文章作者：新聞管理員 文章出處：ni.com
文章類型：NI專題欄目 文章加入時間：2003年11月24日15:25
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利用集成式的軟件框架提高測量與自動化工作效率 |
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簡介
在理想的情況下，產(chǎn)品從研究到設計，最后到生產(chǎn)，公司是不需要對其進行測試的。但是，實際上，測量系統(tǒng)是整個產(chǎn)品開發(fā)過程中不可或缺的一部分。測量系統(tǒng)對于一個企業(yè)是不可或缺的，因為在提高質量、縮短投入市場的時間、提高工程與制造的效率，當然還有降低成本上，測量系統(tǒng)具有十分關鍵的作用。
在過去的20年間，為了滿足消費者的需求，測量系統(tǒng)發(fā)生了根本性的改變——應該說是改革。這次改革推出了一種全新的系統(tǒng)框架。在這種框架中，計算機成為測量系統(tǒng)的“心臟”。
這次測量改革將測試、測量和自動化應用系統(tǒng)從原來的結合松散、常常互不兼容、分立的儀器設備轉變?yōu)榱艘粋€高度集成的高性能的測量與自動化系統(tǒng)。而變革的核心則是一個越來越重要的部件——軟件。
雖然與傳統(tǒng)的分立儀器相比，隨著個人計算機硬件的發(fā)展，測量系統(tǒng)的性能大大提高，成本也大大降低，但是成千上萬的工程師和科學家之所以能夠利用這些優(yōu)點，卻是因為高產(chǎn)的集成軟件。一套完整的軟件工具——從測量驅動框架與儀器互連軟件到高產(chǎn)的應用開發(fā)環(huán)境和企業(yè)標準工具間的開放式互連軟件——可以使工程師和科學家自由地創(chuàng)建功能強大、可自定義功能的新一代測量系統(tǒng)。
從研究、設計，到驗證，到制造與測試，到維護，在整個產(chǎn)品設計生命周期中，軟件推動了這種高性能低成本、高度集成的測量系統(tǒng)在各個階段的應用。縱觀全球，使用基于計算機的測量與自動化系統(tǒng)的公司，都具有以更低的成本和更少的時間來設計和測試質量更高的產(chǎn)品的競爭優(yōu)勢。
| 集成測量系統(tǒng)的演化
軟件控制分立儀器時期
二十多年前，當RS-232和GPIB（IEEE 488）等通信總線引入時，計算機第一次成為了測量系統(tǒng)的一個必備部分。通過將測量設備直接連接到計算機上（見圖1），工程師和科學家不僅可以減少將數(shù)據(jù)輸入計算機進行進一步分析的時間，同時也可以減少手工輸入數(shù)據(jù)可能造成的錯誤。此外，將計算機作為測量系統(tǒng)中所有儀器的“中央控制器”，還可以讓這些儀器相互協(xié)調，自動操作，構成一個獨立的系統(tǒng)。 |
圖1. GPIB連接一臺分立儀器到PC
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發(fā)送命令到儀器和從儀器接收響應的軟件接口，使得以計算機為中心的儀器系統(tǒng)得到了廣泛采用。這種儀器控制軟件還提供了驅動程序。驅動程序作為操作系統(tǒng)的一部分被安裝在操作系統(tǒng)中，就像為了保證不同操作平臺和編程環(huán)境的一致性而提供的標準API一樣。如果考慮到計算機操作平臺過去20年來的巨大變化，提供標準API是操作系統(tǒng)一個十分重要的特性。
雖然基于計算機的儀器控制給工程師帶來了很大好處，并且它還是“堆架式”系統(tǒng)的基本組成部分，但是系統(tǒng)開發(fā)仍然非常辛苦，因為開發(fā)人員必需詳細了解系統(tǒng)中的每一臺儀器或者設備的命令語法。開發(fā)人員也曾試圖標準化命令語法，但是真正將開發(fā)的效率提高到一個新水平的是將儀器驅動程序引入到新一代應用開發(fā)環(huán)境中，使其成為開發(fā)環(huán)境的一部分。這些開發(fā)環(huán)境包括NI LabVIEWTM圖形開發(fā)環(huán)境和LabWindowsTM（一種測量專用函數(shù)與C和Basic編程語言相結合的工具）?，F(xiàn)在，隨著越來越多的儀器驅動程序被引入這些開發(fā)環(huán)境，，工程師可以將精力集中在高級的測量系統(tǒng)要求上，而不是各個儀器供應商專用的命令語法上了。
