虛擬儀器技術(shù)在家用電器檢測(cè)中的應(yīng)用探析

郭春育+陳衛(wèi)東

【摘 要】本文主要以虛擬儀器技術(shù)概述作為出發(fā)點(diǎn)，從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、軟件架構(gòu)兩方面探討了虛擬儀器技術(shù)在家用電器檢測(cè)中的具體應(yīng)用，希望可以為家用電器檢測(cè)人員提供一些參考和意見(jiàn)。

【關(guān)鍵詞】家用電器；檢測(cè)；虛擬儀器；應(yīng)用

采用傳統(tǒng)手段展開(kāi)家用電器檢測(cè)時(shí)，得出的數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確和完整。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，虛擬儀器技術(shù)的優(yōu)勢(shì)更加突出，其應(yīng)用前景較為廣闊。虛擬儀器技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，因此以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的虛擬儀器技術(shù)，具有一定的開(kāi)放性。將其應(yīng)用至家用電器檢測(cè)中，既可以縮短檢測(cè)時(shí)間，又可以提高數(shù)據(jù)處理效率，并為檢測(cè)工作提供便利性。作為儀器檢測(cè)中的關(guān)鍵技術(shù)，虛擬儀器檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于提高家用電器的檢測(cè)質(zhì)量具有重要作用。文章首先介紹了虛擬儀器在電器檢測(cè)中的優(yōu)勢(shì)，然后具體探討了家用電器檢測(cè)中虛擬儀器的應(yīng)用，以期為相關(guān)技術(shù)與研究人員提供參考。

1 虛擬儀器技術(shù)概述

（1）儀器構(gòu)成原理

一般認(rèn)為，虛擬儀器是軟件和硬件的組合。其中，硬件主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的測(cè)試和采集，軟件主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)傳遞。不同軟件程序，負(fù)責(zé)的工作不同。通過(guò)點(diǎn)擊顯示器屏幕上的軟件圖標(biāo)，就可以完成儀器控制任務(wù)。

（2）優(yōu)勢(shì)

虛擬儀器的優(yōu)勢(shì)較為顯著，具體表現(xiàn)在四方面。第一，靈活性。波形發(fā)生器和示波器等傳統(tǒng)儀器的功能由廠家限定。但是其功能權(quán)限不多，用戶不能靈活設(shè)置其使用功能。無(wú)論是內(nèi)置電路還是開(kāi)關(guān)旋紐，都是廠家在生產(chǎn)過(guò)程中設(shè)定好的。而虛擬儀器的功能更加靈活，用戶可以結(jié)合自身實(shí)際需要設(shè)定其不同的功能。

第二，網(wǎng)絡(luò)化。傳統(tǒng)儀器大部分為“單機(jī)”產(chǎn)品，加之儀器無(wú)法開(kāi)展遠(yuǎn)程測(cè)試，導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸效率低。而虛擬儀器可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化測(cè)試，并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程測(cè)量，借助計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控。

第三，開(kāi)放性。虛擬儀器是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)技術(shù)具有開(kāi)放性特征，同樣也就賦予虛擬儀器開(kāi)放性特點(diǎn)。傳統(tǒng)儀器不僅無(wú)法完成網(wǎng)絡(luò)化測(cè)試，也不能實(shí)現(xiàn)開(kāi)放性。因此，虛擬儀器的應(yīng)用，提高了數(shù)據(jù)處理和傳輸效率。

第四，便攜性。虛擬儀器可以將測(cè)試系統(tǒng)集成到電腦內(nèi)。在特定情況下，可以直接將其集成到PDA上。對(duì)于電器測(cè)試工作，可以直接在現(xiàn)場(chǎng)完成，進(jìn)而提高測(cè)試工作的便捷性。

2 虛擬儀器在家用電器檢測(cè)中的具體應(yīng)用

（1）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

家用電器檢測(cè)系統(tǒng)主要由三要素構(gòu)成。第一要素，主控臺(tái)。主控臺(tái)的主要任務(wù)是負(fù)責(zé)各系統(tǒng)和模塊的協(xié)調(diào)工作。對(duì)于用戶而言，需要提前設(shè)置參數(shù)配置，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化。然后完成數(shù)據(jù)采集和處理工作。在這一過(guò)程中，需要用到I/O接口。在檢測(cè)過(guò)程中，應(yīng)確保監(jiān)測(cè)狀態(tài)開(kāi)啟。一旦發(fā)現(xiàn)異常問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)將電源切斷。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)會(huì)提供正確的報(bào)警指示。完成數(shù)據(jù)檢測(cè)之后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)展開(kāi)數(shù)據(jù)綜合處理。

第二要素，人機(jī)交互接口。依照產(chǎn)品類型、結(jié)合用戶實(shí)際需求，展開(kāi)系統(tǒng)資源匹配。這是人機(jī)交互接口的主要工作任務(wù)。除此之外，利用這一接口可以完成數(shù)據(jù)的打印、數(shù)據(jù)查詢等工作。由此可見(jiàn)，人機(jī)交互接口的功能較為全面，是改善家用電器系統(tǒng)柔性的關(guān)鍵要素。

第三要素，I/O接口。這一接口的主要工作任務(wù)是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。與此同時(shí)，該接口具有管控指令動(dòng)作、信號(hào)接受等功能。利用這一接口能夠保障電器工作狀態(tài)的穩(wěn)定性。

（2）軟件架構(gòu)

