LabVIEW 虛擬儀器項目開發與實踐

本書是《LabVIEW虛擬儀器項目開發與管理》的升級版，共22章，包括基礎知識、虛擬儀器項目開 發方法以及項目管理和實踐。第1~6章為基礎知識，主要講解LabVIEW程序前面板設計、數據結構、程 序框圖、函數和錯誤處理等內容；第7~19章主要講解虛擬儀器項目開發方法，包括用於實際項目開發的 單循環和多循環程序框架、程序用戶界面擴展、數據類型擴展、代碼和程序結構擴展、數據存儲、數據庫 和麵向對象開發技術、網絡通信、信號與傳感器、數據採集和濾波等數字信號處理相關的內容；第20~22 章主要講解項目管理和實踐，包括項目管理理論和一些對實際項目開發的經驗總結，同時提供幾個實際 的工程案例作為參考。本書力求面向實際工程項目開發，並配有實際工程實例源碼和相關參考資料。 本書可作為LabVIEW虛擬儀器項目開發和管理人員的技術參考書，也可作為電腦、虛擬儀器和自 動化等專業的教材，或各類LabVIEW虛擬儀器項目開發和管理培訓的參考用書。

目 錄

 

第1章

 

緒 論 / 1

 

1.1　虛擬儀器與LabVIEW / 1

 

1.2　虛擬儀器開發環境的搭建 / 4

 

1.3 VI的開發與調試步驟 / 9

 

1.4　LabVIEW虛擬儀器項目開發 / 14

 

1.5　LabVIEW虛擬儀器項目管理 / 15

 

第2章

 

前面板設計 / 17

 

2.1 控件選擇 / 17

 

2.2 前面板設計總原則 / 21

 

2.3 前面板佈局 / 23

 

2.4 前面板文本和色彩 / 25

 

2.5 可見性和健壯性 / 27

 

2.6 對前面板進行裝飾 / 29

 

2.7 本章小結 / 31

 

第3章

 

基本數據類型和操作 / 32

 

3.1　基本數據類型 / 32

 

3.2　常規數據操作方法 / 38

 

3.3　數值 / 41

 

3.4　布爾 / 44

 

3.5　枚舉類型與下拉列表 / 46

 

3.6　路徑和字符串 / 47

 

3.7　數組、簇和矩陣 / 51

 

3.8　數組操作 / 54

 

3.8.1　數組的創建和初始化 / 55

 

3.8.2　索引數組元素 / 56

 

3.8.3　編輯數組 / 58

 

3.8.4 數組排序 / 59

 

3.8.5　其他數組操作函數 / 59

 

3.9 圖形和圖表 / 61

 

3.9.1　波形圖表和波形圖形 / 63

 

3.9.2　XY圖形 / 66

 

 

 

VI

 

LabVIEW虛擬儀器項目開發與實踐

 

3.9.3　二維和三維圖形 / 67

 

3.9.4 強度圖形和強度圖表 / 71

 

3.10　本章小結 / 73

 

第4章

 

基本程序結構 / 74

 

4.1　數據流驅動 / 76

 

4.2　順序結構 / 78

 

4.3　分支結構 / 80

 

4.4　循環結構 / 82

 

4.4.1　For循環和While循環 / 82

 

4.4.2　自動索引 / 84

 

4.4.3　移位寄存器 / 85

 

4.4.4　反饋節點 / 87

 

4.5　本章小結 / 89

 

第5章

 

函數、程序框圖和VI / 90

 

5.1 LabVIEW內置函數庫 / 90

 

5.2　VI的程序框圖 / 94

 

5.3　創建子VI / 98

 

5.4　為VI添加說明和幫助 / 102

 

5.5　可重入VI、遞歸VI和多態VI / 105

 

5.6　本章小結 / 108

 

第6章

 

錯誤處理 / 110

 

6.1　錯誤簇 / 110

 

6.2　錯誤捕獲 / 114

 

6.3　錯誤報告 / 118

 

6.4　錯誤處理 / 122

 

6.5　自定義錯誤處理 / 127

 

6.6　本章小結 / 130

 

第7章

 

擴展程序結構 / 131

 

7.1 事件結構 / 131

 

7.1.1 事件與事件結構 / 132

 

7.1.2 事件的靜態註冊和動態

 

 註冊 / 135

 

7.1.3 通知事件和過濾事件 / 139

 

7.1.4 用戶自定義事件 / 141

 

7.1.5 使用事件的註意事項 / 142

 

7.2 定時結構 / 144

 

7.2.1 定時循環結構 / 145

 

7.2.2 定時順序結構 / 152

 

7.3 禁用結構 / 153

 

7.4 元素同址操作結構 / 157

 

7.5 本章小結 / 159

 

 

 

VII

 

目　錄

 

第8章

 

單循環程序框架 / 160

 

