虚拟仪器的研究（最终版） ㊣ 精品文档 值得下载

软硬件接口技术，李圣怡戴帆王宪平等编著格式图像数据的请求，获得请求后，开始采集图像并将采集到的数值存储到相应的内存地址，在完成整帧的图像采集之后，将中的标志变量设定为，在这个过程中循环读取标志变量的值，当为时，则从中获得图像数据，也就是三个数组的数据，然后将其转化为能够显示的标准格式输出该图像。

调用动态链接库驱动图像采集卡公司针对自己生产的图像采集卡附带有卡的驱动和管理程序，对于普通的卡，还不能直接被所应用，必须采取其他方法。

提供了种调用外部程序代码的途径端口直接操作调用库函数节点即调用动态连接库使用，外部代码节点，调用控件。

其中端口直接操作，利用和功能，此法应用简单，但无法实现较复杂的接口功能。

而采用动态链接库，可以根据具体需要编写适当的程序，灵活利用的各项功能。

较其余三种具有明显的优势。

用户可以调用标准的动态连接库，也可以调用用户自己编制的，实现与硬件的连接。

建立个需要的文件有函数声明文件可选，可包含在源文件里源文件必需模块定义文件如果是使用标准调用或函数输出必需添加关键字函数名。

文件的作用是声明要实现的函数原型，供编译使用，同时还提供应用程序编译使用。

文件是实现具体文件的源文件，它有个入口点函数，在被初次调用的运行，做些初始化工作。

般情况下，用户无须做什么初始化工作，只需保留入口点函数框架即可。

文件是项目中比较特殊的文件，它用来定义该项目将输出哪些函数，只有该文件列出的函数才能被应用函数调用。

要输出的函数名列在该文件关键字下面。

本系统在平台下调用动态链接库实现图像数据的采集主要分为五步初始化并打开设备图像采集卡读取标志信号位，看是否初始化为默认值写入标志信号位，进行图像数据采集对中所存储的图像数据进行读取关闭句柄并释放端口资源。

主要调用动态链接库的目标函数有，和，函数功能如下表所示表函数功能函数的具体参数如下，能将其所带的电荷转给它相邻的电容。

完成图像数据的标定，数字图象处理是该标定过程的关键，公司提供的图象处理模块为平台提供了完整的图像处理函数库，如各类边缘检测算子自动阈值处理各种形态学算法滤波器等，该库包含大量当前证明成功的理论算法，使用户无需专业编程经验，即可迅速开发完成优秀的适合本专业的图像处理与分析系统。

传感器原理图的原理图为下图为检测电路图像传感器可直接将光学信号转换为数字电信号，实现图像的获取存储传输处理和复现。

其显著特点是体积小重量轻功耗小，工作电压低，抗冲击与震动，性能稳定，寿命长灵敏度高，噪声低，动态范围大响应速度快，有自扫描功能，图像畸变小，无残像应用超大规模集成电路工艺技术生产，像素集成度高，尺寸精确，商品化生产成本低。

因此，许多采用光学方法测量外径的仪器，把器件作为光电接收器。

从功能上可分为线阵和面阵两大类。

线阵通常将内部电极分成数组，每组称为相，并施加同样的时钟脉冲。

所需相数由芯片内部结构决定，结构相异的可满足不同场合的使用要求。

线阵有单沟道和双沟道之分，其光敏区是电容或光敏二极管结构，生产工艺相对较简单。

它由光敏区阵列与移位寄存器扫描电路组成，特点是处理信息速度快，外围电路简单，易实现实时控制，但获取信息量小，不能处理复杂的图像线阵如右图所示。

面阵的结构要复杂得多，它由很多光敏区排列成个方阵，并以定的形式连接成个器件，获取信息量大，能处理复杂的图像。

在本系统中，对光电探测器相对辐射定标的步骤如下分别在标准光源照射和普通定标环境下各采集幅图像，经过自动阈值处理和二值化，消除暗电流热噪声等因素的影响，取处理完得到的幅图像的均值作为主标准图像和主参考图像。

对图像上每个像素的灰度值，通过比对校正，完成像元的不均匀响应校正，求出各自的标定系数，绘出灰度直方图。

具体程序的前面板如图所示图程序前面板结论本文使用图像采集卡在平台上开发出个稳定可靠经济灵活的实时图像采集及处理系统。

通过调用动态链接库，驱动图像采集卡完成图像采集利用提供的强大的图像处理功能通过实时图像处理完成对光电探测器的辐射标定。

的开放性，高度的编程灵活性和良好的界面，使高级复杂的应用开发变得简单动态链接库机制使在对通用图像采集卡的支持上有了个通用可行的途径。

通过此次实验，加深了同学之间的合作。

虽然在操作过程中出现了些小问题，但是在大家的努力下，最终还是完成了。

参考文献编板口号，返回句柄的无符号指针，当返回值为时，表示打开端口成功，非时，表示失败。

，获取由传递的句柄指针，对目标地址存储的数据进行读取，需注意的是目标地址的寻址空间在之内，必须初始化个所需目标数据大小的无符号位数组空间。

同样返回值为时，表示成功，非表示失败。

需要注意的是，在每次调用完成读取后，都要将端口关闭，释放地址空间。

具体的调用过程如下首先在新建的的中子菜单中添加控件，然后对其进行配置，添加该节点后进行配置的对话框如下图所示图调用配置框图分别对文件名称及存放路径，函数调用方式，需要调用的目标函数的名称，参数个数，每个参数的类型，数据类型及返回值类型进行设置。

