隨著計算機和數(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)軟件采用運行版授權(quán),用戶程序不能組態(tài)環(huán)境而單獨運行,每一個監(jiān)控點都需要購買加密狗。

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)行文件單獨運行,即僅需購買開發(fā)版,可以在無限個計算機上使用。運行當(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。
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,,實時地察看監(jiān)測對象的變化趨勢。
. Intensity控件是平面二維強度顯示器,主要用作散亂三維數(shù)據(jù)點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、功能強大等特點。下面以一個實例說明如何利用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、強度分析儀:采集物體表面的幾何造型和光滑度,使用強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。