軟件控制基于計算機的測量設備時期
20世紀80年代中期，總線框架的巨大進步促成了模塊化測量設備的發(fā)展。用戶可將這些模塊化設備安裝在計算機中（見圖2）。不象分立儀器那樣依賴于昂貴的專用處理器、固件和存儲器，這種插入式數(shù)據(jù)采集卡直接利用計算機的固有組件可以組建成體積更小、成本更低和性能更高的測量系統(tǒng)。
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圖2. 在PC內部完成各項測量功能
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然而，這種靈活的低成本平臺不再只是簡單地發(fā)送命令和接收響應，它對系統(tǒng)軟件提出了更高的要求。不過高級應用程序接口（APIs）簡化了從數(shù)據(jù)采集卡高速傳輸數(shù)據(jù)到計算機這個過程。通過使用高速信號處理算法和軟件工具，工程師和科學家可以創(chuàng)建自定義的分析程序。用戶界面設計軟件還將傳統(tǒng)分立儀器的曲線圖、旋鈕和游標“搬到”了計算機屏幕上。專用的測量開發(fā)環(huán)境給工程師帶來了空前的生產(chǎn)力，它提供了許多高度集成的工具用于儀器的控制和數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析，以及數(shù)據(jù)的可視化。
軟件提供完整的集成測量與控制系統(tǒng)時期
圖3. 集成的測量與控制系統(tǒng)
在過去五年中，PXITM/CompactPCITM等新的總線框架為精密復雜的測量與控制的提供了更好的平臺。與傳統(tǒng)儀器系統(tǒng)不同，現(xiàn)在的集成測量與控制系統(tǒng)是由更多樣的測量設備組成的。這個過程從傳統(tǒng)的分立儀器間的連接開始，然后加入插入式模擬與數(shù)字測量設備，現(xiàn)在還可以加入用于可視檢測的圖像采集設備和用于機器控制的運動控制器（見圖3）。此外，這些集成測量與控制系統(tǒng)還應易于實現(xiàn)多個設備的連接，比如可編程邏輯控制器（PLCs）這樣的設備。
當前的難題
目前，在集成自動化測量系統(tǒng)時，工程師和科學家仍然要面對許多挑戰(zhàn)。為了使新產(chǎn)品更快的進入市場，系統(tǒng)開發(fā)人員也面臨著越來越多的挑戰(zhàn)：快速創(chuàng)建自動化測量系統(tǒng)來來驗證設計和測試最終產(chǎn)品；以現(xiàn)有處理過程的最短停工時間將測量系統(tǒng)部署到多個位置；，要能維護這些系統(tǒng)；如果提出新的設計還要不斷修改這些系統(tǒng)。不僅如此，最近這種將測量系統(tǒng)集成到企業(yè)系統(tǒng)中去的趨勢更是增加了開發(fā)人員必須面對的挑戰(zhàn)。
不同測量設備之間的集成
現(xiàn)在的分立儀器，還象20年前的傳統(tǒng)儀器一樣，仍然是手動的，只是在交互使用上進行了優(yōu)化，并非一個高度集成的系統(tǒng)。因為這些分立儀器僅僅在交互使用性（手動旋轉儀器前面板上的旋鈕或者手動選擇測量模式）上進行優(yōu)化，所以要將它們集成為一個自動測量應用常常要求向儀器發(fā)送許多軟件命令。這不僅降低了系統(tǒng)總體性能，而且不利于提高生產(chǎn)效率。