8.1　輪詢 / 161

 

8.2　程序框架中的數據傳遞和功能全

 

 局量 / 162

 

8.3　經典狀態機 / 166

 

8.4　消息狀態機 / 169

 

8.5　隊列狀態機 / 173

 

8.6　事件狀態機 / 177

 

8.7　本章小結 / 183

 

第9章

 

多循環程序框架 / 185

 

9.1　多任務、多線程、多處理與多

 

 循環 / 186

 

9.2　變量控制多循環 / 189

 

9.3　同步多循環 / 192

 

9.3.1　事件發生函數控制

 

 多循環 / 193

 

9.3.2　通知器控制多循環 / 194

 

9.3.3　多個定時循環的同步 / 196

 

9.3.4　集合點控制多循環 / 199

 

9.4　異步多循環 / 200

 

9.4.1　生產者/消費者結構 / 200

 

9.4.2　大型多任務結構 / 205

 

9.5　模塊化的程序框架 / 211

 

9.5.1　多循環程序框架的

 

 模塊化 / 212

 

9.5.2　動態加載 / 217

 

9.6　本章小結 / 220

 

第10章

 

擴展用戶界面 / 222

 

10.1　自定義控件 / 222

 

10.2　XControl / 228

 

10.2.1　XControl的能力 / 228

 

10.2.2　XControl的屬性和方法 / 235

 

10.2.3　XControl的快捷菜單、尺寸

 

 和位置 / 236

 

10.3　菜單 / 239

 

10.3.1　主菜單 / 240

 

10.3.2　快捷菜單 / 243

 

10.4　工具欄和狀態欄 / 246

 

10.5　光標 / 250

 

10.6　多語言支持 / 251

 

10.6.1　導出/導入語言包 / 252

 

10.6.2　動態加載語言包 / 259

 

10.6.3　LCE工具包 / 261

 

10.7　本章小結 / 264

 

第11章

 

數據類型擴展與面向對象 / 266

 

11.1　自定義數據類型 / 266

 

11.2　面向對象編程 / 270

 

11.2.1　封裝 / 272

 

11.2.2　繼承 / 275

 

 

 

LabVIEW虛擬儀器項目開發與實踐

 

11.2.3　多態 / 279

 

11.2.4　LabVIEW類的開發和

 

 使用 / 281

 

11.3　本章小結 / 284

 

第12章

 

擴展程序代碼 / 286

 

12.1　簡化數學運算 / 286

 

12.1.1　公式節點和表達式節點 / 286

 

12.1.2 腳本節點 / 290

 

12.2　調用CIN / 292

 

12.2.1　指定參數類型和

 

 傳遞方式 / 293

 

12.2.2　創建C代碼 / 294

 

12.2.3　編譯代碼為LSB格式 / 296

 

12.2.4　加載、調試代碼 / 298

 

12.3　LabVIEW NXG中的C節點 / 301

 

12.4　Python節點 / 303

 

12.5　以編程方式控制VI / 304

 

12.5.1　VI Server程序 / 305

 

12.5.2　VI Scripting / 309

 

12.6　本章小結 / 312

 

第13章

 

代碼復用 / 314

 

13.1　OpenG和MGI代碼庫 / 314

 

13.2　調用DLL / 317

 

13.2.1 配置CLN / 318

 

13.2.2　調用自己開發的DLL / 322

 

13.2.3　調用硬件驅動或Win32

 

 API / 329

 

13.3　ActiveX和.NET組件 / 332

 

13.3.1　調用ActiveX / 332

 

13.3.2 調用.NET / 337

 

13.4　本章小結 / 340

 

第14章

 

數據存儲與表達 / 341

 

14.1　文件操作 / 341

 

14.1.1　文本文件 / 342

 

14.1.2　二進制文件 / 345

 

14.1.3　數據記錄文件和電子表格

 

 文件 / 347

 

14.1.4　配置文件 / 349

 

14.1.5　TDMS文件 / 351

 

14.1.6　XML文件 / 359

 

14.2　數據壓縮和加密 / 366

 

14.3　數據表達 / 369

 

14.4　本章小結 / 374

 

 

 

目　錄

 

第15章

 

數據庫 / 376

 

15.1　數據庫基礎 / 376

 

15.2　連接數據庫 / 381

 

15.2.1　使用DSN連接數據庫 / 381

 

15.2.2　使用UDL連接數據庫 / 382

 

15.2.3 增強數據庫程序的可移植

性 / 384

 

15.3　數據庫基本操作 / 386

 

15.3.1　創建、刪除數據表 / 386

 

15.3.2　操作數據記錄 / 389

 

15.4　數據庫高級操作 / 393

 

15.4.1　執行SQL語句 / 393

 

15.4.2　瀏覽數據記錄 / 398

 

15.4.3　使用存儲過程 / 401

 

