虛擬儀器是計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，具有功能開(kāi)放、設(shè)計(jì)靈活、對(duì)網(wǎng)絡(luò)支持良好、低價(jià)位等優(yōu)勢(shì)，在近幾年獲得飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。作為一種通用的圖形化編程語(yǔ)言，其實(shí)質(zhì)是充分利用最新的計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)和擴(kuò)展傳統(tǒng)儀器的功能。

    虛擬儀器由用戶自己設(shè)計(jì)，自己定義，將具有一種或多種功能的通用模塊相結(jié)合，并且調(diào)用不同功能的軟件模塊，組成不同的儀器功能，滿足自己的特殊需求。

    本文通過(guò)對(duì)電網(wǎng)綜合參數(shù)測(cè)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，介紹了LabVIEW 在軟件設(shè)計(jì)中的方法和步驟；

    LabVIEW 的軟件開(kāi)發(fā)步驟：

    A、創(chuàng)建前面板：從控件面板上選擇所需要的各種控件，將其按規(guī)律放置在前面板容器上，
組織好彼此的相對(duì)位置，使得前面板變得美觀漂亮，設(shè)置好各控件的屬性和顯示方式。
    B、創(chuàng)建數(shù)據(jù)流程圖：從函數(shù)面板上選擇所需要的函數(shù)圖標(biāo)，依據(jù)要實(shí)現(xiàn)的功能，用線將它
們有順序的連接起來(lái)，就可以創(chuàng)建出完整的數(shù)據(jù)流程圖。
    C、進(jìn)行函數(shù)調(diào)試分析：采用各種方式進(jìn)行程序調(diào)試，修改數(shù)據(jù)流程圖直至滿足要求

1. 登陸設(shè)置

    軟件的登陸設(shè)置，用順序結(jié)構(gòu)控制登陸成功之后才能顯示界面，用戶登陸子VI 屬性設(shè)置成軟件運(yùn)行時(shí)就啟動(dòng)，彈出登陸界面，輸入口令正確進(jìn)入系統(tǒng)。

2. 菜單設(shè)置

    LabVIEW 窗自身具有定制菜單的功能，在VI 前面板主菜單中選擇“編輯—運(yùn)行時(shí)菜單”，彈出菜單編輯對(duì)話框，用戶根據(jù)要求在對(duì)話框中定制的菜單【1】，如圖1.2。

    菜單的響應(yīng)程序靠一個(gè)事件結(jié)構(gòu)的編輯設(shè)置來(lái)完成，編輯事件對(duì)話框中的事件源本VI對(duì)應(yīng)的事件設(shè)置成菜單選擇（用戶），選擇項(xiàng)只留下項(xiàng)標(biāo)識(shí)符（Item Tag）一項(xiàng)，在事件結(jié)構(gòu)內(nèi)放上對(duì)應(yīng)事件，將項(xiàng)標(biāo)識(shí)符與條件結(jié)構(gòu)相連用來(lái)選擇相應(yīng)的指令，如圖3。

圖3. 菜單設(shè)計(jì)

    在自定義菜單中，根據(jù)需要?jiǎng)?chuàng)建的菜單項(xiàng)，完成菜單定制后，對(duì)每個(gè)子菜單設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的SUBVI，并且每個(gè)子VI 都有自己的用戶界面。新建一個(gè)文件夾，把設(shè)計(jì)過(guò)程中需要保存的東西都保存在這個(gè)文件夾下。

    編寫(xiě)菜單響應(yīng)程序，利用LabVIEW 提供的菜單選擇節(jié)點(diǎn)獲取所選菜單項(xiàng)，然后在一個(gè)條件結(jié)構(gòu)中編寫(xiě)與菜單選項(xiàng)對(duì)應(yīng)的功能程序。VI 運(yùn)行時(shí)，條件結(jié)構(gòu)根據(jù)菜單選擇節(jié)點(diǎn)返回的菜單執(zhí)行相應(yīng)的功能程序【2】

3. 工具欄

    在此軟件界面上，工具欄上的按鈕在LabVIEW 控件中不能找到，這就需要自定義控件。剪切相應(yīng)的圖標(biāo)放入畫(huà)圖工具中，用剪切工具把圖片選中下來(lái)，按ctrl+c 將其復(fù)制到剪貼板上，若要做的效果更好可以用PHOTOSHOP 之類的軟件進(jìn)行修飾。

    編輯控件，把確定按鈕放在LabVIEW 前面板上，右擊選擇“高級(jí)—自定義”【3】，點(diǎn)擊之后進(jìn)入編輯狀態(tài)，點(diǎn)擊工具欄中按鈕使其變成，對(duì)著最大的外形框右擊，選擇從剪貼板導(dǎo)入圖片，這樣就把我們先前準(zhǔn)備好的圖片制作成了控件。

4. 數(shù)據(jù)庫(kù)

    在添加用戶與添加設(shè)備子VI 中，需要用到數(shù)據(jù)庫(kù)。這里應(yīng)用Microsoft Access 數(shù)據(jù)庫(kù)，它是一種關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，按關(guān)系數(shù)據(jù)模型組織數(shù)據(jù)庫(kù)。

    LabVIEW開(kāi)發(fā)環(huán)境本身并不具備數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)功能，利用NI 公司的附加工具包LabVIEWSQL Toolkit 進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)，這種工具包價(jià)格比較昂貴，不適于應(yīng)用。因此在這里我們利用由美國(guó)NI 公司開(kāi)發(fā)的一個(gè)免費(fèi)的、多數(shù)據(jù)庫(kù)、跨平臺(tái)的LabVIEW 數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)工具LabSQL工具包來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)