此外，將許多儀器集成為一個完整的系統(tǒng)常常耗費大量時間而且十分困難。同步化不同儀器之間的多個測量，往往要做大量的編程工作。而由于測量設備的通信機制和協(xié)議（比如GPIB、USB和VXI）不同，還要求系統(tǒng)開發(fā)人員學習許多APIs和為每種儀器設計不同的程序。這些難題都導致開發(fā)人員耗費大量時間，因為他們必須集成設備和理解儀器的通信特性，而不能集中時間精力解決測量問題。而恰恰是這些問題才是影響他們將產(chǎn)品更快地投入市場的關鍵。
系統(tǒng)部署、維護和更新
現(xiàn)在的測量系統(tǒng)開發(fā)人員需要更好的系統(tǒng)部署、維護和更新工具。因為開發(fā)人員現(xiàn)在是以月而不是年為單位時間來測量產(chǎn)品設計的修正，所以他們必須減少在多個位置部署測試系統(tǒng)的時間。而且，每次提出新模型時，從零開始編寫新系統(tǒng)已經(jīng)不再可能。另外，大的開發(fā)人員團隊還可能使用多種編程語言，比如Microsoft Visual Basic 、Visual C++或 NI LabVIEW等等。所以，一個集成測量系統(tǒng)的軟件部分必須是容易維護和更改的。
與企業(yè)工具集成一體
隨著局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的廣泛應用，測量與控制系統(tǒng)可以顯現(xiàn)出更多優(yōu)勢。開發(fā)人員可以使用網(wǎng)絡隨時發(fā)布信息，不斷更新制造過程，以及在原來基礎上升級產(chǎn)品設計。
開發(fā)人員經(jīng)常需要將自動化測量與控制系統(tǒng)分布在整個制造層，有時需要穿過幾個不同的建筑，甚至分散到全球各地。而遍及全世界的公司數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)則需要很容易地共享它們的信息。因此，用于建立自動化測量系統(tǒng)的開發(fā)工具必須與逐漸標準化的企業(yè)工具高度集成一體。如果不具備這種集成性，這些企業(yè)將面臨生產(chǎn)力和競爭力的巨大損失，因為產(chǎn)品投入市場的時間增加了。
測量與自動化軟件框架的重要性
正是因為今天系統(tǒng)開發(fā)人員所面對的難題，才產(chǎn)生了對集成化軟件框架的需求。這個框架必須能夠為所有I/O設備提供標準接口，以降低將多個測量設備集成為一個單一系統(tǒng)的復雜程度，同時它還必須能提供開發(fā)工具以實現(xiàn)快速配置、建立、部署、維護和修改高性能低成本的測量與控制解決方案。此外，這個框架還必須能提供與不斷發(fā)展和逐漸標準化的的企業(yè)管理系統(tǒng)間的無縫連接。利用這個框架，企業(yè)能夠加快產(chǎn)品投入市場的時間，提高產(chǎn)品質量，并且降低開發(fā)和生產(chǎn)成本。
測量與自動化集成軟件框架為建立高性能自動化測量與控制系統(tǒng)提供了一個模塊化集成結構。為了獲得最好的性能，便于開發(fā)和具有系統(tǒng)級的調節(jié)能力，該框架的各組件是相互獨立的，同時還是高度集成的（見圖4）。這個框架使開發(fā)人員能夠快速建立測量系統(tǒng)，并且在系統(tǒng)要求變化時很容易對其進行修改。
使用高度集成的軟件框架開發(fā)測量與控制系統(tǒng)具有許多優(yōu)點，包括：
- 在開發(fā)、部署、維護和更改整個過程中使用為測量與自動化應用設計的快速開發(fā)工具，大大提高生產(chǎn)力
- 更好的測量與控制系統(tǒng)性能，因為所設計的每個級別的工具能良好配合，共同工作，提供最好的測量與控制性能
- 更高的系統(tǒng)集成度，這使許多不同的測量設備集成為高級系統(tǒng)，易于與整個公司的其它處理過程連接
- 降低整個產(chǎn)品生命周期的成本
具有這些優(yōu)勢，公司將更具競爭力，因為與以前相比，它們能設計和測試質量更好的產(chǎn)品，更快地將產(chǎn)品投入市場，以及降低成本。
圖4. 測量與自動化集成軟件框架
為了獲得最大效能，測量與自動化軟件框架必須包括下面幾個部分：
