LabVIEW系统的未来展望与挑战

LabVIEW自诞生以来，在研发设计、实验测试验证、生产测控等方面取得了广泛的应用，遍布电子、机械、通信、汽车制造、生物、医药、化工、科研、教育、军事等诸多行业和领域。从交通监控系统到大学实验室，从部件自动测试到工业过程控制，都有LabVIEW的身影，尤其在测试与测量领域，LabVIEW更是成为工业标准，其国际市场的占有率高达65%，远远超过了其他竞争对手。这些都充分表明LabVIEW应用的广泛性和实用性。目前，虚拟仪器在发达国家中的设计、生产、适用已经十分普及。在美国，虚拟仪器系统及其图形编程语言已成为各大学理工科学生的一门必修课程。美国斯坦福大学的机械工程系要求三、四年级的学生在实验时应用虚拟仪器进行数据采集和实验控制。美国Geomatica公司利用基于LabVIEW的虚拟仪器技术开发的一套AgriMate自动灌溉系统，已成为当地农民监控用水、减低费用的有效工具。阿尔特公司采用LabVIEW在很短的时间里开发了一套自动测试平台，用于测量Litespan系统中ISDN电话设备的比特误码率（BER）。挪威CARDIAC公司开发了基于LabVIEW平台的测试海洋石油、大气、水流的MPFM系统已经成功应用。在欧洲外壳石油钻探机平台，LabVIEW实时软件运行在紧凑型FieldPoint I/O模块上，实时测量石油和天然气的压力和液位。

在国内，已经有不少公司、科研院所采用LabVIEW系统进行虚拟仪器的设计、生产和使用的研究。清华大学用G语言和虚拟仪器，提升了电工实验教学水平，改善了实验条件；该校电机系以LabVIEW 6i软件为平台，采用NI公司的多功能数据采集卡，并结合自行研发的采集装置，开发了一套具有采集分析和特征提取功能的先进脑电模型信号测量系统。相比以前的利用A/D转换器与计算机进行并口通信的方式，大大减少了开发周期，提高了测量质量，而且界面美观、接口方便。中国科学院构建了基于LabVIEW的同步辐射实验系统，系统表明，G语言有利于实验室标准化和实验系统的持续发展更新，非常适用于同步辐射这种大型综合实验。上海毛麻科学技术研究所应用NI的DAQ和LabVIEW，构建了数据检测处理系统，用于服装面料的质量测定，系统从1998年投入适用以来，提了整个质量测定系统的精确度和稳定性。上海法雷奥汽车电动机雨刮系统有限公司利用LabVIEW和NI公司的数据采集卡，研制了一套在线检测系统，已成功地应用到大众宝来和奥迪A4轿车雨刮器电动机生产中，在线测试电动机电性能及电动机振动量，同时进行测试数据存储及条形码应答。上海聚星仪器有限公司，运用LabVIEW和NI-DAQmx，仅仅在一个月的时间内就完成支持2.5G手机的整个EDGE测试系统的集成。解决方案与原先的传统解决方案相比，成本降低了将近一半，同时使测试能力得到大大扩展。THOMSON SDM在深圳的公司，利用NI公司的温度模块和湿度模块作为硬件，LabVIEW 6.1作为软件支持，动态实时监控公司内二十多个实验箱内的交变温度和湿度。

LabVIEW由于具有简单直观的编程特点，直接面向广大非计算机专业的用户，这样，用户就可以将思考的重点及大部分时间用于本专业相关的物理问题上，而不必在编程方面耗费过多的精力。

目前国内外已经有很多公司、企业与科研单位都选择了LabVIEW作为虚拟仪器的软件开发平台。如今在测试应用中使用虚拟仪器技术已成为主流。绝大多数测试行业已接受或者倾向于采用LabVIEW虚拟仪器技术。例如，美国军方虽然不是技术趋势的领导者，但也在广泛地使用LabVIEW虚拟仪器技术。作为世界上最大的ATE（自动化测试设备）独立用户，美国国防部已在他们所推动的综合性仪器中采用了基于软件的仪器概念。目前，数千家大型的公司已经开始使用虚拟仪器技术。仅在生产检测中，像Lexmark公司、Motorola公司、Delphi公司、ABB公司和Phillips公司这些行业领导者已在关键性项目、大规模产品检测应用中，使用虚拟仪器技术的硬件和软件。而在工业领域，虚拟仪器技术已被用于自动化、石油钻探和提炼、生产中的机器控制，甚至是核反应堆的控制。