15.5　數據庫工具函數 / 403

 

15.5.1　數據庫屬性信息 / 403

 

15.5.2　處理數據庫事務 / 406

 

15.5.3　使用文件保存數據 / 409

 

15.6　本章小結 / 410

 

第16章

 

網絡通信 / 411

 

16.1　網絡參考模型和通信協議 / 412

 

16.2　串口通信 / 416

 

16.3　藍牙和紅外 / 422

 

16.3.1　藍牙通信 / 423

 

16.3.2　紅外通信 / 425

 

16.4　TCP/IP與UDP / 427

 

16.4.1 TCP/IP / 427

 

16.4.2　UDP / 435

 

16.5　NI STM / 441

 

16.6　DataSocket / 445

 

16.7　FTP和SMTP / 451

 

16.7.1　FTP / 451

 

16.7.2　SMTP / 454

 

16.8　本章小結 / 456

 

第17章

 

信號與傳感器 / 458

 

17.1　信號 / 459

 

17.1.1　典型測試信號 / 463

 

17.1.2　常用噪聲和隨機信號 / 469

 

17.1.3　模擬波形 / 472

 

17.2　傳感器 / 474

 

17.2.1　溫度傳感器及典型數據

 

 採集程序 / 478

 

17.2.2　應變和力傳感器 / 482

 

17.2.3　位移傳感器 / 485

 

17.2.4　速度傳感器 / 488

 

17.2.5　毫米波雷達 / 493

 

17.2.6　工業相機與圖像採集 / 494

 

17.3　本章小結 / 498

 

 

 

LabVIEW虛擬儀器項目開發與實踐

 

第18章

 

數據採集 / 500

 

18.1　信號的數字化 / 500

 

18.2　虛擬儀器數據採集 / 502

 

18.3　基於聲卡的信號採集（1D） / 507

 

18.4　圖像採集（2D） / 513

 

18.5　本章小結 / 519

 

第19章

 

濾波 / 521

 

19.1 濾波器基礎 / 521

 

19.2 傅里葉變換與頻率響應 / 525

 

19.3　FIR濾波器 / 538

 

19.3.1　移動平均濾波器 / 540

 

19.3.2　加窗Sinc濾波器 / 544

 

19.3.3　等紋波Parks-McClellan和

 

 窄帶插值FIR（iFIR）

 

 濾波器 / 551

 

19.4　IIR濾波器 / 553

 

19.4.1　基本IIR濾波器 / 557

 

19.4.2　經典IIR濾波器 / 567

 

19.5　非線性濾波器 / 578

 

19.6　逐點濾波 / 581

 

19.7　本章小結 / 587

 

第20章

 

虛擬儀器項目管理 / 589

 

20.1　項目生命周期模型 / 590

 

20.1.1　邊做邊改 / 591

 

20.1.2　瀑布模型 / 592

 

20.1.3　原型模型 / 594

 

20.1.4　增量迭代模型 / 595

 

20.1.5　螺旋模型 / 598

 

20.2 項目各階段 / 600

 

20.2.1　需求分析 / 600

 

20.2.2　設計 / 605

 

20.2.3　編碼 / 607

 

20.2.4　測試 / 609

 

20.2.5　升級維護和版本控制 / 614

 

20.3　軟件質量標準 / 622

 

20.4　進度與預算 / 626

 

20.4.1　時間管理 / 626

 

20.4.2　成本管理 / 631

 

20.5　本章小結 / 635

 

第21章

 

影像增強儀質量檢測系統 / 637

 

21.1　系統需求 / 637

 

21.1.1　功能需求 / 637

 

21.1.2　技術指標 / 639

 

21.2　系統設計 / 639

 

21.2.1　光源子系統設計 / 640

 

21.2.2　CCD相機的選擇 / 644

 

 

 

目　錄

 

21.2.3 圖像採集數據採集設備的

 

 選擇 / 647

 

21.3　軟件開發 / 648

 

21.3.1　系統自檢模塊 / 650

 

21.3.2　應力切換與控制模塊 / 651

 

21.3.3　基於DataSocket的

 

 通信模塊 / 652

 

21.3.4　標準圖像採集模塊 / 654

 

21.3.5　故障識別模塊 / 658

 

21.3.6　數據分析模塊 / 663

 

21.4　集成測試驗證 / 665

 

21.5　系統主要特點 / 667

 

第22章

 

項目實踐 / 669

 

22.1　航空液流閥檢測系統 / 669

 

22.1.1　系統需求 / 669

 

22.1.2　系統組成 / 670

 

22.1.3 關鍵技術與軟件模塊 / 672

 

22.2　ASDX傳感器測試系統 / 682

 

22.2.1　日誌和SQLite數據庫 / 684

 

22.2.2　面向對象方式的測試

 

 管理 / 689

 

22.3　灌裝檢測機器視覺系統 / 691