设置完成后单击返回的设计面板中。

此时，已经根据刚才配置好的参数个数和类型设置好了输人输出端口，和其它的节点图标样，只需要将其对应的参数连线即可。

程序调用的目标函数，和完成对指定地址空间化为十进制，大小的数据读取，最后将读取的数据存储在无符号位数组里面。

在中利用节点可以较容易地实现访问动态连接库。

由于是个外部模块，提高了程序的开发效率，而且在购买普通数据采集卡的时候，厂商般会给用户提供动态连接库，所以研究在平台下通过调用动态链接库功能来驱动普通图像采集卡实现图像采集的方法，成为值得推广的方法，具有重要意义。

图象标定的介绍，英文全称，中文全称电荷耦合元件。

可以称为图像传感器。

是种半导体器件，能够把光学影像转化为数字信号。

上植入的微小光敏物质称作像素。

块上包含的像素数越多，其提供的画面分辨率也就越高。

的作用就像胶片样，但它是把图像像素转换成数字信号。

上有许多排列整齐的电容，能感应光线，并将影像转变成数字信号。

经由外部电路的控制，每个小电容据的分析处理和结果的显示，硬件接口电路主要完成被测信号的采集放大模数转换，根据构成虚拟仪器的接口总线不同，主要可分为以下几种方案，如图所示。

图虚拟仪器的硬件构成框图基于数据采集卡的虚拟仪器，它是以信号调理电路数据采集卡，简称及机为仪器硬件平台，采用或计算机本身的总线，将直接插入机的相应标准的总线扩展插槽即可，因此这种虚拟仪器又称插卡式虚拟仪器。

基于通用接口总线接口的虚拟仪器，它是以接口仪器接口卡以及机为仪器硬件平台，仪器具有独立的仪器操作界面，能够脱离计算机使用，也可以通过标准电缆连接计算机实施程序控制。

基于串行口仪器的虚拟仪器，它是由标准总线仪器及机为仪器硬件平台，符合或者标准的和单片机系统。

基于仪器的虚拟仪器，它是以标准总线仪器模块以及机为仪器硬件平台，由主机箱控制器和仪器模块构成。

其中，控制其安装在零号槽中，称为零槽控制器。

控制器包括嵌入式工作站控制器外置工作站控制器和嵌入式控制，可根据测试功能的要求来选用。

基于仪器的虚拟仪器，它是以标准总线仪器模及机为硬件平台，总线方式是在总线内核技术上增加同步触发总线，参考时钟规范和要求形成。

标准的模块化仪器系统有个插槽，还可以交互操作，可与或集成，组成大规模多用途系统。

基于现场总线的虚拟仪器，它是以标准总线仪器及机为仪器硬件平台。

上述的几种方案中，方案主要适合构成大型高精度测试系统串行口方案主要适合构成大规模的网络测试系统，如测试任务需要，也可将上述集中方案结合构成混合测试系统。

虚拟仪器的软件构成虚拟仪器的核心技术是软件，通过修改程序可实现功能完全不同的各种测量测试仪器，以满足各种不同的需求。

软件可以定义为各种仪器，可以说软件即是仪器。

使原来需要硬件实现的功能软件化，以便最大限度的降低系统成本，增强系统功能及灵活性。

由于计算机很容易与网络外围设备，以及其他应用连接，对于数据采集系统控制远程传送都非常方便。

我们只要利用数据采集卡或数据采集电路，就可在计算机上构造新的仪器系统，由软件进行编程实现不同的功能。

虚拟仪器系统的软件从底层到顶层可分为三个层次，即库仪器驱动程序应现多通道的高速测量和控制。

对于大型复杂的工业自动化和控制系统，有专门的数据记录和监控模块，用于监控多通道与工业控制器和网络进行通信，以及提供基于机的控制。

应用于机器监控对于要求有实时控制视觉和图像分析或运动控制的机器监视和预先维护的应用系统，是理想的选择。

系列产品，包括用于可靠确定性控制的实时软件，能够快速准确的建立起功能强大的机器监视和自动控制应用程序。

应用于测控系统有着强大的功能和广阔的应用前景，但就目前国内的现状来看，大多数的用户还是把作为虚拟仪器，仅仅利用它来进行数据的处理分析和显示，忽略了强大的数据采集和控制功能，特别是基于机的实时控制，在国内应用较少。

图像采集卡的使用闻亭公司简称多路实时视频处理板卡是基于芯片设计的估开发板。

计算能力可达到，板上的视频接口和视频编解码芯片相连，实现实时多路视频图像采集功能，支持多种，和视频标准。

本系统通过的接口与主机进行数据交换。

支持即插即用自动配置功能，使图像采集板的配置变得更加方便，其切资源需求的设置工作在系统初启时交由处理，无需用户进行繁琐的开关与跳线操作。

接口的海量数据吞吐，为其完成实时图像采集和处理提供保证。

系统组成及工作原理图图像采集及实时处理系统框图图像采集的过程也就是图像采集板卡对来自的标准视频信号制式进行模数转换的过程，将量化后的数据通过总线传入计算机内存，然后通过编制的应用程序读取显示。

如图所示，彩色相机输出的视频模拟信号经解码器转换为数字信号并输入到芯