基于研華ActiveDAQ Pro的虛擬儀器測量設備

　　隨著計算機和數據采集技術的發展,基于軟件的虛擬儀器測量設備逐漸取代傳統的測量設備，在各個行業的應用越來越廣泛。虛擬儀器測量設備基于高性能數據采集卡,使用高級語言和專用的測量軟件開發，以建立專用的測量系統。

　　"測量軟件"是指專為信號測量應用提供的包含數據采集、數據展現、專用圖庫、專用分析函數等模塊的易于開發的組件，包括獨立的軟件系統（如LabView/Matlab）和OCX控件（如Measuerment Studio/ActiveDAQ Pro）兩種形式。測量系統當然也可以采用高級語言（例如VB或VC）直接編程,但由于需要投入大量的精力編寫數據采集、圖形展現和數據分析等具體函數,不能將主要精力用于專業算法的視線上，因此常用在小型的測量系統。

　　“測量軟件”和“組態軟件”具有不同的功能,如下表。組態軟件主要面向于現場控制、具有豐富的動畫功能、過程圖庫、報警系統、報表系統和數據庫系統,常用于分布式監控、采樣速度一般小于1K/S，通過驅動可以連接各種PLC、PAC和采集模塊。組態軟件采用運行版授權，用戶程序不能組態環境而單獨運行，每一個監控點都需要購買加密狗。

　　而“測量軟件”則主要面向信號測量,提供測量用圖形工具和分析工具，由于信號測量通常需要較快的速度（100K到100M）,因此測量軟件被要求支持中斷、DMA等功能，這是組態軟件難以實現的，測量軟件經常連接的設備是數據采集卡、USB采集模塊和GPIB測量設備等。測量軟件采用開發版授權，可以編譯成可執行文件單獨運行，即僅需購買開發版，可以在無限個計算機上使用。運行當然測量軟件也可以用于控制系統,但在動畫處理、過程圖庫、報警系統等方面功能較弱，開發也相對組態軟件復雜，常用于小型項目。

　　目前常用的測量軟件有NI的LABVIEW、Measuremen Studio,的MathWorks的Matlab,研華的ActiveDAQ Pro等。

　　研華的ActiveDAQ Pro是一款基于Windows的OCX控件集合,主要分為測量類控件和圖形類控件。測量類控件主要提供各種采集卡、USB模塊的驅動接口，支持軟件、中斷、DMA、預觸發等功能,圖形類控件則提供各種測量用的儀器面板、仿真按鈕、波形圖、點狀圖、色度圖、LED等,便于使用者快速建立測試系統。ActiveDAQ Pro目前支持VB、VC、VB.Net、VC#、Delphi、C++Bulider等

　　ActiveDAQ Pro控件直接調用Windows底層驅動,相對于其他測量軟件具有較少的資源占用和更快的速度。

　　ActiveDAQ Pro測量類控件是一系列進行輸入輸出操作的ActiveX控件，它以可兼容的控件容器Visual Basic，Delphi等開發。通過各控件的Property，Event和Method，用戶能夠很容易地進行輸入輸出操作（具體信息可參考Manual的其他內容）。并且能夠以ActiveDAQ Pro的各種操作來控制ADVANTECH設備。ActiveDAQ Pro包括以下內容：

　　. Advantech ActiveDAQ Pro AI Control: 采集模擬量輸入數據。

　　. Advantech ActiveDAQ Pro AO Control: 向外部輸出模擬量數據。

　　. Advantech ActiveDAQ Pro DIO Control: 數字量輸入輸出操作。

　　. Advantech ActiveDAQ Pro Thermo Control: 采集熱電測量溫度值。

　　. Advantech ActiveDAQ Pro Counter Control: 計量輸入信號。

　　. Advantech ActiveDAQ Pro Pulse Control: 選定信號輸出。

　　1 通過屬性窗口可以方便設置，支持中斷/DMA/Post/Delay/About觸發方式

　　2 同步/異步方式，當主線程調用接口后異步立即返回，同步則需要等待傳輸過程完成之后才能繼續執行。

　　3 采集的波形可以選擇文件/內存存儲方式

　　4 可以設定溫度采集的類型

　　4 提供方法（Methods）和事件（Event）進行方便的開發。

　　圖形類控件是一些列包含各種圖形表現方式的ActiveX控件，包括LED顯示控件、NumEditor編輯控件、Slider棒圖控件、Button按鈕控件、Knob旋鈕控件、Graph圖表控件、Intensity強度控件等，用戶能夠很容易地對測量的數據進行圖形表現

　　. LED控件是LED形式的數字編輯框，提供七段數碼管樣式的數據顯示與編輯等功能。用戶可選擇或自設定Formatsting格式，數值顯示會自動根據設定的FormatString進行調整，并使用數碼管格式顯示出來