随着LabVIEW虚拟仪器技术的功能和性能不断地提高，如今在许多应用中它已成为传统仪器的主要替代方式。随着PC、半导体和软件功能的进一步更新，未来虚拟仪器技术的发展将为测试系统的设计提供一个极佳的模式，并且使工程师们在测量和控制方面得到强大功能和灵活性。

LabVIEW作为一个功能强大的图形化编程软件，是开发虚拟仪器的一种方便快捷的工具。基于LabVIEW的虚拟仪器技术将沿着高性能、多功能、集成化和网络化的方向发展。首先，性能将进一步提高。为了满足不同领域、不同用户的需求，LabVIEW的性能将不断增强，实时性也越来越好。其次，目前虚拟仪器硬件和软件都制定了开发的工业标准，使得资源的可重复利用率提高，功能易于扩展，生产、维护和开发的费用降低，这些非常有利用LabVIEW应用范围的扩大。最后，随着Internet技术的发展，基于LabVIEW的虚拟仪器技术也必将朝着网络化方向发展。未来，网络化虚拟仪器将有无限的发展前景。利用网络和虚拟仪器技术建立设备远程监测及故障诊断系统是一个新的发展方向，它采用LabVIEW构造虚拟仪器的平台，再结合其他相关的技术，如DataSocket技术和底层传输协议（TCP，UDP，DDE，PPC或Appleevent）编程等，来实现远程网络监测与诊断。(www.xing528.com)

基于LabVIEW的虚拟仪器技术还将向更广泛的领域发展。把LabVIEW虚拟仪器应用到农业领域也有很大的发展空间，国外已经有在农业上应用的成功案例，国内目前应用的还很少，大多处于研究实验阶段。自动化、智能化、网络化和数字化将是今后农业发展的主要方向之一，而基于LabVIEW的虚拟仪器技术正是适应了这种现代农业的发展要求。因此，它将会在现代农业测试、农业自动化和农业信息化方面有所突破和发展。

完整的LabVIEW系统应包括用户界面库（控件库）、集成开发环境、编译系统、基本函数和VI库（功能库）、硬件支持库及帮助和实例辅助单元等，它们共同构成一个完整的虚拟仪器开发系统，它们都是不可或缺的系统单元。LabVIEW是一个复杂、庞大的系统，就其现在的发展来看，还存在一些问题。

LabVIEW系统是一种高级语言——图形化编程语言，和其他高级语言一样具有long、int、float等数据结构，if、case、for、while等循环分支语法，以及数据流和各种复杂的逻辑，需要深入学习才能了解其各个功能、各种语法的使用方法，以及它们的最优化使用方法等等。这说明，LabVIEW系统是开发虚拟仪器和测控系统的中间平台。需要用户具有工程和编程等多方面的知识和技术，才能较好地使用它，它适用于具备相当背景的专家或用户。

LabVIEW等图形化开发平台由于其控件的属性和固有的程序框图的原因，例如，复杂的仪器系统中，往往需要的波形图、直方图、色谱图、三维图形以及它们的组合之间切换，而LabVIEW提供的二维、三维等显示器模式，就需要在仪器系统中放置多个显示器；对于一个较为复杂的仪器系统其程序框图将十分复杂，连线也错综复杂，程序编辑容易出错，其执行效率也会降低。所以LabVIEW一般适用组建比较简单的仪器系统，一个复杂系统需要分解成多个简单仪器VI，然后组合为VIs（完整虚拟仪器系统）。

LabVIEW等图形化开发平台的入门要求高，并且受价格、计算机图形化语言编程水平和工程测量背景知识等因素的影响，使得许多用户的使用不够理想；而VMIDS系统用户可以按需定制系统，无计算机编程要求，也不需要太多测试理论知识，简单快捷地组建仪器。