虚拟仪器技术在智能仪表设计中的应用

"这篇文档是关于基于虚拟仪器的智能仪表设计与实现的研究，出自中文核心期刊《微计算机信息》和《测控自动化》，作者包括汤占军、冯丽辉和张斌。文中讨论了虚拟仪器技术在测控系统中的应用，以及如何利用这种技术降低工程成本和使用难度。此外，文章还提出了一个低成本的虚拟仪器学习实验平台，该平台由单片机作为下位机，LabVIEW软件作为上位机，旨在帮助工程技术人员快速掌握虚拟仪器设计。关键词包括单片机、VISA（虚拟仪器系统架构）和智能仪表。" **详细知识点:** 1. **虚拟仪器技术**: 虚拟仪器是一种将硬件和软件结合的新型测量技术，它允许用户通过图形化编程环境（如LabVIEW）来构建自定义的测量和控制系统，实现了测量设备的功能高度定制化。 2. **测控系统**: 测控系统是监测和控制生产过程或实验数据的系统，通常包含传感器、信号调理电路、数据采集设备和数据分析软件等组成部分。虚拟仪器技术在此领域的应用显著提高了系统的灵活性和效率。 3. **软件化和图形化趋势**: 虚拟仪器的出现推动了测控技术的发展，使得系统更依赖于软件，操作界面更加直观，通过图形化编程降低了非专业人员的学习曲线。 4. **“以软代硬”思想**: 这一概念指的是虚拟仪器通过软件功能替代部分硬件功能，减少了硬件成本，同时也降低了系统的复杂性，使得设计和维护变得更加便捷。 5. **LabVIEW**: LabVIEW是美国国家仪器公司（NI）开发的一种图形化编程语言，专为虚拟仪器设计，用户可以通过拖拽图标和连线的方式创建程序，适用于数据采集、分析和可视化。 6. **硬件学习难题**: 文档指出，学习LabVIEW的一个挑战是缺乏可用的低成本硬件设备，这给初学者带来了困扰。 7. **单片机**: 单片机是一种集成了CPU、内存和外设接口的小型计算机芯片，常用于嵌入式系统。在文中，单片机被用作虚拟仪器的下位机，执行底层控制任务。 8. **VISA（Virtual Instrument Software Architecture）**: VISA是一种标准接口，用于通信和控制测量设备，它提供了通用的API（应用程序编程接口），使得不同品牌和类型的仪器能通过统一的编程方式连接和控制。 9. **智能仪表**: 智能仪表是指具备数据处理、自我诊断和通信能力的仪表，能够自动完成测量、计算和记录等功能，并可通过网络与其他系统交互。 10. **低成本虚拟仪器学习平台**: 文章提出的设计方案是一个经济实惠的实验平台，结合单片机和LabVIEW，旨在提供一个实践和学习虚拟仪器设计的环境，对工程技术人员和学生具有很高的实用性。 11. **教育与应用价值**: 通过这个实验平台，工程师和技术人员可以快速熟悉虚拟仪器的原理和编程，缩短从理论到实际应用的过渡时间，提高工程项目的开发效率。