虛擬儀器課程設計報告.doc

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虛擬儀器實驗報告  一．需求與功能描述 本需求規(guī)格說明是是根據(jù)高溫高壓鍋爐監(jiān)控系統(tǒng)基本需求而編寫的，分為用戶登錄系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)兩部分。 主要目的是進行鍋爐高溫高壓的檢測，根據(jù)不同的用戶級別進入不同的界面完成各自的工作任務，主要劃分為管理員，工程師和操作員。 基本功能： 1.分用戶級別 2.通過用戶名和密碼匹配驗證用戶合法性，登錄成功進入使用界面，登錄不成功彈出對話框。通過匹配用戶級別，管理員成功登錄后進入管理員界面，操作員成功登錄后進入操作員界面。 3.限制登錄次數(shù) 操作者職能： 當用戶級別為操作員時 則進入高溫高壓檢測系統(tǒng)并采集實時溫度與壓強。 管理員職能： 管理員可進入管理用戶界面，可增刪用戶個數(shù)，讀取用戶信息 二．程序設計與實現(xiàn)的要點 主要分配為一個主系統(tǒng)和兩個子VI：主系統(tǒng)是用戶登錄界面，兩個子VI分別是增添和刪除文件中的用戶信息以及對鍋爐高溫高壓的實時檢測以及數(shù)據(jù)的采集以便做出及時的應對方法。 首先，我們需要設計一個用戶登錄系統(tǒng)，用于實現(xiàn)用戶登錄和權限劃分的功能； 其次，我們需要設計一個用戶管理系統(tǒng)，用于實現(xiàn)增刪用戶，更新用戶信息的功能； 最后，我們需要設計一個高溫高壓監(jiān)控系統(tǒng)能夠，用于實時監(jiān)測變化報警，和保存數(shù)據(jù)信息。 1.用戶登錄系統(tǒng)主頁面 用戶登錄主界面如下： 實現(xiàn)的要點：（1）輸入用戶名和密碼可以判斷是否是合法； （2）限制登陸失敗錯誤次數(shù)，當次數(shù)超過3次，將不能登入； （3）判斷用戶級別，如為管理員則跳轉到其界面，如果為操作員則跳到操作員鍋爐高溫高壓檢測界面； （4）用戶的信息初始化信息皆保存在文件內(nèi)。 程序框圖如下： 程序?qū)崿F(xiàn)要點： 程序中主要使用了事件結構和條件結構，順序結構和循環(huán)結構。 首先，最外使用while循環(huán)結構，確保內(nèi)部程序循環(huán)進行，只有按下退出才觸發(fā)他。 用順序結構設置初始化信息，從二進制文件中讀取出用戶信息，為后面的比較判斷做準備； 點擊登陸按鈕，進入事件結構，讀取用戶信息庫信息，然后利用數(shù)組搜索，再將其與登錄前輸入的用戶信息進行匹配，若匹配成功則彈出登錄成功對話框。 登陸成功后通過條件結構的判斷，進入判斷用戶級別，若為管理員則彈出管理員子程序；若為操作員則彈出操作員子程序； 若登錄失敗次數(shù)超過3次，則系統(tǒng)自動退出，同時彈出對話框。在記錄登錄次數(shù)時設置了初始化定義，保證開始程序時錯誤次數(shù)清空。 2.管理員用戶界面 使用界面如下圖: 實現(xiàn)的要點: 設置增加和刪除用戶信息的按鈕，可以實現(xiàn)對用戶的增加和刪除功能； 設置查看用戶信息按鈕，可以實現(xiàn)對所有用戶的查看，可顯示當前用戶總數(shù)； 設置查看下一個功能，輔助查看信息功能，在選擇查看下一個時，獲取下一個用戶信息，并且顯示當前用戶序號； 設置驗證登陸按鈕，判斷用戶是否成功刪除和添加； 設置退出按鈕方便退出。 程序框圖如下： 程序說明： 此部分的實現(xiàn)主要使用了事件結構以及順序結構。增加用戶和刪除用戶功能的實現(xiàn)：讀取文件中的所有用戶信息到用戶信息庫，從用戶信息庫中刪除或添加用戶信息，然后清空文件（更新文件中的用戶信息），最后再將已刪除或增加的用戶信息庫寫入文件。此部分是先從文件中讀取用戶信息，然后再利用數(shù)組索引得到用戶信息。 3.操作員鍋爐高溫高壓檢測界面 操作員使用界面如下： 實現(xiàn)要點說明： （1）.點擊開始采集按鈕，溫度和壓力的數(shù)據(jù)自己隨機生成，設置兩個報警信號燈，當壓力和溫度超過我們規(guī)定的上限時，報警燈亮紅燈報警，當在合適溫度值時，報警燈亮綠燈顯示； （2）隨機生成的溫度，壓力和他們的權值將被保存在數(shù)組內(nèi)，通過設置波形圖表用于顯示溫度和壓力的事實變化曲線； （3）設置一個保存文件按鈕，可將采集的數(shù)據(jù)通過文件的形式保存起來，便于我們工作人員之后查看與統(tǒng)計； （4）設置一個退出按鈕，當我們需要停止儀器時按下。 程序框圖如下： 程序設計說明： 此功能模塊主要使用了條件結構、事件結構、順序結構以及for循環(huán)結構和while循環(huán)結構。 