LabVIEW
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LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)
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LabVIEW是一種程式開發環境,由美國國家儀器(NI)公司研製開發,類似於C和BASIC開發環境,但是LabVIEW與其他電腦語言的顯著區別是:其他電腦語言都是採用基於文本的語言產生代碼,而LabVIEW使用的是圖形化編輯語言G編寫程式,產生的程式是框圖的形式。 LabVIEW軟體是NI設計平臺的核心,也是開發測量或控制系統的理想選擇。 LabVIEW開發環境集成了工程師和科學家快速構建各種應用所需的所有工具,旨在幫助工程師和科學家解決問題、提高生產力和不斷創新。
LabVIEW提供很多外觀與傳統儀器(如示波器、萬用表)類似的控制項,可用來方便地創建用戶界面。用戶界面在 LabVIEW 中被稱為前面板。使用圖標和連線,可以通過編程對前面板上的對象進行控制。這就是圖形化源代碼,又稱G代碼。LabVIEW 的圖形化源代碼在某種程度上類似於流程圖,因此又被稱作程式框圖代碼。
儘可能採用了通用的硬體,各種儀器的差異主要是軟體。
可充分發揮電腦的能力,有強大的數據處理功能,可以創造出功能更強的儀器。
用戶可以根據自己的需要定義和製造各種儀器。
虛擬儀器研究的另一個問題是各種標準儀器的互連及與電腦的連接。目前使用較多的是IEEE488 或 GPIB協議。未來的儀器也應當是網路化的。
LabVIEW(Laboratory Virtual instrument Engineering Workbench)是一種圖形化的編程語言的開發環境,它廣泛地被工業界、學術界和研究實驗室所接受,視為一個標準的數據採集和儀器控制軟體。LabVIEW集成了與滿足 GPIB、VXI、RS-232和 RS-485 協議的硬體及數據採集卡通訊的全部功能。它還內置了便於應用TCP/IP、ActiveX等軟體標準的庫函數。這是一個功能強大且靈活的軟體。利用它可以方便地建立自己的虛擬儀器,其圖形化的界面使得編程及使用過程都生動有趣。
圖形化的程式語言,又稱為 “G” 語言。使用這種語言編程時,基本上不寫程式代碼,取而代之的是流程圖或框圖。它儘可能利用了技術人員、科學家、工程師所熟悉的術語、圖標和概念,因此,LabVIEW[2] 是一個面向最終用戶的工具。它可以增強你構建自己的科學和工程系統的能力,提供了實現儀器編程和數據採集系統的便捷途徑。使用它進行原理研究、設計、測試並實現儀器系統時,可以大大提高工作效率。
利用 LabVIEW,可產生獨立運行的可執行文件,它是一個真正的32位/64位編譯器。像許多重要的軟體一樣,LabVIEW提供了Windows、UNIX、Linux、Macintosh的多種版本。
它主要的方便就是,一個硬體的情況下,可以通過改變軟體,就可以實現不同的儀器儀錶的功能,非常方便,是相當於軟體即硬體!現在的圖形化主要是上層的系統,國內現在已經開發出圖形化的單片機編程系統(支持32位的嵌入式系統,並且可以擴展的),不斷完善中(大家可以搜索 CPUVIEW 會有更詳細信息;)。
LABVIEW有很多優點,尤其是在某些特殊領域其特點尤其突出。
測試測量:LABVIEW最初就是為測試測量而設計的,因而測試測量也就是現在LABVIEW最廣泛的應用領域。經過多年的發展,LABVIEW在測試測量領域獲得了廣泛的承認。至今,大多數主流的測試儀器、數據採集設備都擁有專門的LabVIEW驅動程式,使用LabVIEW可以非常便捷的控制這些硬體設備。同時,用戶也可以十分方便地找到各種適用於測試測量領域的LabVIEW工具包。這些工具包幾乎覆蓋了用戶所需的所有功能,用戶在這些工具包的基礎上再開發程式就容易多了。有時甚至於只需簡單地調用幾個工具包中的函數,就可以組成一個完整的測試測量應用程式。
控制:控制與測試是兩個相關度非常高的領域,從測試領域起家的LabVIEW自然而然地首先拓展至控制領域。LabVIEW擁有專門用於控制領域的模塊----LabVIEWDSC。除此之外,工業控制領域常用的設備、數據線等通常也都帶有相應的LabVIEW驅動程式。使用LabVIEW可以非常方便的編製各種控製程序。
模擬:LabVIEW包含了多種多樣的數學運算函數,特別適合進行模擬、模擬、原型設計等工作。在設計機電設備之前,可以先在電腦上用LabVIEW搭建模擬原型,驗證設計的合理性,找到潛在的問題。在高等教育領域,有時如果使用LabVIEW進行軟體模擬,就可以達到同樣的效果,使學生不致失去實踐的機會。
兒童教育:由於圖形外觀漂亮且容易吸引兒童的註意力,同時圖形比文本更容易被兒童接受和理解,所以LabVIEW非常受少年兒童的歡迎。對於沒有任何電腦知識的兒童而言,可以把LabVIEW理解成是一種特殊的“積木”:把不同的原件搭在一起,就可以實現自己所需的功能。著名的可編程玩具“樂高積木”使用的就是LabVIEW編程語言。兒童經過短暫的指導就可以利用樂高積木提供的積木搭建成各種車輛模型、機器人等,再使用LabVIEW編寫控制其運動和行為的程式。除了應用於玩具,LabVIEW還有專門用於中小學生教學使用的版本。
快速開發:根據筆者參與的一些項目統計,完成一個功能類似的大型應用軟體,熟練的LabVIEW程式員所需的開發時間,大概只是熟練的C程式員所需時間的1/5左右。所以,如果項目開發時間緊張,應該優先考慮使用LabVIEW,以縮短開發時間。
跨平臺:如果同一個程式需要運行於多個硬體設備之上,也可以優先考慮使用LabVIEW。LabVIEW具有良好的平臺一致性。LabVIEW的代碼不需任何修改就可以運行在常見的三大台式機操作系統上:Windows、Mac OS 及 Linux。除此之外,LabVIEW還支持各種實時操作系統和嵌入式設備,比如常見的PDA、FPGA以及運行VxWorks和PharLap系統的RT設備。