- 測量與控制服務軟件，它可與許多I/O設備無縫連接，可為簡化系統(tǒng)開發(fā)提供高級接口
- 應用開發(fā)環(huán)境，它與測量與控制服務軟件和系統(tǒng)管理服務組件高度集成
- 系統(tǒng)管理服務組件，它將數(shù)據(jù)、測試和高級系統(tǒng)組織起來
測量與控制服務軟件
模塊化計算機和基于網(wǎng)絡的測量系統(tǒng)之所以具有十分關鍵的優(yōu)勢，測量與控制服務軟件在其中扮演了一個十分重要的角色。該軟件的組件——硬件驅動程序、靈活的高級應用編程接口（APIs）和配置管理器——必須全部集成到應用開發(fā)環(huán)境（ADEs）中以獲得最好的系統(tǒng)性能和最大的開發(fā)能力。測量與控制服務軟件的功能包括測量設備的集成、本地與分布式配置，以及測量設備編程。
圖5 測量和控制服務軟件
測量和控制服務軟件的重要特征
測量和自動化系統(tǒng)的開發(fā)人員通常認為只用已有的設備驅動程序就足以集成測量設備。而這個設備的驅動應當能提供關鍵性益處：快速的性能，設備編程的靈活性，具有一致性和擴展性的API，本地和遠程配置和操作，以及和ADE的無縫集成。在理想的測量和自動化軟件架構中，軟件控制測量設備的方式是透明的，只作為ADE的一部分出現(xiàn)。這種理想的實現(xiàn)方式確保具有最大的開發(fā)靈活性和架構的可擴展性，使得系統(tǒng)能夠通過ADE被部署到所有目標平臺上。
圖5顯示了測量和控制服務軟件通常的實現(xiàn)方式。在這種系統(tǒng)中，I/O服務控制著基于消息的設備（或傳統(tǒng)的儀器），這些設備通過GPIB，串口，VXI，USB，1394，和以太網(wǎng)接口連接。這些設備的I/O服務由NI-488.2™, 和NI-VISA™軟件驅動來傳遞。NI-DAQ™軟件驅動控制高速的電子測量設備。NI-DAQ控制高性能，模塊化采集和控制硬件，這些硬件被直接插在計算機里或通過USB, 1394或以太網(wǎng)連接。類似的，NI-DAQ, NI-IMAQ控制圖像采集設備，而NI-Motion操作運動控制器。這些軟件服務共享共同的集成化框架，用以通道擴充，實時同步，快速編程，高速數(shù)據(jù)流和遠程設備訪問。
集成傳統(tǒng)儀器
許多測量系統(tǒng)都要求進一步集成來自不同廠商的傳統(tǒng)儀器。NI-488.2和NI-VISA驅動提供了硬件的獨立性，從而為用戶節(jié)省了更換設備時修改源代碼的時間。修改源代碼的時間。使用NI-488，用戶可以把單個PC上的GPIB儀器移入網(wǎng)絡中，也可以把運行在Windows上的GPIB儀器移植到Linux或嵌入式實時操作系統(tǒng)。
NI VISA是一個用于儀器控制的標準虛擬儀器軟件架構。它提供了一個和硬件獨立的層面，使得工程師可以很快地從PC和Internet的技術進步中獲益。NI-VISA把用戶代碼從計算機和儀器之間的物理接口抽象出來。無論儀器使用的是GPIB, 串口,VXI, 以太網(wǎng)，1394，USB接口，還是使用PC和儀器行業(yè)將來可能使用的主流技術，用NI-VISA標準寫成的儀器控制軟件都能無縫地工作，并且在儀器控制標準發(fā)展時也可以重用代碼。建立在NI-488和NI-VISA之上的儀器驅動利用了這些優(yōu)點，通過結合儀器驅動本身的儀器技術來實現(xiàn)附加的功能，這樣就極大地簡化了程序的開發(fā)。
最大限度地提高性能和開發(fā)的靈活性
通過NI-DAQ, NI-IMAQ和NI-Motion軟件架構進行集成的測量設備能最大限度地提高性能和開發(fā)的靈活性。這些驅動的主要特點有：
- 通過直接控制設備上寄存器以及直接和計算機的內存交換數(shù)據(jù)，最大限度地提高了I/O性能
- 設備驅動架構完全遵從所有操作系統(tǒng)的通用性標準（如Windows 2000，Windows XP，Mac OS）
- 可擴展API使在嵌入式，桌面式或分布式系統(tǒng)編程變得簡單，并具有可擴展性。
