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1、电 子 科 技 大 学 级本科毕业设计（论文）开题报告表学号： 姓名：学院：专业：学位论文题目基于IVI接口的频谱分析仪远程控制程序设计 学位论文题目来源： 1.科研 2.生产 3.教学（含实验） 4.其它 学位论文成果形式： 1.硬件 2.硬件+软件 3.软件 4.纯论文 学位论文研究内容一研究现状及发展态势虚拟仪器(Virtual Instrument。简称VI)是以计算机为基础,配以相应测试功能的硬件作为信号输入输出接口,在虚拟仪器软件开发平台上,利用PC机强大的图形环境和在线帮助功能建立图形化的虚拟仪器面板,并控制仪器运行的仪器。虚拟仪器的出现,缩小了厂商与用户之间的距离。虚拟仪器使得
2、用户能够根据自己的需要定义仪器的功能,而不象传统仪器那样,受到仪器厂商的限制,出现厂商提供的仪器功能与用户要求相符的情况。利用虚拟仪器,用户可以组建更好的测试系统,并且更容易增强系统功能。由于PC机能够提供远胜于仪器内部的处理能力,因此,借助于一台通用的数字化仪(数据采集板)用户就可以通过软件构造几乎任意功能的仪器。“软件就是仪器”是虚拟仪器的带给仪器工业的一次革命。但是,由于虚拟仪器的硬件、软件构建基于一定的标准模式,如对VXI总线虚拟仪器而言,主要包括三大部分。(1)应用软件开发环境与应用软件包:应用软件开发环境将计算机的数据分析和显示能力与仪器驱动器融合在一起,为用户开发虚拟仪器提供了必
3、须的软件工具与环境。(2)仪器驱动器:仪器驱动器是完成对某一特定仪器的控制与通信的软件程序。它作为用户应用程序的一部分在计算机上运行。(3)VXI总线接口软件:VXI总线接口软件是实现VXI总线虚拟仪器最基础的软件,它驻留在计算机系统之中执行VXI总线的特殊功能。即使是同类仪器更换操作系统或者仪器硬件时,就得重新修改测试程序,这个问题是由于不同硬件厂商的设备驱动程序之间缺乏统一标准而引起的。缺乏互换性和开发灵活性阻碍了虚拟仪器的发展,同时也限制了用户对虚拟仪器的使用。 IVI技术是在VXI plug&play技术上发展而来的,当今世界上最先进的测试技术。虽然目前国内有二种解释:(1)智能化虚拟
4、仪器驱动器(Intelligent Virtual Instrument Driver),(2)可互换的虚拟仪器驱动器(In-terchangeable Virtual Instrument Driver),但其功能描述是一致的。国内在这方面的研究尚处于理论阶段,实践研究还是空白。本文通过对实现IVI测试系统中仪器互换性关键技术进行的研究,旨在跟踪世界测试仪器新技术,对国内IVI测试系统的研究应用起到抛砖引玉的作用。2选题依据及意义 IVI 技术作为20 世纪90 年代末兴起的一种仪器驱动器技术,建立在VPP 仪器驱动器规范的基础之上,致力于实现仪器互换性和智能性。IVI 引入了对象化编程中的
5、属性机制,通过IVI 引擎实现高性能的属性管理(状态缓存、范围检测、状态检测等) ,提高了测试应用的性能和可靠性;通过类驱动器映射特定驱动器的方法,实现了同类仪器的无缝可互换。IVI 技术的优越性给仪器用户和仪器开发商带来了巨大的好处, IVI 技术的发展方兴未艾。 我们要通过IVI技术实现对频谱分析仪的远程控制，即要实现IVI的驱动程序，那么为什么选择 IVI 驱动程序，而不是其他的可能性呢？因为这样可以增加 IVI 驱动程序性能和灵活性，更复杂的测试应用程序。这其中有几个好处：1.一致性 IVI 驱动程序所有跟随控制如何共同模型文书，当您需要使用新的文书这样可以节省时间。2.易用性 IVI
6、 驱动程序功能增强的易用性为流行的应用程序开发环境提了快速、直观访问函数。IVI 驱动程序使用自然集成在许多不同的技术软件环境。3.质量 IVI 驱动程序集中常用命令，可取的选项，和严格的测试，以确保驱动程序质量。4.模拟 IVI 驱动程序允许代码开发和测试，即使文书是不可用的，这减少了稀缺的硬件资源的需要并简化了测量应用程序的测试。5.范围检查 IVI 驱动程序确保您所使用的参数范围内文书的适当范围。6.缓存状态 IVI 驱动程序跟踪的仪器状态使 I/O 仅必要时，防止从冗余配置命令执行正在发送，这可以显著提高系统性能。7.互换性 IVI 驱动程序启用交换的文书与最小集成测量所需要的代码更改
