1、满意设计 WWW.ManYSJ.CoM 详细论文及程序 QQ: 744989151 各类设计 论文联系 QQ:609545949 Labview IO 板卡 https:/ 1 第一章：绪论 3 1 1 虚拟仪器概述 . 3 1 1 1 虚拟仪器的产生 3 1 1 2 虚拟仪器的概念 3 1 1 3 虚拟仪器的构成 4 1.1.4 虚拟仪器的优点 6 1 2 虚拟仪器的现状 . 7 1 2 1 国外虚拟仪器的现状 7 1 2 2 国内虚拟仪器的现状 8 1 2 3 虚拟仪器的发展趋势 9 1.3 课题背景和课题目的 . 10 1.4 本文的研究内容 . 10 第二章 图像采集原理及总体设计 1
2、2 2 1 图像采集原理 12 2 2 摄像头介绍 13 2.2.1 摄像头简介 . 13 2.2.2 摄像头的分类 . 14 2.2.3 摄像头的工作原理 . 14 2 3 IMAQ VISION 介绍 . 15 第三章 虚拟图像采集与处理系统的设计 16 3 1 虚拟仪器创建过程 16 3 2 设计方案的比较 17 3 2 1 软件比较 . 17 3 2 2 USB 摄像头数据采集的特点 . 18 3 3 总体设计 . 19 满意设计 : 基于 LABVIEW 的虚拟示波器设计 2 第四章 软件模块的设计 20 4.1 程序的流程图 . 20 4 2 程序的结构图 22 4 3 LABVI
3、EW 简介 22 4 3 1 G 语言简介 23 4 3 2 LABVIEW 程序组成 . 23 4 4 数据采集和处理模块 24 4 4 1 创建摄像头列表 . 24 4 4 2 创建传感器资源 . 24 4 4 3 启动采集 . 25 4.4.4 创建图像 . 25 4.4.5 图像获取 . 26 4 5 图像保存 26 4 6 图片读取 27 4 8 小结 . 27 第五章 程序设计显示 28 5 1 虚拟图像采集与处理系统的性能指标 28 5 1 1 控制面板 . 28 5 1 2 图像采集与处理系统的性能指标 28 5 2 程序的总框图 29 5 3 程序的调试结果 30 5 4 小
4、结 . 30 第六章 总结与展望 32 致 谢 . 36 满意设计 WWW.ManYSJ.CoM 详细论文及程序 QQ: 744989151 各类设计 论文联系 QQ:609545949 Labview IO 板卡 https:/ 3 满意设计 : 基于 LABVIEW 的虚拟示波器设计 4 第一章：绪论 1 1 虚拟仪器概述 1 1 1 虚拟仪器的产生 虚拟仪器技术是现在计算机系统和仪器系统相结合的产物，是当今计算机辅助测试领域的一项重要技术。它推动着传统仪器朝着数字化，智能化，模块化，网络化的方向发展。电子测量仪器发展至今，大体上可以分为四代：模拟仪器、数字化仪器、智能一起和虚拟仪器。第一
5、代模拟仪器，这类仪器在某些实验 室里还能看到，它是以电磁感应基本定律为基础的指针式仪器，如指针式万用表 、晶体管电压表、指针式电流表等。第二代数字化仪器，这类仪器现在相当普遍，这类仪器将模拟信号的测量值转化为数字信号，并以数字方式输出最终结果，适用于快速响应和较高准确度的测量， 1 1 2 虚拟仪器的概念 虚拟仪器是指通过应用程序将计算机、 1 1 3 虚拟仪器的构成 虚拟仪器从构成要素上讲，由计算机、 图 1-1 虚拟仪器的结构 显示器 信号分析及处理器 入机接口 各类接口 A/D 转换器 数据发生器 信号调理器 信号调理器 输入 信号 D/A 转换器 信号调理器 信号 输出 满意设计 WW
6、W.ManYSJ.CoM 详细论文及程序 QQ: 744989151 各类设计 论文联系 QQ:609545949 Labview IO 板卡 https:/ 5 目前， 1.4 本文的研究内容 虚拟仪器 系 目前市场上的 A/D 采集卡和数据采集卡以及带 满意设计 : 基于 LABVIEW 的虚拟示波器设计 6 第二章 图像 采集原理 及总体设计 2 1 图像采集 原理 简单地说，所谓图像采集就是连接图像采集设 传统相机的成相是 景物的反射光线经过镜头的会聚，在胶片上形成潜应影，这个潜影是光和胶片上的乳剂产生化学反应的结果。再经过显影和定影处理就形成了影像。摄象头的数码影像和胶片成像原理不同
