计算机虚拟仪器与移动仪器技术1.ppt

计算机虚拟仪器与手机移动仪器 何岭松 华中科技大学机械学院 2014 11 20 3 2 5 4 什么是计算机虚拟仪器和移动仪器 数字信号采集 分析基础 电子测量仪器技术的发展趋势 计算机虚拟仪器技术 应用实例 讨论 6 移动测量仪器技术 1 一 什么是计算机虚拟仪器和移动仪器 1 虚拟仪器 传感器信号测量部分设计成数据采集卡 信号分析部分用数学公式实现 仪器面板则由计算机图形界面实现 硬件功能软件化是虚拟仪器的一大特征 5 A D卡 视频卡 运动控制卡 传感器 数据总线 计算机虚拟仪器系统结构 虚拟在哪 真实仪器 虚拟仪器 示波器 显示仪表 开关 数据采集卡 计算机 软件 温度计 虚拟温度计 温度传感器 测量 导线 采集卡 数据采集 计算机 数据处理和显示 举个例子 数据线 5 演示 计算机声音信号测量分析系统 5 2 移动仪器 5 移动仪器结构 传感器 采集 通讯 手机 软件 5 演示 手机传感器测量分析系统 5 二 电子测量仪器技术的发展趋势 PC处理器软件 模块化仪器 分立仪器 信号 总线 多核处理器的广泛运用 自定义范围从处理器进一步拓展到模块化I O的数字后端 总线技术的发展 云总线 移动通讯技术运用 5 1 模块化仪器 设备的日趋复杂迫使测试系统必须变得更加灵活 实现这一目标的方式便是采用软件定义的模块化硬件架构 数字万用表 9 数字化仪 示波器 27 信号采集 20 高速数字I O 31 FPGA自定义仪器 8 可编程电源 4 网络分析仪等 17 信号发生器 14 开关 75 视频采集 5 5 洛克希德 马丁F 35战斗机的风洞测试 洛克希德 马丁基于PXI和LabVIEW开发的风洞测试系统 机柜部分外观 控制 控制风机产生合适的流型 折流板方向控制 分布于机身的传感器数据采集 分布于折流板的传感器数据采集 测量数据 控制信号 航空 2 仪器总线技术的发展 带宽 60Mbytes s USB2 0 带宽分布 所有端口共享传输延迟典型值 100 s PCI带宽 132Mbytes sPCIExpress带宽 2Gbytes s传输延迟 1 s 最好 5 Bandwidthvs Latency 5 PCI 32 bit 33MHz 1stGenerationPCIExpress 2ndGenerationPCIExpress 3rdGenerationPCIExpress 5 应用案例 机床频谱监测系统 5 3 多核技术 IntelC2DQ9100四核处理器 更高主频的处理器多核处理器 要想充分发挥并行处理器的性能 软件就必须能够处理并发性 concurrency 的问题 BillGates 5 5 5 慕尼黑普朗克物理研究所的托克马克系统八核机器上完成对Tokamak装置的等离子气体流的实时控制6倍速度提升 5 4 移动 无线通讯技术运用 灵活性 无线监测系统无需铺设电缆 电线 相比于传统网络自然具有更大的灵活性 成本 无线远程监控系统的灵活性也意味它能够节约成本 5 ThisisthedataacquisitionunitsforanF15AircraftStaticFatigueTestSystem 5 无线数据采集 5 ConnectEverything Cloud 借助云计算 工程师可随时随地控制测试和分析结果 消除传统测试和测