7、，减少时间和精力到新的或现有的系统设备。IVI 类规格提供语法可互换性，但可能不会提供行为的可互换性。在其他单词，该程序可能运行在两个不同的文书，但结果可能功能不一样由于该文书本身的方式的差异。3课题研究内容1）利用IVI驱动器远程控制频谱分析仪2）修改IVI配置仓实现仪器的可交换性4拟解决的关键问题和最终目标，以及拟采取的主要理论、技术路线和实施方案等 要利用IVI技术实现对频谱分析仪的远程控制程序设计，主要有两方面的问题需要解决：首先要对IVI驱动器有一定的了解，只有在这个基础之上才能对利用IVI技术实现对频谱分析仪的远程控制程序设计有更深一步的研究；其次是IVI控制程序的实现。1）IVI
8、仪器驱动器 仪器驱动器最简单的定义可表述为处理与一特定仪器进行控制和通信的一种软件。由于未来系统中将使用不少相同的仪器,因此,仪器用户希望程序结构化、模块化以使控制特定仪器的程序能重复使用。图1为IVI驱动器结构,仪器驱动器分为三个部分:测试程序、IVI类驱动器、功能库驱动器(特定驱动器)。一个具体的IVI仪器驱动器包括控制一个特定仪器模块的信息。如:命令字符串、解析代码及仪器设置的有效数据。这部分的研究的关键在于了解IVI驱动器具有传统驱动器不具备的特点:标准配置的利用;标准化特点;状态缓冲存贮特点;检测范围特点;仿真特性;状态检测特点;强行记录特性,根据用户需要选择IVI特点配置IVI驱动
9、器。 类驱动器是一组用来控制具体一类仪器属性的函数。具体仪器类如：示波器、数字多用表或函数发生器。IVI驱动器共有五类：示波器，数字多用表、任意波形/ 函数发生器、继电器和电源，每一类驱动器调用具体的仪器驱动来控制实际的仪器。类驱动器含有控制数字多用表的通用函数。具体的驱动器包含了控制特定仪器的信息，如：命令字符串、分析代码、仪器的有效范围设置。2）IVI控制程序的实现 IVI控制程序的实现是在LabWindows/CVI环境下进行的，所以我们首先要对LabWindows/CVI有一定的了解：LabWindows/CVI 是 ANSI C 综合发展提供一套全面的编程的工具创建的环境测试和控制的
10、应用程序。LabWindows/CVI 结合长寿和设计用于特定工程的功能与 ANSI C 的可重用性仪表与控制、 数据采集、 分析和用户界面开发。在编写程序之前我们需要先进行系统配置，在完成了系统配置之后，就可以调用IVI类驱动器,程序完全脱离开具体的驱动器而与仪器进行交互。例如：设置一个数字多用表并获得该DMM的测量值，可以在程序中调用函数。其中IVI 类兼容的驱动程序通常还包括不是 IVI 的一部分的能力类。它是常见的文书，是一类有无数的一部分超出范围的类定义的函数。这可能是因为不常见到的类的所有文书，能力或因为文书提供了一些是比什么类定义更精细的控制。IVI 还定义了自定义驱动程序。自定
11、义驱动程序用于文书不多的一类的成员。例如，不是网络的类定义分析仪，因此网络分析仪驱动程序必须是自定义驱动程序。自定义驱动程序提供相同的一致性和 IVI 驱动程序，如上所述的好处除可互换性。论文特色或创新点 本课题的创新点在于仪器的可互换性。仪器可互换性有着广泛的应用领域，具有很多优点。由于采用了可互换的仪器，军事、航空航天测试系统开发人员开发的测试程序能够对性能提高的新仪器和旧仪器同样有效。对竞争性强、高产值的企业如电信、电子行业在发生故障或需要重新测定时，要求生产线仍然照常运行，由于使用了可互换的仪器，企业可以在部门之间重新使用和共享测试代码而不必使用相同的仪器硬件。本课题参考IVI结构，利用LabWindowsCVI设计并实现了基于IVI接口规范的频谱分析仪的远程控制程序设计，成功集成于自动测试系统中，提高了测试程序的开发效率，尤其对于测试仪器和被测件资源不足，测试程序开发量大、开发时问短的情况，具有很好的辅助开发作用，比IVI简单易用，效率明显优于VPP驱动。导师审查意见签名：日期：年月日