虚拟仪器课程设计报告.docx

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虚拟仪器课程设计报告

虚拟仪器实验报告

一．需求与功能描述

本需求规格说明是是根据高温高压锅炉监控系统基本需求而编写的，分为用户登录系统与监控系统两部分。

主要目的是进行锅炉高温高压的检测，根据不同的用户级别进入不同的界面完成各自的工作任务，主要划分为管理员，工程师和操作员。

基本功能：

1.分用户级别

2.通过用户名和密码匹配验证用户合法性，登录成功进入使用界面，登录不成功弹出对话框。

通过匹配用户级别，管理员成功登录后进入管理员界面，操作员成功登录后进入操作员界面。

3.限制登录次数

操作者职能：

当用户级别为操作员时则进入高温高压检测系统并采集实时温度与压强。

管理员职能：

管理员可进入管理用户界面，可增删用户个数，读取用户信息

二．程序设计与实现的要点

主要分配为一个主系统和两个子VI：

主系统是用户登录界面，两个子VI分别是增添和删除文件中的用户信息以及对锅炉高温高压的实时检测以及数据的采集以便做出及时的应对方法。

首先，我们需要设计一个用户登录系统，用于实现用户登录和权限划分的功能；

其次，我们需要设计一个用户管理系统，用于实现增删用户，更新用户信息的功能；

最后，我们需要设计一个高温高压监控系统能够，用于实时监测变化报警，和保存数据信息。

1.用户登录系统主页面

用户登录主界面如下：

实现的要点：

（1）输入用户名和密码可以判断是否是合法；

（2）限制登陆失败错误次数，当次数超过3次，将不能登入；

（3）判断用户级别，如为管理员则跳转到其界面，如果为操作员则跳到操作员锅炉高温高压检测界面；

（4）用户的信息初始化信息皆保存在文件内。

程序框图如下：

程序实现要点：

程序中主要使用了事件结构和条件结构，顺序结构和循环结构。

首先，最外使用while循环结构，确保内部程序循环进行，只有按下退出才触发他。

用顺序结构设置初始化信息，从二进制文件中读取出用户信息，为后面的比较判断做准备；

点击登陆按钮，进入事件结构，读取用户信息库信息，然后利用数组搜索，再将其与登录前输入的用户信息进行匹配，若匹配成功则弹出登录成功对话框。

登陆成功后通过条件结构的判断，进入判断用户级别，若为管理员则弹出管理员子程序；若为操作员则弹出操作员子程序；

若登录失败次数超过3次，则系统自动退出，同时弹出对话框。

在记录登录次数时设置了初始化定义，保证开始程序时错误次数清空。

2.管理员用户界面

使用界面如下图:

实现的要点:

设置增加和删除用户信息的按钮，可以实现对用户的增加和删除功能；

设置查看用户信息按钮，可以实现对所有用户的查看，可显示当前用户总数；

设置查看下一个功能，辅助查看信息功能，在选择查看下一个时，获取下一个用户信息，并且显示当前用户序号；

设置验证登陆按钮，判断用户是否成功删除和添加；

设置退出按钮方便退出。

程序框图如下：

程序说明：

此部分的实现主要使用了事件结构以及顺序结构。

增加用户和删除用户功能的实现：

读取文件中的所有用户信息到用户信息库，从用户信息库中删除或添加用户信息，然后清空文件（更新文件中的用户信息），最后再将已删除或增加的用户信息库写入文件。

此部分是先从文件中读取用户信息，然后再利用数组索引得到用户信息。

3.操作员锅炉高温高压检测界面

操作员使用界面如下：

实现要点说明：

（1）.点击开始采集按钮，温度和压力的数据自己随机生成，设置两个报警信号灯，当压力和温度超过我们规定的上限时，报警灯亮红灯报警，当在合适温度值时，报警灯亮绿灯显示；

（2）随机生成的温度，压力和他们的权值将被保存在数组内，通过设置波形图表用于显示温度和压力的事实变化曲线；

（3）设置一个保存文件按钮，可将采集的数据通过文件的形式保存起来，便于我们工作人员之后查看与统计；

（4）设置一个退出按钮，当我们需要停止仪器时按下。

程序框图如下：

程序设计说明：

此功能模块主要使用了条件结构、事件结构、顺序结构以及for循环结构和while循环结构。

用事件结构结构判断按钮是否按下，判断哪个按钮按下。

最外框采用while循环结构，确保内部程序循环进行，只有按下退出才触发他。

顺序结构中，先主要是利用随机数发生器，然后将生成的压力与温度进行捆绑成一个簇，同时显示波形，然后将已经采集到的簇中的数据使用数组添加到二维数组中，其次用一个条件结构判断保存文件按钮是否按下，如若按下最后再利用for循环将二维数组中的每一个簇进行解绑，组成一维数组，最后依次写入指定路径的excel表格中。

