《基于LabVIEW的应用程序设计/高等职业教育电类课程新形态一体化规划教材》是国家职业教育物联网应用技术专业教学资源库配套教材之一。 国家职业教育专业教学资源库是教育部、财政部为深化高等职业教育教学改革,加强专业与课程建设,推动优质教学资源共建共享,提高人才培养质量而启动的高职教育建设项目。物联网应用技术专业于2014年6月被教育部确定为国家职业教育专业教学资源库年度立项及建设专业。《基于LabVIEW的应用程序设计/高等职业教育电类课程新形态一体化规划教材》是物联网应用技术专业教学资源库“基于LabVIEW的物联网应用程序设计”课程的配套教材,是按照高职高专物联网应用技术专业人才培养方案的要求,总结近几年国家示范高职院校专业教学改革经验编写而成的。 本次配套教材编写实现了互联网与传统教育的完美融合,采用“纸质教材+数字课程”的出版形式,以新颖的留白编排方式,突出资源的导航,扫描二维码,即可观看微课、动画等视频类数字资源,随扫随学,突破传统课堂教学的时空限制,激发学生的自主学习,打造高效课堂。资源具体下載和获取方式请见“智慧职教服务指南”。 《基于LabVIEW的应用程序设计/高等职业教育电类课程新形态一体化规划教材》以大量实例系统讲解LabVIEW软件的常用编程方法与技巧,并结合物联网应用项目开发详细介绍通用硬件设备以及NIELVIS在LabVIEW编程环境下的应用。 全书共分5篇,内容包括:LabVIEW编程环境、基本数据类型、波形图、程序结构、文件I/O、调试工具等LabVIEW使用中基本的知识点与编程技巧;生成应用程序和安装包、远程发布、界面设计、LabVIEW数据通信、VI服务器;外部程序接口等编程高级应用;数据采集硬件相关知识与设备;结合各种硬件设备和传感器,介绍数据采集系统的软、硬件系统搭建与程序设计及调试的全过程。 《基于LabVIEW的应用程序设计/高等职业教育电类课程新形态一体化规划教材》的内容选取不仅满足了一体化项目教学的需要,也保持了知识体系的完整性。同时,通过与NI公司合作,《基于LabVIEW的应用程序设计/高等职业教育电类课程新形态一体化规划教材》的知识体系与在线习题充分体现了NICLAD国际认证的考点,内容更加体现了课证结合与企业实际应用,实用性较强。编写组配套物联网应用技术专业国家教学资源库建设了超过1000条的高品质数字化教学资源,为《基于LabVIEW的应用程序设计/高等职业教育电类课程新形态一体化规划教材》提供了丰富的在线学习保障。 《基于LabVIEW的应用程序设计/高等职业教育电类课程新形态一体化规划教材》可作为物联网专业顶层应用程序开发课程和电气自动化、电子信息、测控技术等专业的虚拟仪器相关课程的教材和参考书,也可作为社会从业者的LabVIEW入门学习或NICLAD认证培训用书。
随着我国从制造大国向制造强国的不断深入推进,智能制造已成为企业升级改造、谋求发展的必经之路。美国国家仪器(简称NI)公司的LabVIEW是专为工程师和科研人员设计的集成式开发环境。其图形化编程语法使得工程系统可视化,创建和编程变得更为简单,因此,它在缩短测试时间、提供基于采集数据的商业应用等方面具有无可匹敌的优势。LabVIEW及NI的硬件平台与产品目前已广泛应用于各个领域。作为未来企业的一线技术主力,高职学生学会使用LabVIEW软件将在很多智能制造岗位具有竞争优势。