- 和LabVIEW，Visual Basic 和Visual C++ 等ADE無縫地集成
- 內部的驅動架構使其可以通過USB，1394，以太網(wǎng)連接來操作分布式設備
- 對于PCI和PXI測量設備，使用RTSI™總線架構對具有同步和觸發(fā)功能的測量設備進行集成
- 高速數(shù)據(jù)傳輸最大限度地提高了系統(tǒng)的吞吐量
通用配置架構
配置管理器（Measurement & Automation Explorer）提供了測量和控制服務軟件所支持的測量硬件的系統(tǒng)視圖。通過Measurement & Automation Explorer ，用戶可以定義通道的名稱來管理信號, 或設定縮放功能來把數(shù)字信號轉化為特定測量值。。配置管理的主要優(yōu)點是能和NI LabVIEW，LabWindows/CVI，以及NI Measurement Studio（為Microsoft Visual Basic和Visual C++提供測量組件）這樣的ADE相集成。通過這種集成,開發(fā)人員無需繁瑣的編程就可以在一個應用程序中結合多種測量。如果沒有這些配置工具，開發(fā)人員不得不花費時間通過編程來設置這些測量功能。
應用程序開發(fā)環(huán)境
在測量和自動化軟件框架中，ADE的角色非常關鍵，它提供了可視化的環(huán)境。利用這些工具，系統(tǒng)開發(fā)人員設計和集成系統(tǒng)，使系統(tǒng)能夠進行測量，控制流程，向最終用戶顯示信息，和其它的應用程序相連接，以及提供其它更多功能。正如現(xiàn)今的家庭計算機用戶對他們的網(wǎng)絡瀏覽器要比調制解調卡有更多的接觸和了解一樣，系統(tǒng)開發(fā)人員在他們開發(fā)過程中大部分時間都是在和ADE打交道。ADE不僅必須要和測量和控制系統(tǒng)以及企業(yè)范圍的數(shù)據(jù)和測試管理高度地集成在一起，而且對于它是否能夠提供高級而直觀的開發(fā)范例使得廣泛的用戶可以快速地建立測量和控制系統(tǒng)，這一點也是非常重要。
ADE的重要作用
測量和自動化系統(tǒng)開發(fā)人員會經(jīng)常認為他們使用任何語言都能夠成功地組合各種組件以形成一個集成化的系統(tǒng)。他們常常覺得應該只根據(jù)是否能夠提供最大的靈活性來選擇工具。與此相對立的是，一些開發(fā)人員傾向于使用組織內部創(chuàng)建的工具或者只適用于每個單獨測量設備的全套工具。這些選擇都極大地降低了生產(chǎn)效率，并且妨礙測量和自動化系統(tǒng)獲得最高性能，降低生產(chǎn)開發(fā)效率以及和其它系統(tǒng)的集成。
用于開發(fā)測量和自動化應用程序的ADE應該能夠提供一個易用的設計模型，經(jīng)過編譯的性能和針對整個應用范圍的應用級別編程靈活性。同樣重要的是，ADE應該可以和連接廣泛I/O設備的測量和控制服務軟件，以及像企業(yè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和測試管理系統(tǒng)這樣的系統(tǒng)級工具高度的集成在一起，使得應用程序可以于現(xiàn)在或者將來集成進去。
商業(yè)化而且現(xiàn)有
盡管使用組織內部建立的軟件架構感覺上會有很大的靈活性，但是使用自有軟件的組織常常由于需要不斷地跟上發(fā)展迅速的技術，如操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡技術，而這些又不是他們的核心業(yè)務，這樣就會產(chǎn)生意料不到的費用。這樣在商業(yè)運作汲取了寶貴的資源而且常常導致浪費了寶貴的時間。例如，通過使用現(xiàn)有的為測試和測量設計的ADE，開發(fā)人員可以快速而輕易地把程序更新到最新的操作系統(tǒng)上，或者只用很小的開發(fā)資金就可集成出現(xiàn)的Internet和XML標準。或者，當使用如Visual Basic和Visual C++這樣的ADE，專用的測量和自動化插件包可以極大地減少開發(fā)時間。