    在LabVIEW 安裝目錄重的user.lib 文件夾中新建一個(gè)LabSQL 的文件夾，將下載的LabSQL 放到這個(gè)文件夾下，再次運(yùn)行時(shí)，LabVIEW 的功能模塊就會(huì)自動(dòng)加載LabSQL。LabSQL 與數(shù)據(jù)庫(kù)之間是通過(guò)ODBC 連接【4】，用戶需要在ODBC 中指定數(shù)據(jù)源名稱和驅(qū)動(dòng)程序。因此再使用LabSQL 之前，首先要再Windows 操作系統(tǒng)中的ODBC 數(shù)據(jù)源中創(chuàng)建一個(gè)DSN。LabSQL 與數(shù)據(jù)庫(kù)之間的連接就是建立再DSN 基礎(chǔ)之上的。

    在Windows 操作系統(tǒng)的控制面板中，依次點(diǎn)擊性能與維護(hù)→管理工具→數(shù)據(jù)源，彈出圖四所示的ODBC 數(shù)據(jù)源管理器

圖4.數(shù)據(jù)源管理器

圖5.創(chuàng)建新數(shù)據(jù)源

    單擊“系統(tǒng)DSN”選項(xiàng)卡中的“添加（D）…”按鈕，在隨后彈出的“創(chuàng)建新數(shù)據(jù)源”界面（圖5）的驅(qū)動(dòng)程序列表中選擇“Microsoft Access Driver（＊.mdb）”,并單擊“完成”按鈕，在隨后出現(xiàn)的對(duì)話框（圖6）中的“數(shù)據(jù)源名（N）”一欄中創(chuàng)建DSN 的名稱，并單擊“選擇”按鈕選擇需要訪問(wèn)的數(shù)據(jù)庫(kù)，按“確定”按鈕結(jié)束。

圖6.新數(shù)據(jù)源

圖7.數(shù)據(jù)庫(kù)操作步驟

    以上設(shè)置完成之后就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的操作，其基本步驟如圖7 所示

    首先利用ADO Connection Create.vi 創(chuàng)建一個(gè)Connection 對(duì)象，然后利用ADOConnection Open.vi 建立與數(shù)據(jù)庫(kù)的連接，要連接的數(shù)據(jù)庫(kù)由字符串ConnectionString 控制在前面板控件中輸入。在程序框圖中使用Format Into Strings 生成SQL 命令，將它連接到ADOConnection Execute.vi 即可執(zhí)行。利用ADORecordset Creat.vi 創(chuàng)建一個(gè)Recordset 對(duì)象，然后利用ADO Recordset Open.vi 打開(kāi)Recordset 對(duì)象，并同時(shí)利用SQL 查詢命令獲得數(shù)據(jù)庫(kù)表中的全部或部分記錄。通過(guò)功能選擇按鈕來(lái)選擇控制對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的操作。利用ADO RecordsetClose.vi 和ADO Connection Close.vi 關(guān)閉與數(shù)據(jù)庫(kù)之間的連接，利用ADOConnectionDestroy.vi 刪除Connection 對(duì)象。

    應(yīng)用在設(shè)計(jì)中如在設(shè)計(jì)界面中點(diǎn)擊“添加”按鈕出現(xiàn)用戶注冊(cè)對(duì)話框，如圖8 所示

圖8.用戶注冊(cè)前后面板

    在整點(diǎn)數(shù)據(jù)等子VI 中，要在同一個(gè)界面中切換顯示測(cè)試圖象，運(yùn)用選項(xiàng)卡控件來(lái)實(shí)現(xiàn)這種功能，如圖9

圖9.整點(diǎn)數(shù)據(jù)

圖10.電網(wǎng)綜合參數(shù)測(cè)控系統(tǒng)界面

    最終建立的界面如圖10。

5. 結(jié)束語(yǔ)

    虛擬儀器軟面板的設(shè)計(jì)要為操作人員提供一個(gè)虛擬的儀器操作環(huán)境，友善的面板是虛擬儀器設(shè)計(jì)成功的重要標(biāo)志之一。一個(gè)虛擬儀器集成系統(tǒng)由多個(gè)虛擬儀器組成，每個(gè)虛擬儀器均由軟面板控制，用戶使用虛擬儀器的過(guò)程就是通過(guò)鼠標(biāo)操作虛擬儀器軟面板的過(guò)程。

    在計(jì)算機(jī)和儀器等硬件資源確定的情況下，對(duì)應(yīng)不同的應(yīng)用程序，就有不同的虛擬儀器。通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)儀器的部分或全部功能，這就是設(shè)計(jì)虛擬儀器的核心思想。采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法，利用可視化圖形編程環(huán)境，建立圖形化用戶接口，是儀器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化的關(guān)鍵。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊樂(lè)平,等.LABVIEW 高級(jí)程序設(shè)計(jì)[M].清華大學(xué)出版社,2003
[2] 李海濤,等.在LABVIEW 中定制Windows 標(biāo)準(zhǔn)窗口風(fēng)格的虛擬儀器面板[J].工業(yè)控制計(jì)算機(jī),2005 年18 卷第2 期,60 頁(yè)
[3] 朱曉華,等.用ActiveX 控件構(gòu)造虛擬儀器[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用,1998 年12 月第18 卷第12 期,21 頁(yè)
[4] 李剛,林菱.LabVIEW—易學(xué)易用的計(jì)算機(jī)圖形化編程語(yǔ)言[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2001