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隨著計算機(jī)和數(shù)據(jù)采集技術(shù)的發(fā)展,基于軟件的虛擬儀器測量設(shè)備逐漸取代傳統(tǒng)的測量設(shè)備，在各個行業(yè)的應(yīng)用越來越廣泛。虛擬儀器測量設(shè)備基于高性能數(shù)據(jù)采集卡,使用高級語言和專用的測量軟件開發(fā)，以建立專用的測量系統(tǒng)。
"測量軟件"是指專為信號測量應(yīng)用提供的包含數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)展現(xiàn)、專用圖庫、專用分析函數(shù)等模塊的易于開發(fā)的組件，包括獨(dú)立的軟件系統(tǒng)（如LabView/Matlab）和OCX控件（如Measuerment Studio/ActiveDAQ Pro）兩種形式。測量系統(tǒng)當(dāng)然也可以采用高級語言(例如VB或VC)直接編程,但由于需要投入大量的精力編寫數(shù)據(jù)采集、圖形展現(xiàn)和數(shù)據(jù)分析等具體函數(shù),不能將主要精力用于專業(yè)算法的視線上，因此常用在小型的測量系統(tǒng)。
“測量軟件”和“組態(tài)軟件”具有不同的功能,如下表。組態(tài)軟件主要面向于現(xiàn)場控制、具有豐富的動畫功能、過程圖庫、報警系統(tǒng)、報表系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),常用于分布式監(jiān)控、采樣速度一般小于1K/S，通過驅(qū)動可以連接各種PLC、PAC和采集模塊。組態(tài)軟件采用運(yùn)行版授權(quán)，用戶程序不能組態(tài)環(huán)境而單獨(dú)運(yùn)行，每一個監(jiān)控點(diǎn)都需要購買加密狗。
而“測量軟件”則主要面向信號測量,提供測量用圖形工具和分析工具，由于信號測量通常需要較快的速度(100K到100M),因此測量軟件被要求支持中斷、DMA等功能，這是組態(tài)軟件難以實(shí)現(xiàn)的，測量軟件經(jīng)常連接的設(shè)備是數(shù)據(jù)采集卡、USB采集模塊和GPIB測量設(shè)備等。測量軟件采用開發(fā)版授權(quán)，可以編譯成可執(zhí)行文件單獨(dú)運(yùn)行，即僅需購買開發(fā)版，可以在無限個計算機(jī)上使用。運(yùn)行當(dāng)然測量軟件也可以用于控制系統(tǒng),但在動畫處理、過程圖庫、報警系統(tǒng)等方面功能較弱，開發(fā)也相對組態(tài)軟件復(fù)雜，常用于小型項目。
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測量軟件 |
自動化軟件 |
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主要連接的硬件 |
IO卡、USB、GPIB、儀器 |
PLC、PAC、模塊、現(xiàn)場總線 |
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采集速度 |
100K-100M |
小于1K |
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圖形顯示 |
波形圖、點(diǎn)狀圖、色度圖、LED |
動畫、數(shù)據(jù)記錄、報警、報表 |
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計算與分析功能 |
矩陣計算、數(shù)字濾波、FFT、激勵 |
無 |
目前常用的測量軟件有NI的LABVIEW、Measuremen Studio,的MathWorks的Matlab,研華的ActiveDAQ Pro等。
研華的ActiveDAQ Pro是一款基于Windows的OCX控件集合,主要分為測量類控件和圖形類控件。測量類控件主要提供各種采集卡、USB模塊的驅(qū)動接口，支持軟件、中斷、DMA、預(yù)觸發(fā)等功能,圖形類控件則提供各種測量用的儀器面板、仿真按鈕、波形圖、點(diǎn)狀圖、色度圖、LED等,便于使用者快速建立測試系統(tǒng)。ActiveDAQ Pro目前支持VB、VC、VB.Net、VC#、Delphi、C++Bulider等
ActiveDAQ Pro控件直接調(diào)用Windows底層驅(qū)動,相對于其他測量軟件具有較少的資源占用和更快的速度。
ActiveDAQ Pro測量類控件是一系列進(jìn)行輸入輸出操作的ActiveX控件，它以可兼容的控件容器Visual Basic，Delphi等開發(fā)。通過各控件的Property，Event和Method，用戶能夠很容易地進(jìn)行輸入輸出操作（具體信息可參考Manual的其他內(nèi)容）。并且能夠以ActiveDAQ Pro的各種操作來控制ADVANTECH設(shè)備。ActiveDAQ Pro包括以下內(nèi)容：
Advantech ActiveDAQ Pro AI Control: 采集模擬量輸入數(shù)據(jù)。
Advantech ActiveDAQ Pro AO Control: 向外部輸出模擬量數(shù)據(jù)。
Advantech ActiveDAQ Pro DIO Control: 數(shù)字量輸入輸出操作。
Advantech ActiveDAQ Pro Thermo Control: 采集熱電測量溫度值。
Advantech ActiveDAQ Pro Counter Control: 計量輸入信號。
Advantech ActiveDAQ Pro Pulse Control: 選定信號輸出。
1通過屬性窗口可以方便設(shè)置，支持中斷/DMA/Post/Delay/About觸發(fā)方式
2 同步/異步方式，當(dāng)主線程調(diào)用接口后異步立即返回，同步則需要等待傳輸過程完成之后才能繼續(xù)執(zhí)行。
3 采集的波形可以選擇文件/內(nèi)存存儲方式
4 可以設(shè)定溫度采集的類型
4 提供方法（Methods）和事件（Event）進(jìn)行方便的開發(fā)。