用事件結構結構判斷按鈕是否按下，判斷哪個按鈕按下。最外框采用while循環(huán)結構，確保內(nèi)部程序循環(huán)進行，只有按下退出才觸發(fā)他。 順序結構中，先主要是利用隨機數(shù)發(fā)生器，然后將生成的壓力與溫度進行捆綁成一個簇，同時顯示波形，然后將已經(jīng)采集到的簇中的數(shù)據(jù)使用數(shù)組添加到二維數(shù)組中，其次用一個條件結構判斷保存文件按鈕是否按下，如若按下最后再利用for循環(huán)將二維數(shù)組中的每一個簇進行解綁，組成一維數(shù)組，最后依次寫入指定路徑的excel表格中。 三．自己的構想與實現(xiàn)現(xiàn)實功能差異 1.構想工程師的職能：在驗證是工程師后我們可以跳轉到工程師的操作界面。 工程師的主要職能是實現(xiàn)對溫度和壓力報警上限值的修正?，F(xiàn)實中我們并沒有實現(xiàn)這個功能，面臨的困難是，我們怎么做到工程師對操作員的界面的溫度壓力上限值進行修改，但是操作員沒有這個功能。有一個新的想法是通過文件保存與提取的方式，將其串聯(lián)起來；工程師通過操作文件將數(shù)值寫入，而操作員界面對文件只有提取功能； 2.構想溫度報警的方式：通過紅黃綠三種不同信號燈來實現(xiàn)報警 當溫度壓力在合適范圍內(nèi)時，系統(tǒng)亮綠燈；在其中某項值超過規(guī)定范圍時，亮黃燈提醒。在溫度壓力達到上限時亮紅燈報警，并使系統(tǒng)主動退出。 四．設計時遇到的問題 1.在進行增刪用戶信息模塊： 我們在增加用戶的時候，是每增加一個用戶信息就將他寫入文件的操作，但是在我們刪除用戶的過程中，我們是先提取文件中用戶信息到信息庫，再通過將信息與信息庫對比刪除信息庫，然后把整個信息庫寫入文件。但這樣寫入后文件的保存發(fā)生錯亂，我們不能正常讀取文件。 解決方法： 我們自己解決不了，在老師的幫助下，在用戶信息寫入文件中時，利用for循環(huán)將用戶信息庫中的用戶信息依次寫進文件，而不是一次性將信息庫其寫入文件。通過這樣的改變最終解決了我們的問題。 2.操作員鍋爐高溫高壓檢測模塊： 需要我們把采集的數(shù)據(jù)通過電子表格的形式存儲起來，并且達到3秒產(chǎn)生數(shù)據(jù)與存儲數(shù)據(jù)同步進行，開始我們只會將生成的數(shù)據(jù)先保存在數(shù)組中，然后通過點擊保存文件按鈕。將數(shù)組中的數(shù)據(jù)存在文件中。后來我找到了解決方法。 解決方法：開始我是用事件結構來判斷開始采集按鈕和保存文件按鈕，這樣兩個程序就不能同時進行，后來我把開始采集做成條件結構放入開始采集的事件結構中，這樣就實現(xiàn)了同步采集數(shù)據(jù)和保存數(shù)據(jù)。 五．實驗感想 1.剛開始我們建立了小組和團隊的意識，根據(jù)老師的要求劃分自己的小組，跟小組的成員，一起討論互相幫助，共同進步。 最讓人映像深刻的是關于需求分析的討論，我們先去圖書館借了有關書籍，然后小組成員聚集一起花了一個下午的時間分析需求，從無到有見證了我們的進步，雖然中間有過分歧有過激烈的討論，但最后依靠我們的團結統(tǒng)一交出一份自己比較滿意的答卷。正式的課堂上老師也給我們分析了小組討論的必要性，以及需求分析的方法，讓我們了解到學校和社會的差別，讓我們建立團隊意識。 2．通過這一學期的LabVIEW軟件學習，我主要了解到對LabVIEW軟件及虛擬儀器的理解以下幾方面的內(nèi)容：了解了使用labview開發(fā)平臺編制的程序成為虛擬儀器程序，簡稱為VI。程序前面板、框圖程序，每一個程序前面板都對應這一段框圖程序等。 理論都需要與實際相結合，一般每節(jié)課我們都會學到新的知識點，通過課下完成溫度與壓力報警裝置和用戶登錄系統(tǒng)的作業(yè)，讓我們所學的知識的得到了運用，使我們可以更加熟悉LABVIEW的操作。從最開始溫度報警裝置的建立，到用戶登錄系統(tǒng)對數(shù)組和簇的熟悉，到后來學習子VI，最后我們學習怎么樣保存文件和讀取文件，還有學習怎么設置子VI，這樣一步一步我們漸漸的熟悉和喜歡上了對他的學習。 通過這門課和實驗的學習，我懂得要學好labview 不僅靠理論知識，還需要有謹慎的邏輯思維，這就需要靠我們多寫程序來鍛煉，只有多練才能多學，要把理論與實際相結合，在學的過程中提高自己分析問題的邏輯能力，在以后的編程中我們才能得心應手。 最重要的是，要和同學多交流，大家聊聊自己的自己的想法，因為相同的命題可以與不同的解決方法，與大家交流意見可以吸取別人程序中的優(yōu)點，取長補短才能共同進步。 此次課程的學習使我收獲頗豐，從思想，專業(yè)知識學習，到個人素質(zhì)都得到了充分的培養(yǎng)和鍛煉，是充實而有意義的一次學習旅程。