(fā)較多的使用由NI公司推出的Lab Windows CVI,LabVIEW等。它們采用最流行的圖形化編程環(huán)境,其中既包括菜單,表頭等通用用戶接口屬性,也包括了開關(guān),滑動條,數(shù)字顯示窗口等儀器應(yīng)用接口屬性。

虛擬儀器的設(shè)計方法和實(shí)現(xiàn)步驟與一般軟件的設(shè)計方法和實(shí)現(xiàn)步驟基本相同,只不過虛擬儀器設(shè)計時要考慮硬件部分。虛擬儀器設(shè)計方法主要包括以下三個部分:

(1) IO接口儀器驅(qū)動程序的設(shè)計;

(2) 儀器面板的設(shè)計;

(3) 儀器功能算法的設(shè)計。

3.       汽車工程中的虛擬儀器技術(shù)

伴隨汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展，車用電氣設(shè)備越來越多，從發(fā)動機(jī)控制到傳動系統(tǒng)控制，從行駛、制動、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制到安全保證系統(tǒng)及儀表報警系統(tǒng)，從電源管理到為提高舒適性而作的各種努力，使汽車電氣系統(tǒng)形成一個復(fù)雜的大系統(tǒng)。現(xiàn)代汽車已逐漸演變成為一個移動的PC網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。利用虛擬儀器技術(shù)，我們可以輕松的仿真各種車用電氣設(shè)備，開發(fā)各種車用電控單元等。利用該技術(shù)，我們不必直接對硬件進(jìn)行設(shè)計，而是在之前通過虛擬技術(shù)對硬件功能做原理性開發(fā)。這樣，不僅可以縮短開發(fā)時間，也能降低開發(fā)成本。另一方面，現(xiàn)代汽車電氣系統(tǒng)的日益復(fù)雜化，如果采用傳統(tǒng)的硬件測量設(shè)備，不僅僅使設(shè)備數(shù)量增加，加大檢驗的工作量，而且各硬件設(shè)備靈活性不強(qiáng)、成本過高。利用虛擬儀器技術(shù)，我們可以將各種數(shù)據(jù)采集設(shè)備集成到計算機(jī)中，通過軟件實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)讀取和信號分析處理，最后將結(jié)果顯示出來。這樣，可以大大減少檢測的工作量，降低成本，還能靈活的開發(fā)適合自身車型的檢測功能集成。