基于LabVIEW的便携式汽车仪表检测仪的研制----目的与基本名词解释

本文研究的内容是基于LabviEW的便携式汽车仪表测试系统。所以首先要对仪表的种类和构造进行研究，了解和分析汽车中车速表、转速表、水温表、燃油表、里程表、各种LED报警灯、LCD等的结构原理以及他们的显示原理，分析它们工作时的参数以及这些表的国家标准等，然后搭建硬件平台，设计软件程序，再让软件和硬件连接，进行参数设置，进行测试。

本文要研究的是基于LabVIEW测试系统，因此在本文中用LabviEW作为便携式汽车仪表检测系统的软件平台，在研究中我们把LabVIEW用作仪表测试结果的显示和仪表信号的输入，故LabVIEW也本文要研究的重要内容之一。

本文研究内容还包括汽车中的通信模块，在本文中用到CAN总线以及PXI板卡，所以在研究中我们要研究它们在汽车中是怎样通信的，怎么连接才能使我们获得最快最准确的数据。

主要工作：

1、调研，便携式汽车仪表检测系统的研究现状及其存在的问题。对各种汽车仪表进行分析，然后对数据进行分析、处理、综合。查阅相关资料，确定研究课题，并作可行性分析。

2、搭建基于LabVIEW的便携式汽车仪表检测系统相关硬件和软件平台。

1）硬件平台：汽车仪表测试系统的硬件系统主要包括工控机（是整个控制系统的大脑）、PXI板卡（PXI6528是一块静态数字FO板卡，专门针对某些变化缓慢的数字信号，并且具有24路输入和24路输出，既可以采集数字信号，又可以向外输出）、信号接线盒、数据通信转换板卡、CAN卡、可编程网络电阻、供电电源以及被检测仪表等主要部分。

2）软件平台：仪表检测系统软件采用Nl公司的LabVIEW平台进行设计，本系统采用LabVIEW的图形化程序语言，以一种很直观的方法建立前面板人机界面和程序框图。

3、反复的实验，与其他的汽车仪表测试系统做比对，结合实际试验的结果，反复验证评价检测系统的正确性及评价软件的有效性。

本文利用Nl公司的软硬件系列产品和一块自己研发的数据通信转换卡，根据便携式汽车仪表检测系统所需要的各种模拟、数字、开关、CAN等各种信号

参数，采用Nl的PXI板卡和数据通信转换卡连接好硬件电路，在此硬件基础上，通过Nl公司的LabVIEW软件平台对整个测试系统进行开发，最终提出一个完整的便携式汽车仪表检测系统理论。

第二章设计方案

2.1可行性分析

2.1.1虚拟仪器的结构与优势

虚拟仪器的出现是测量仪器领域的一个突破，它彻底改变了传统的仪器观点，从根本上更新了测量仪器的概念，带给了人们一个全新的仪器观念。虚拟仪器代表着测量仪器发展的最新方向和潮流。它是基于计算机的软件仪器，以计算机为核心，将仪器功能装入计算机，通过计算机实现各种仪器功能。常见的虚拟仪器组建方案如图2一1所示

虚拟仪器的构成：虚拟仪器由通用仪器硬件平台（简称硬件平台）和应用软件两大部分构成：

1、通用仪器硬件平台

构成虚拟仪器的硬件平台有两部分：一部分是计算机，一般为一台PC或者工作站，它是硬件平台的核心；另一部分为1/0接口设备，主要完成被测输入信号的采集、放大、模/数转换等。可以根据实际情况采用不同的接口设备（卡）。如数据采集卡/板（DAQ），GPIB总线仪器、VXI总线仪器模块、PXI总线仪器模块、串口仪器等。虚拟仪器从硬件结构上讲，己经完全脱离了原有的单个仪器的概念，并不是在计算机上实现某一台仪器的功能，而是形成了一个虚拟仪器系统的概念。虚拟仪器系统的构成如图2一2所示。

2.软件结构

虚拟仪器软件由两大部分构成。一部分是应用程序，主要实现虚拟面板功能的前面板软件程序。另一部分为10接口仪器驱动程序，这类程序用来完成特定外部硬件设备的扩展、驱动与通信。开发虚拟仪器，必须有适合的软件工具。目前已有多种虚拟仪器的软件开发工具。其中包括如C、visua1C++、VISual Basie、Labwindows/CVI等文本式编程语言，以及诸如LabvIEw、AgilentvEE等的图形化编程语言。这些开发工具为我们设计虚拟仪器应用软件提供了良好的开发环境。目前NI等公司还开发出了应用网络进行远程测试的软件开发工具。

LabVIEW是美国国家仪器公司（NationalInstruments，IN）的软件产品，是图形化的编程语言和开发环境，是公认的标准数据采集和仪器控制软件。LabVIEW采用数据流编程方式，程序框图中节点之间的数据流向决定了程序执行顺序。用户界面在LabVIEW中被称为前面板，使用图表和连线，可以通过编程对前面板上的对象进行控制，这就是图形化源代码，又称G（Graphies）代码。LabVIEW的图形化源代码在某种程度上类似于数据流流程图，因此又称作程序框图代码。LabVIEW程序被称为VI（VirtualInstrument），即虚拟仪器，这是因为它的很多界面控件与操作都模拟了现实世界中的仪器，它的核心概念就是"软件即是仪器"即虚拟仪器的概念。LabV工EW不仅提供了与遵从GPIB（General-PurposeInterfaeeBus），VXI（VMEbusextensionsfor instrumentation），RS（ReeonunendStandard）一232和RS一485协议的硬件及数据采集卡、图像采集卡通信的全部功能，还内置了支持TCP/IP，ActiveX等软件标准的库函数。其自带的硬件1/0函数库-除了即插即用式的开发方式，LabV工EW还提供了大量自带的硬件工/0函数库，包括NI一VISA和NI一DAQmx，可以支持几乎所有总线和通信接口，以连接超过5000种独立仪器和上千种传感器、摄像头和运动控制驱动器。LabVIEW是真正的32位编译器。目前虚拟仪器广泛的应用在汽车，航海、航空、电子电工、机械控制和机电一体化、水利检测等多种领域。

LabVIEW能够与任意数据采集组件相连，包括：换能器与传感器、信号、信号调理、数据采集硬件及驱动和应用软件等。美国国家仪器提供了最完整的数据采集设备，支持桌面设备、便携式设备、嵌入式设备、以及网络应用，并提供了多种总线形式，包括：pCI、pexExpress、PXI、PeMeIA、uSB、eompaetFlash、Ethernet/LAN及工EEE1394.利用LabVIEW高度集成的各类功能，包括：交互式DAQ助手。、全面的NI一DAQmx工/0函数及传感器即插即用TEDS技术，您可以快速开发各类数据采集系统，其数据采集结构如图2一3所示。