易用性
因為ADE是集成系統(tǒng)的所在，這些工具的易用性對于提高系統(tǒng)開發(fā)人員的工作效率就顯得尤為重要。雖然能以多快的速度啟動和運行是易用性的重要方面，但是它不止于此。通過易用的ADE，開發(fā)人員應該能夠輕松地把多種測量設備喝斥程序集成在一起，，建立復雜的用戶界面，部署和維護應用程序，并隨著產(chǎn)品設計的改進和系統(tǒng)擴展的需要更改應用程序。
集成專門的測量功能
除了要和測量和控制服務軟件高度地集成外，對于用于開發(fā)測量和自動化系統(tǒng)的ADE是否能夠無縫地管理和執(zhí)行測量，這一點也是十分關鍵的。為了在這方面最有效地工作，ADE應該能在環(huán)境中直接混用測量數(shù)據(jù)類型以便能在附加的處理任務中使用這些測量結果。為了能夠最大限度地提高開發(fā)效率，ADE應該包含有全面的統(tǒng)計和數(shù)值分析功能，以及在測量應用中常用的高性能的信號處理和控制算法。ADE應該集成測量和自動化應用中常規(guī)的任務，這所包括功能有PID和模糊邏輯控制，降噪，頻譜測量，數(shù)字濾波，響應測量，信號探測，數(shù)值積分和差分，曲線擬合，分數(shù)倍頻分析和序列分析。
可擴展性
通過對組織內部的測量和自動化ADE標準化，組織機構可以節(jié)省管理成本，建立內部的專家系統(tǒng)，以及優(yōu)化開發(fā)和系統(tǒng)的通用性。通過對適用于多種類型用戶的工具和測量與控制應用進行標準化能夠提高生產(chǎn)的效率。例如，下面的情況都使用了同樣的軟件：
- 研究實驗室（靈活性是關鍵）：通過GPIB和桌面計算機相連，采集和顯示來自數(shù)字萬用表和示波器的數(shù)據(jù)
- 現(xiàn)場服務應用（便攜性是關鍵）：通過PCMCIA和筆記本相連，采集和顯示來自基于計算機的數(shù)字萬用表和示波器的數(shù)據(jù)
- 產(chǎn)品測試應用（速度和成本是關鍵）采集和顯示來自插在PXI機箱的基于計算機的PXI/CompactPCI 數(shù)字萬用表和示波器的數(shù)據(jù)。
和企業(yè)系統(tǒng)高度集成
在企業(yè)中，ADE必須提供和其它軟件開放式的連接。這種開放式的框架確保開發(fā)人員能夠把他們的測量系統(tǒng)和遍及企業(yè)的應用程序集成起來——通過ActiveX和DLL和其它軟件工具集成，通過標準化查詢語言（SQL）以及應用程序數(shù)據(jù)庫對象（ADO）接口和企業(yè)數(shù)據(jù)庫相連，通過TCP/IP或UDP技術和企業(yè)內部網(wǎng)相連，通過XML和HTML數(shù)據(jù)格式建立可共享報表。當Microsoft.NET技術使遠程系統(tǒng)連接地更加緊密，這種需求的重要性將隨之不斷地增長。
用于測量和自動化應用的NI ADE
NI專門為測量和自動化提供了兩種ADE－LabVIEW和LabWindows/CVI。此外，NI Measurement Studio為Microsoft Visual Basic和Visual C++提供測量和自動化軟件插件包。
使用NI LabVIEW——現(xiàn)有的為開發(fā)綜合測量和自動化系統(tǒng)專門設計的圖形化開發(fā)環(huán)境，開發(fā)人員以構建數(shù)據(jù)流程圖的同樣的方式，把用戶界面和用于數(shù)據(jù)采集和控制，信號處理和分析，以及顯示的功能結合起來。利用LabVIEW的模塊化和層次結構，用戶可以快速而輕松地開發(fā)原型，設計，部署，和更改系統(tǒng)。由于LabVIEW的ADE已編制成能提供最佳的執(zhí)行性能，包含數(shù)百個測量專用的分析程序，并且和測量和控制服務高度集成，使得開發(fā)人員能快速地設計結合眾多的I/O設備的高性能測量和自動化應用。LabVIEW也能和工業(yè)標準的Internet和數(shù)據(jù)庫技術以及測試管理系統(tǒng)很好的結合。