圖形類控件是一些列包含各種圖形表現(xiàn)方式的ActiveX控件，包括LED顯示控件、NumEditor編輯控件、Slider棒圖控件、Button按鈕控件、Knob旋鈕控件、Graph圖表控件、Intensity強(qiáng)度控件等，用戶能夠很容易地對測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行圖形表現(xiàn)
LED控件是LED形式的數(shù)字編輯框，提供七段數(shù)碼管樣式的數(shù)據(jù)顯示與編輯等功能。用戶可選擇或自設(shè)定Formatsting格式，數(shù)值顯示會自動根據(jù)設(shè)定的FormatString進(jìn)行調(diào)整，并使用數(shù)碼管格式顯示出來
 
NumEditor控件是數(shù)字用編輯框，提供了數(shù)據(jù)的顯示與編輯等功能。用戶可選擇或自設(shè)定FormatString格式，控件中的數(shù)值會自動根據(jù)設(shè)定的FormatString進(jìn)行調(diào)整，并在文本編輯框中顯示出來。
   
Slider控件是滑軌控制器及直條形顯示器，提供多種圖形樣式。一個Slider控件可以設(shè)置或顯示一個或多個數(shù)值。
Button控件是3D，2D的工控用按鈕，是一個開/關(guān)控制控件，用于顯示開/關(guān)（真/假）兩種狀態(tài)，提供多樣化的顯示方式。
Knob控件是旋鈕及儀表的控件，是一個圓弧形的數(shù)值控制控件，提供多種圖形樣式，并支持在同一界面上顯示單個或多個數(shù)值。
Graph控件是實(shí)時曲線及歷史資料回顧顯示器，為用戶提供豐富的圖形顯示功能，，實(shí)時地察看監(jiān)測對象的變化趨勢。
Intensity控件是平面二維強(qiáng)度顯示器，主要用作散亂三維數(shù)據(jù)點(diǎn)的二維顯示和簡單插值處理，幫助用戶方便、快速地察看三維散亂數(shù)據(jù)的強(qiáng)度變化趨勢。
利用圖形控件的屬性對話框，可以靈活設(shè)置控件的類型、紋理貼圖、顏色、位置等。
使用ActiveDAQ Pro進(jìn)行測量系統(tǒng)開發(fā)具有方便、快速、功能強(qiáng)大等特點(diǎn)。下面以一個實(shí)例說明如何利用ActiveDAQ Pro快速建立一個簡單的虛擬測量儀表。
步驟1: 在 Advantech Device Manager 中加入數(shù)據(jù)采集設(shè)備
在 Advantech Device Manager 中加入數(shù)據(jù)采集設(shè)備
測試硬件連接正常
步驟 2: 在VB 工具箱中加入Advantech ActiveDAQ Pro 控件
啟動 Visual Basic. 選擇 Standard EXE 圖標(biāo), 然后點(diǎn)擊 Open 按鈕以創(chuàng)建一個新的工程。
從 Project 菜單中選擇 Components..., 則組件加載對話框如下顯示:
在Control 選項卡列表中選擇 Advantech ActiveDAQ Pro AI/Button/Graph/Knob/Number控件
按下 OK 按鈕關(guān)閉對話框。則代表控件的圖標(biāo)將會出現(xiàn)在 Visual Basic 工具箱中
步驟 3: 設(shè)計窗體
在設(shè)計窗體中放置一個 AdvAI 控件并使用缺省的名字.
從工具箱中取出AdvGraph1(圖表控件）, AdvLED1（顯示控件）, AdvKnob1（旋鈕/圓形控件）, AdvSlider1（棒圖控件） 控件放置于窗體中,作為顯示，使用缺省名字.
從工具箱中取出AdvButton1(按鈕控件）,作為控制數(shù)據(jù)采集的按鈕
最終窗體應(yīng)如下所示:
步驟 4: 配置AdvAI控件屬性頁
從View 菜單中打開Properties Window .
在Properties Window的頂部選擇axAdvAI1
步驟 5: 編寫程序代碼
雙擊設(shè)計窗體中的 AdvButton1按鈕, 編寫如下代碼:
Dim datay(10) As Single
Dim i As Integer
Private Sub AdvButton1_ValueChanged(ByVal Value As Boolean)
AdvLED1.Value = AdvAI1.DataAnalog ’LED顯示
AdvKnob1.Value = AdvAI1.DataAnalog ’圓形表顯示
AdvSlider1.Value = AdvAI1.DataAnalog ’棒圖顯示
datay(i) = AdvAI1.DataAnalog
AdvGraph1.PlotY datay ’圖表顯示
i = i + 1
If i = 10 Then i = 1
End Sub
步驟 6: 測試程序
目前基于ActiveDAQ Pro的巳開發(fā)出很多工具和演示系統(tǒng),以下簡要說明:
1、Wavescan; WaveScan 是一個基于Active DAQ GUI 控件和Active DAQ PRO Device控件的Utility。通過使用控件提供的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)顯示功能，WaveScan可以幫助用戶將數(shù)據(jù)的采集，觀測和存儲的過程變得更加容易。
2、噪聲分析儀：采集噪聲信號，進(jìn)行不同倍數(shù)的放大，并自動找出系列噪聲的最大值
3、強(qiáng)度分析儀：采集物體表面的幾何造型和光滑度，使用強(qiáng)度控件的不同顏色表現(xiàn)不同的高度
4 虛擬溫度計：采集室內(nèi)外溫度，進(jìn)行溫度記錄與相關(guān)性分析
作為一款專用的測量軟件、ActiveDAQ Pro提供了方便的高速采集和圖形展現(xiàn)工具，成為測量領(lǐng)域不可多得的工具。在生產(chǎn)線檢測、無損探傷、故障錄波、石油開采、物流監(jiān)控、電力電子、通訊等各領(lǐng)域必將得到廣泛的應(yīng)用。
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