7、，是经过镜头成像在 CCD/ CMOS 上，经过 CCD/ CMOS 的光电转换，生成视频信号，再经过显示屏电光转换，才生成图像。 具体流程如下： 镜 头 光 聚 焦C C D 或 C M O S光 转 换 成 电 信 号处 理 保 存 摄 像 机 内 存传 输电 脑 处 理 并 显 示 等2 2 摄像头 介绍 2.2.1 摄像头简介 摄像头 (CAMERA)又称为电脑相机、 满意设计 WWW.ManYSJ.CoM 详细论文及程序 QQ: 744989151 各类设计 论文联系 QQ:609545949 Labview IO 板卡 https:/ 7 2.2.3 摄像头的工作原理 摄像头的工作
8、原理大致 是 景物通过镜头 . 第三章 虚拟 图像采集与处理系统 的设计 虚拟 图像采集与处理系统 由仪器硬件和功能模块软件两部分组成。本章将详细讨论对虚拟 图像采集与处理系统 设计时几种方案的比较。 3 1 虚拟仪器创建过程 创建虚拟仪器的过程大体分为以下 . 3 2 设计方案的比较 3 2 1 软件比较 在给定计算机必要的仪器硬件后， 3 2 2 USB 摄像头 数据 采集的特点 商用 专用图像 数据采集卡具有较大的通用性， . 3 3 总 体设计 本课题设计的是图像采集与处理系统，主要 数 字 摄 像 头U S B 连 接 线计 算 机L a b V IE W 软 件满意设计 : 基于
9、LABVIEW 的虚拟示波器设计 8 第四章 软件模块的 设 计 在本章中详细介绍各个功能模块及其生成过程。 4.1 程序的流程图 程序流程框图 如图 4-1 所示 ： 满意设计 WWW.ManYSJ.CoM 详细论文及程序 QQ: 744989151 各类设计 论文联系 QQ:609545949 Labview IO 板卡 https:/ 9 U S B 摄 像 头 检 测U S B 摄 像 头 列 表U S B 摄 像 头 启 动选 择 摄 像 头创 建 U S B 摄 像 头 驱 动启 动 U S B 摄 像 头记 取 U S B 摄 像 头 数 据显 示 图 像保 存 图 像 ？保 存
10、 图 像 显 示 图 像读 历 史 图 像 ？Y Y停 止 采 集 ？停 止NNYN图 4-1 程序流程图 流程图简介： 满意设计 : 基于 LABVIEW 的虚拟示波器设计 10 首先对设计中 运 用到的模块进行初始化， 然后通过 USB 摄像头 数据进行采集，把采集到的信号送入 LABVIEW 模块 中， 通过 LABVIEW 模块 的程序运行下 ，把采集到的信号通过图 形 的形式显示出来。 4 2 程序的结构图 程序的 结构图如图 4-2 所 示： 从上图中可以看出， labview 软件通过 USB IMAQ 驱动控制下位 USB 设备，然后把得到解决的数据进行相应格式的处理和显示。
11、4 3 LABVIEW 简介 LABVIEW 是（实验室虚拟仪器工作平台） 环境中执行可运行程序。 4 3 1 G 语言简介 LABVIEW 是一个功能比较完整的软件开发环境， .BVIEW 应用程序的最重要的基础。 4 3 2 LABVIEW 程序组成 该环境包括三个部分：程序前面板、框图程序 满意设计 WWW.ManYSJ.CoM 详细论文及程序 QQ: 744989151 各类设计 论文联系 QQ:609545949 Labview IO 板卡 https:/ 11 4 4 数据采集和处理模块 数据 采集模块是虚拟 图像采集与处理系统 软件 。 4 4 1 创建摄像头列表 为了在多个摄像