NI LabWindows/CVI已被公認為是一個強大的ANSI C開發(fā)環(huán)境，它精心設計的數(shù)據(jù)采集，分析和顯示庫能保護您數(shù)年來的開發(fā)成果。由于具有包括拖放式用戶界面設計，交互式創(chuàng)建和測試代碼，完整的儀器驅動生成向導等提高開發(fā)效率的特性，LabWindows/CVI簡化了創(chuàng)建基于C的測量程序。自從1988推出以來，LabWindows/CVI已被證明是一個穩(wěn)固而可靠的開發(fā)環(huán)境，能經(jīng)受操作系統(tǒng)和計算機技術的革新。LabWindows/CVI能和集成了廣泛I/O的測量和控制服務高度地結合在一起。
NI Measurement Studio為Microsoft Visual Basic和Visual C++提供了大量易用的儀器控制，數(shù)據(jù)采集，信號處理和顯示工具。這些功能是通過ActiveX控件和類庫，測量向導，以及用于生成用戶界面的定制ActiveX實現(xiàn)的。這些和測量和控制服務高度地集成在一起的Measurement Studio控件能為系統(tǒng)開發(fā)人員提供最佳的開發(fā)效率。此外，Measurement Studio工具也能和測試管理軟件高度地結合并輕松地和數(shù)據(jù)庫以及Internet應用程序協(xié)同工作。
圖6 系統(tǒng)管理軟件架構
在測量和自動化軟件框架中，系統(tǒng)管理軟件也扮演著重要的角色（見圖6）。這些工具對于簡單的測量應用并不必要，但是對于大型的集成化系統(tǒng)其價值是無法衡量的。
兩種常見的系統(tǒng)管理環(huán)境包括大規(guī)模數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和大型的測試管理系統(tǒng)。在這兩種情況中，對于這些系統(tǒng)的工具是否能和ADE以及測量和控制服務軟件高度地集成這一點非常重要。和組織內部設計和維護的系統(tǒng)相比，使用ADE，現(xiàn)有的商業(yè)化系統(tǒng)管理工具能為組織機構節(jié)省大量的時間。此外，這些環(huán)境必須和其它組織機構內部的系統(tǒng)能很好地結合，這些包括有數(shù)據(jù)庫，制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）。
測試管理軟件的重要特征
測試管理軟件，通常是作為測試的執(zhí)行中樞，必須能為整個測試系統(tǒng)的提供一個框架。它必須包括測試程序所需的順序，循環(huán)和決策制定功能，并且能在測試系統(tǒng)和其它各種企業(yè)系統(tǒng)，如數(shù)據(jù)庫，制造執(zhí)行系統(tǒng)和質量系統(tǒng)之間提供接口。
在以前，當測試被執(zhí)行時，其執(zhí)行框架常常處于實際的ADE內建的測試中。這樣的軟件結構相互聯(lián)結，不可能單獨編程。這為維護和支持帶來了困難并且除了簡單的工程幾乎很難重用代碼。近來，測試代碼，或者“單步”，和測試執(zhí)行框架根據(jù)功能被很好地定義和抽象?，F(xiàn)今的測試執(zhí)行已發(fā)展為可自動識別UUT，完成所有的順序控制和運行測試結果評估，報表和用戶管理。
利用現(xiàn)有的商業(yè)化測試管理軟件，開發(fā)人員具有全面的定制選擇，可以創(chuàng)建自定義的測試解決方案來提供成本更低，速度更快和特性更多的測試系統(tǒng)。