　　. NumEditor控件是數字用編輯框，提供了數據的顯示與編輯等功能。用戶可選擇或自設定FormatString格式，控件中的數值會自動根據設定的FormatString進行調整，并在文本編輯框中顯示出來。

　　. Slider控件是滑軌控制器及直條形顯示器，提供多種圖形樣式。一個Slider控件可以設置或顯示一個或多個數值。

　　. Button控件是3D，2D的工控用按鈕，是一個開/關控制控件，用于顯示開/關（真/假）兩種狀態，提供多樣化的顯示方式。

　　. Knob控件是旋鈕及儀表的控件，是一個圓弧形的數值控制控件，提供多種圖形樣式，并支持在同一界面上顯示單個或多個數值。

　　. Graph控件是實時曲線及歷史資料回顧顯示器，為用戶提供豐富的圖形顯示功能，，實時地察看監測對象的變化趨勢。

　　. Intensity控件是平面二維強度顯示器，主要用作散亂三維數據點的二維顯示和簡單插值處理，幫助用戶方便、快速地察看三維散亂數據的強度變化趨勢。

　　利用圖形控件的屬性對話框，可以靈活設置控件的類型、紋理貼圖、顏色、位置等。

　　使用ActiveDAQ Pro進行測量系統開發具有方便、快速、功能強大等特點。下面以一個實例說明如何利用ActiveDAQ Pro快速建立一個簡單的虛擬測量儀表。

　　. 步驟1: 在 Advantech Device Manager 中加入數據采集設備

　　. 在 Advantech Device Manager 中加入數據采集設備

　　. 測試硬件連接正常

　　. 步驟 2: 在VB 工具箱中加入Advantech ActiveDAQ Pro 控件

　　啟動 Visual Basic. 選擇 Standard EXE 圖標, 然后點擊 Open 按鈕以創建一個新的工程。

　　從 Project 菜單中選擇 Components..., 則組件加載對話框如下顯示:

　　在Control 選項卡列表中選擇 Advantech ActiveDAQ Pro AI/Button/Graph/Knob/Number控件

　　按下 OK 按鈕關閉對話框。則代表控件的圖標將會出現在 Visual Basic 工具箱中

　　. 步驟 3: 設計窗體

　　在設計窗體中放置一個 AdvAI 控件并使用缺省的名字.

　　從工具箱中取出AdvGraph1（圖表控件）, AdvLED1（顯示控件）, AdvKnob1（旋鈕/圓形控件）, AdvSlider1（棒圖控件） 控件放置于窗體中,作為顯示，使用缺省名字.

　　從工具箱中取出AdvButton1（按鈕控件）,作為控制數據采集的按鈕

　　最終窗體應如下所示:

　　. 步驟 4: 配置AdvAI控件屬性頁

　　從View 菜單中打開Properties Window .

　　在Properties Window的頂部選擇axAdvAI1

　　. 步驟 5: 編寫程序代碼

　　雙擊設計窗體中的 AdvButton1按鈕, 編寫如下代碼:

　　Dim datay（10） As Single

　　Dim i As Integer

　　Private Sub AdvButton1_ValueChanged（ByVal Value As Boolean）

　　AdvLED1.Value = AdvAI1.DataAnalog ’LED顯示

　　AdvKnob1.Value = AdvAI1.DataAnalog ’圓形表顯示

　　AdvSlider1.Value = AdvAI1.DataAnalog ’棒圖顯示

　　datay（i） = AdvAI1.DataAnalog

　　AdvGraph1.PlotY datay ’圖表顯示

　　i = i + 1

　　If i = 10 Then i = 1

　　End Sub

　　. 步驟 6: 測試程序

　　目前基于ActiveDAQ Pro的巳開發出很多工具和演示系統,以下簡要說明:

　　1、Wavescan; WaveScan 是一個基于Active DAQ GUI 控件和Active DAQ PRO Device控件的Utility。通過使用控件提供的數據采集和數據顯示功能，WaveScan可以幫助用戶將數據的采集，觀測和存儲的過程變得更加容易。

　　2、噪聲分析儀：采集噪聲信號，進行不同倍數的放大，并自動找出系列噪聲的最大值

　　3、強度分析儀：采集物體表面的幾何造型和光滑度，使用強度控件的不同顏色表現不同的高度

　　4 虛擬溫度計：采集室內外溫度，進行溫度記錄與相關性分析

　　作為一款專用的測量軟件、ActiveDAQ Pro提供了方便的高速采集和圖形展現工具，成為測量領域不可多得的工具。在生產線檢測、無損探傷、故障錄波、石油開采、物流監控、電力電子、通訊等各領域必將得到廣泛的應用。