三．自己的构想与实现现实功能差异

1.构想工程师的职能：

在验证是工程师后我们可以跳转到工程师的操作界面。

工程师的主要职能是实现对温度和压力报警上限值的修正。

现实中我们并没有实现这个功能，面临的困难是，我们怎么做到工程师对操作员的界面的温度压力上限值进行修改，但是操作员没有这个功能。

有一个新的想法是通过文件保存与提取的方式，将其串联起来；工程师通过操作文件将数值写入，而操作员界面对文件只有提取功能；

2.构想温度报警的方式：

通过红黄绿三种不同信号灯来实现报警

当温度压力在合适范围内时，系统亮绿灯；在其中某项值超过规定范围时，亮黄灯提醒。

在温度压力达到上限时亮红灯报警，并使系统主动退出。

四．设计时遇到的问题

1.在进行增删用户信息模块：

我们在增加用户的时候，是每增加一个用户信息就将他写入文件的操作，但是在我们删除用户的过程中，我们是先提取文件中用户信息到信息库，再通过将信息与信息库对比删除信息库，然后把整个信息库写入文件。

但这样写入后文件的保存发生错乱，我们不能正常读取文件。

解决方法：

我们自己解决不了，在老师的帮助下，在用户信息写入文件中时，利用for循环将用户信息库中的用户信息依次写进文件，而不是一次性将信息库其写入文件。

通过这样的改变最终解决了我们的问题。

2.操作员锅炉高温高压检测模块：

需要我们把采集的数据通过电子表格的形式存储起来，并且达到3秒产生数据与存储数据同步进行，开始我们只会将生成的数据先保存在数组中，然后通过点击保存文件按钮。

将数组中的数据存在文件中。

后来我找到了解决方法。

解决方法：

开始我是用事件结构来判断开始采集按钮和保存文件按钮，这样两个程序就不能同时进行，后来我把开始采集做成条件结构放入开始采集的事件结构中，这样就实现了同步采集数据和保存数据。

五．实验感想

1.刚开始我们建立了小组和团队的意识，根据老师的要求划分自己的小组，跟小组的成员，一起讨论互相帮助，共同进步。

最让人映像深刻的是关于需求分析的讨论，我们先去图书馆借了有关书籍，然后小组成员聚集一起花了一个下午的时间分析需求，从无到有见证了我们的进步，虽然中间有过分歧有过激烈的讨论，但最后依靠我们的团结统一交出一份自己比较满意的答卷。

正式的课堂上老师也给我们分析了小组讨论的必要性，以及需求分析的方法，让我们了解到学校和社会的差别，让我们建立团队意识。

2．通过这一学期的LabVIEW软件学习，我主要了解到对LabVIEW软件及虚拟仪器的理解以下几方面的内容：

了解了使用labview开发平台编制的程序成为虚拟仪器程序，简称为VI。

程序前面板、框图程序，每一个程序前面板都对应这一段框图程序等。

理论都需要与实际相结合，一般每节课我们都会学到新的知识点，通过课下完成温度与压力报警装置和用户登录系统的作业，让我们所学的知识的得到了运用，使我们可以更加熟悉LABVIEW的操作。

从最开始温度报警装置的建立，到用户登录系统对数组和簇的熟悉，到后来学习子VI，最后我们学习怎么样保存文件和读取文件，还有学习怎么设置子VI，这样一步一步我们渐渐的熟悉和喜欢上了对他的学习。

通过这门课和实验的学习，我懂得要学好labview不仅靠理论知识，还需要有谨慎的逻辑思维，这就需要靠我们多写程序来锻炼，只有多练才能多学，要把理论与实际相结合，在学的过程中提高自己分析问题的逻辑能力，在以后的编程中我们才能得心应手。

最重要的是，要和同学多交流，大家聊聊自己的自己的想法，因为相同的命题可以与不同的解决方法，与大家交流意见可以吸取别人程序中的优点，取长补短才能共同进步。

此次课程的学习使我收获颇丰，从思想，专业知识学习，到个人素质都得到了充分的培养和锻炼，是充实而有意义的一次学习旅程。