NI 開發(fā)了TestStand™, 一種即時可用的測試執(zhí)行軟件，能組織，控制和執(zhí)行自動化原型，驗證或建立測試系統(tǒng)。Testband具有完全的可定制性，因此用戶對其可以進行更改或增強以滿足他們的特殊需要。TestStand是和LabVIEW，LabWindows/CVI，和Measurement Studio集成在一起，因此用戶可以生成代碼，進行全面調試，包括直接進入來自TestStand的程序中調試代碼。
數(shù)據(jù)管理框架的重要特征
如果一個測量系統(tǒng)需要采集大規(guī)模的數(shù)據(jù)，那么對于這個集成化測量系統(tǒng)，數(shù)據(jù)管理框架是非常重要的部分。通過在系統(tǒng)中結合數(shù)據(jù)管理技術，組織機構可以更有效地共享數(shù)據(jù)和制定決策。數(shù)據(jù)管理軟件為測量系統(tǒng)提供的框架能把數(shù)據(jù)存儲在組織好的資料庫中，使用戶可以以各種文件格式獲取數(shù)據(jù)，用測量專用的程序處理和分析數(shù)據(jù)，以及為協(xié)同工作生成標準化專業(yè)報表。
通過實現(xiàn)數(shù)據(jù)管理框架并在NI DIAdem™軟件中使用，用戶可以以各種文件格式獲取測量數(shù)據(jù)，用上百個工程專用的分析程序交互地分析數(shù)據(jù)，以及為協(xié)同工作生成標準化專業(yè)報表。
在組織機構中實現(xiàn)集成化的測量和自動化軟件框架
過去二十年來，National Instruments一直是測量和自動化軟件的領導者。從它的測量和控制服務軟件到創(chuàng)新的ADEs，LabVIEW圖形化開發(fā)環(huán)境和LabWindows/CVI ANSI C開發(fā)環(huán)境，以及用于Microsoft Visual Basic 和 Visual C++的Measurement Studio，再到它的測試管理和數(shù)據(jù)管理軟件平臺，National Instruments提供的高度集成的軟件框架，在設計和開發(fā)自動化測試、測量和控制系統(tǒng)的整個過程提高了生產(chǎn)效率。
使用現(xiàn)有的商業(yè)化技術，開發(fā)人員能用更多的時間來關注應用的需要，而不是為適應技術的變革而重新設計軟件架構，這樣提高了組織機構的效率。通過充分利用NI的測量和控制服務軟件，他們無需重寫代碼就可以輕松地更新硬件架構。隨著軟件的規(guī)模由簡單的應用變得非常復雜，使用地點由設計實驗室到制造測試廠房，組織機構認識到，當他們在組織內使用一套標準的工具，建立專家系統(tǒng)，從一個功能領域到另一個領域重用測量系統(tǒng)時，他們能極大地提高生產(chǎn)效率。
通過在National Instruments的測量和自動化軟件上投資來建立集成化的高性能，低成本測量和自動化系統(tǒng)，組織機構提高了生產(chǎn)效率，極大地節(jié)約了開發(fā)時間，而且所使用平臺具有可擴充性，能在數(shù)年內根據(jù)需要的改變而發(fā)展。組織機構也因此縮短了產(chǎn)品上市時間，提高了競爭力，因為高質量的產(chǎn)品可以以比從前更快的速度設計出來并通過測試。
為了幫助組織機構開始使用這些軟件，NI提供了現(xiàn)場咨詢，起步幫助，等多種培訓方式，從自我學習交互CD到現(xiàn)場培訓課程的大量的培訓方案。此外，在系統(tǒng)開發(fā)期間經(jīng)過全面培訓的應用工程師可以為客戶提供幫助。如果開發(fā)人員希望從這種集成化的框架中獲益，但是組織內部又缺乏開發(fā)資源，來自全球范圍的600多家NI系統(tǒng)集成商會提供幫助。這些公司都是NI軟件框架方面的專家，可以幫助客戶實現(xiàn)滿足他們需要的高度集成化測量和自動化應用程序。
想開始著手降低開發(fā)和生產(chǎn)成本，獲得更高的產(chǎn)品質量，使產(chǎn)品更快地投入市場，請聯(lián)系您當?shù)氐腘I辦事處以得到免費的專家咨詢。
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