就家用電器檢測(cè)系統(tǒng)而言，軟件配置是其主要功能。設(shè)計(jì)和分析系統(tǒng)面向?qū)ο蟮闹饕椒檎Z(yǔ)言信息流分析法，并以此為基礎(chǔ)，構(gòu)建檢測(cè)系統(tǒng)模型。檢測(cè)系統(tǒng)的主要工作是實(shí)現(xiàn)對(duì)電器的自動(dòng)化檢測(cè)，并實(shí)現(xiàn)電器的實(shí)時(shí)管控。并在綜合分析之后，自動(dòng)得出測(cè)量結(jié)果。依據(jù)系統(tǒng)特性，可將軟件分為四個(gè)模塊。其一，采集模塊。該模塊的主要功能是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集與處理。首先，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化設(shè)計(jì)。其次，設(shè)定數(shù)據(jù)采集控制卡。依據(jù)系統(tǒng)配置模塊，輸出硬件信息。最后，發(fā)送操作指令。結(jié)合用戶需求，設(shè)置檢測(cè)時(shí)間。數(shù)據(jù)收集工作完成之后，需要及時(shí)展開(kāi)處理與分析。再按照相應(yīng)的算法，計(jì)算出最終結(jié)果。假設(shè)數(shù)值在設(shè)定限值之上，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)改變數(shù)據(jù)的顏色。且系統(tǒng)會(huì)發(fā)揮報(bào)警指示，給予技術(shù)人員更改方向，進(jìn)而保障數(shù)據(jù)結(jié)果的準(zhǔn)確性和科學(xué)性。

其次，管理模塊。該模塊是家用電器檢測(cè)系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。無(wú)論是數(shù)據(jù)采集還是系統(tǒng)配置，都需要利用管理模塊實(shí)現(xiàn)。其中，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)展開(kāi)具體操作是檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要環(huán)節(jié)。對(duì)于家用電器而言，最好選用技術(shù)成熟的數(shù)據(jù)庫(kù)，并合理設(shè)置其檢測(cè)流程，確保檢測(cè)工作的順利展開(kāi)。其檢測(cè)內(nèi)容主要包括三點(diǎn)：一是，檢測(cè)步驟數(shù)據(jù)庫(kù)，二是，檢測(cè)通道配置數(shù)據(jù)庫(kù)，三是，檢測(cè)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)。為進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性，應(yīng)選擇科學(xué)的檢測(cè)方法。比如采用Timer組件展開(kāi)數(shù)據(jù)檢測(cè)，這樣既可以實(shí)現(xiàn)定時(shí)數(shù)據(jù)采集，又可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)存儲(chǔ)。各模塊在對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)使用時(shí)，使用之后應(yīng)在第一時(shí)間關(guān)閉系統(tǒng)。這樣可以確保各模塊操作不受影響。

其三，控制模塊?？刂颇K的功能較為全面，主要用于接收用戶設(shè)定參數(shù)、展開(kāi)數(shù)據(jù)收集、開(kāi)展任務(wù)檢測(cè)等。在PID算法中，為保障計(jì)算結(jié)果的正確性，選用增量式PID算法。對(duì)于家用電器檢測(cè)系統(tǒng)而言，最為關(guān)鍵的模塊為控制模塊和數(shù)據(jù)采集模塊。同時(shí)，這兩大模塊是檢測(cè)系統(tǒng)的核心。但是兩者屬于兩個(gè)并發(fā)進(jìn)程，為提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，保障數(shù)據(jù)代碼安全，應(yīng)選用臨界區(qū)技術(shù)。所謂臨界區(qū)技術(shù)是指在單個(gè)時(shí)間片內(nèi)，通過(guò)操作其中任何一個(gè)事件，既可完成執(zhí)行命令。相對(duì)而言，此種操作方法更加簡(jiǎn)便，其任務(wù)花費(fèi)時(shí)間較少。

其四，系統(tǒng)模塊。作為家用電器檢測(cè)系統(tǒng)的重要組成部分，系統(tǒng)模塊的主要功能是新建文檔、構(gòu)建通道模型等。但是這一模塊不包含設(shè)置檢測(cè)時(shí)間，也無(wú)法對(duì)文字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)。利用這一模塊，能夠結(jié)合用戶實(shí)際需求，執(zhí)行定義控制參數(shù)（主要包括檢測(cè)步驟數(shù)、目標(biāo)值、控制順序等），從而為展開(kāi)電氣檢測(cè)提供參數(shù)依據(jù)。對(duì)于部分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)，在展開(kāi)檢測(cè)工作之前，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)置。或者新建文檔，亦或者修改已有文檔。因此，該模塊能夠?yàn)榭刂乒芾砟K提供管控參數(shù)、構(gòu)建參數(shù)單位等。

3 結(jié)束語(yǔ)

將虛擬儀器技術(shù)應(yīng)用至家用電器檢測(cè)中，既可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)收集與處理，又可以保障數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性。因此，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)虛擬儀器研究工作的重視，并積極引入國(guó)外先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)，制定技術(shù)提升措施，進(jìn)而提高家用電器檢測(cè)質(zhì)量，提升家電行業(yè)經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，促使家用電器行業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)健康發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

[1]楊朝輝.虛擬儀器技術(shù)在家用電器檢測(cè)中的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2014，07：149.

[2]楊震炯.虛擬儀器技術(shù)在家用電器檢測(cè)中應(yīng)用[J].家用電器科技，2016，05：61-62.

[3]楊震炯.虛擬儀器技術(shù)在家用電器檢測(cè)中的應(yīng)用[J].家電檢修技術(shù)，2012，10：28-30.

[4]李雷鳴.家用電器檢測(cè)中虛擬儀器的應(yīng)用探究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015，09：53.

[5]劉麗輝，謝瑞芳，陳棣湘，田武剛，周衛(wèi)紅，翁飛兵.基于ARM和FPGA的雙核電磁無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)[J].中國(guó)測(cè)試.2016（01）.endprint