12、头进行数据采集时，能区别是使用哪一个进行数据采集， 这里先通过一个 IMAQ USB Enumerate Cameras 函数，获取当前电脑上连接所有摄像头名称列表。此函数的接线端口如下所示： 从上图中看出 USB Camera Names 函数端口输出的是一维数组 ，直接是所有相机的名称列表。 4 4 2 创建传感器资源 为了能打开摄像头进行图像采集， IMAQ 中是 从上图中可以看出， USB Camera Name 端口是 称。 4 4 3 启动采集 要进行相应摄像头数据的采集， Q Write File 函数进行了图像的保存。保存的格式有如下几类： 在此函数中直接输入要保存的文件路径和
13、图像数据即可。程序如下所示： . 满意设计 : 基于 LABVIEW 的虚拟示波器设计 12 4 6 图片读取 为了在系统中进行 . . 4 8 小结 本章是设计的关键部分，主要介 绍了虚拟 图像采集与处理系统 的各个功能模块具体设计和实现，包括：数据采集和处理模块、 图像保存 、 图像读取 等 。将这些模块在主 VI 的框图程序中按照一定的逻辑关系组合起来，就形成了一个完整的虚拟 图像采集与处理系统 。 满意设计 WWW.ManYSJ.CoM 详细论文及程序 QQ: 744989151 各类设计 论文联系 QQ:609545949 Labview IO 板卡 https:/ 13 第五章 程
14、序设计 显示 5 1 虚拟 图像采集与处理系统 的性能指标 5 1 1 控制面板 本论文设计的虚拟 图像采集与处理系统 控制面板如图 5-1 所示 图 5-1 图像采集与处理系统 的控制面板 5 1 2 图像采集与处理系统 的性能指标 1、 传感器像素： 衡量摄像头的一个重要指标之一 ,一 . 5 2 程序的 总框 图 程序的总框图如图 5-2 所示 . 图 5-2 程序总框图 满意设计 : 基于 LABVIEW 的虚拟示波器设计 14 5 3 程序的调试结果 经 过前面编程后，运行程序，在摄像头列表中双击选择相应的摄像头进行数据采集，调节摄像头可以采集到清淅的图像。输出保存路径后可以保存图片
15、并可以进行已保存图片的查看。运行效果如下所示： 5 4 小结 由 调试结果可知，设计用普通 USB 摄像头 数据采集卡，在 LABVIEW 图形编程语言环境下设计实现了一种方便、灵活性强的虚拟 图像采集与处理系统 ，对一些应用领域是一种很好的选择。 满意设计 WWW.ManYSJ.CoM 详细论文及程序 QQ: 744989151 各类设计 论文联系 QQ:609545949 Labview IO 板卡 https:/ 15 第六章 总结 与展望 设计的虚拟 图像采集与处理系统 不仅具有台式数字 图像采集与处 理系统 的功能，而且充分发挥了计算机强大的功能和软件设计的灵活性。设计的研究工作和主
16、要研究结果总结如下： 设计的虚拟 图像采集与处理系统 主要的优点为： （ 1）用图形化编程语言 LABVIEW 和面向对象 满意设计 : 基于 LABVIEW 的虚拟示波器设计 16 满意设计 WWW.ManYSJ.CoM 详细论文及程序 QQ: 744989151 各类设计 论文联系 QQ:609545949 Labview IO 板卡 https:/ 17 参考文献 1张健，韩薪莘，房晓溪，程学庆 .LABVIEW 18LABVIEW Uscr Manual. USA： National Instruments Corporation.1998 19Using External Code
17、in LABVIEW. USA： National Instruments Corporation.2000 20Noel Adorno. Developing a LABVIEW Intrument Driver. USA： The Application Note of National Instruments Corporation 30申业刚 .电子测量 .南京：江苏科学技术出版社 .1986： 115 170 满意设计 : 基于 LABVIEW 的虚拟示波器设计 18 致 谢 经过了一个学期的毕业设计，在设计的过程中，老师和同学给了我许多的帮助。首先谢谢我的指导老师： XXXX。老师在我的设计过 器设备。因为有这样的良师益友，使我在设计中减少了走弯路的次数，顺利的完成了毕业设计。