目前市场上已有的LabVIEW相关教材多数是只有文字和少量配套PPT的传统教材,缺乏数字化教学资源。本书的编写遵循了结构化教材、颗粒化资源、一体化设计的建设思路。本书内容参考NICLAD国际认证考试的知识体系进行设计;围绕相关知识点的资源建设,既保证教学必需的资源数量与类型,又考虑了使用者在移动终端和计算机上的使用便利;内容的编排根据学习者的学习习惯由简到难设计,从基本的LabVIEW软件和虚拟仪器硬件平台使用到一般综合项目训练,既保证知识体系的相对完整又方便开展理实一体化的教学活动。资源的呈现,力求按需提供,又有适度的冗余,可满足学习者的不同需求。与各知识点配套的基本资源类型有微课、操作演示视频、PPT、例程、在线测试练习、编程练习、技术文档等。
本书主要有以下特色与创新:
1.结构新颖
本书采用先呈现知识体系内容再给出综合项目训练的编排方式,充分利用数字资源优势,优化缩减文本阐述的篇幅。既避免了纯粹项目化教材因项目选择和篇幅限制造成的知识体系残缺的问题,又可有效解决按传统知识体系编排内容的教材项目实践少、内容枯燥,很难培养学习者兴趣的问题。
2.校企合作
承袭与NI公司十余年的深度合作,在教材编写过程中,不仅得到了NI公司高层的关注与支持,还有资深工程师直接参与教材编写与资源建设,使得教材内容的科学性、先进性、实用性有了进一步的保障。
3.课证结合
本书首次将目前业界普遍认可的NICLAD国际认证考试内容纳入课后练习与视频讲授内容,使得学习者不仅可通过本教材的学习基本掌握LabVIEW软件的使用方法,还可通过大量课后练习巩固所学知识,更可通过后续复习或培训,参加NICLAD认证考试获得NICLAD国际认证证书,课证结合、实用性强。
本书第1篇重点讲解LabVIEW编程环境、基本数据类型、波形图、程序结构、文件1/O,调试工具等LabVIEW使用中最基本的知识点与编程技巧;第2篇主要介绍生成应用程序和安装包、远程发布、界面设计、LabVIEW数据通信、VI服务器、外部程序接口等编程高级应用;第3篇重点介绍数据采集硬件相关知识与设备;第4篇和第5篇结合各种硬件设备和传感器,介绍一些数据采集系统的软、硬件系统搭建与程序设计及调试的全过程。通过本书的学习,读者可达到LabVIEW的基本入门和掌握基于虚拟仪器技术的基本数据采集系统设计与调试。
本书由常州信息职业技术学院虚拟仪器课程组和NI公司工程师共同编写。其中,第1篇由陈琳、钱声强、李晴、牛杰编写;第2篇由牛杰、钱声强、朱敏、高明泽编写;第3篇由李晴、牛杰、吴以岭、刘晋东编写;第4篇由李晴、钱声强、王露、史丽娟编写;第5篇由李晴、吴以岭编写。全书由李晴、钱声强担任主编。
在本书的编写过程中,得到了NI公司的大力支持,高明泽和刘晋东工程师不仅参与了软件提高篇和数据采集硬件相关内容的编写,还提供了大量的宝贵资源和企业应用案例;史丽娟老师负责本书习题的整理和资源收集;赵紫薇、蔡文鹭、储成鹏、周震宇、丁一等同学在视频制作过程中做了大量辅助工作;NI公司陈庆全、束佳云工程师,常州旅游商贸学校秦益霖校长提出了许多宝贵意见,在此一并表示感谢!
由于编者水平有限,书中难免有疏漏之处。敬请读者批评和指正。
第1篇 软件基础篇
1.1 概述
1.2 LabVOEW编程环境
1.2.1 LabVIEw软件安装
1.2.2 LabVIEW编程环境介绍
1.2.3 LabVIEw帮助选项
1.3 基本数据类型
1.3.1 数值类型
1.3.2 布尔类型
1.3.3 字符串
1.3.4 下拉列表与枚举
1.3.5 数组及数组函数
1.3.6 簇及簇函数
1.4 有效的数据表达
1.4.1 波形图表
1.4.2 波形图
1.4.3 xr图
1.4.4 强度图与强度图表
1.4.5 二维图片
1.5 LabVOEW程序结构
1.5.1 La]bVIEw项目管理
1.5.2 子VI设计
1.5.3 循环结构
1.5.4 公式节点
1.5.5 条件结构
1.5.6 顺序结构
1.5.7 状态机
1.5.8 事件结构
1.5.9 生产者/消费者设计模式
1.6 文件I/O
1.6.1 文件I/O基本概念
1.6.2 文件格式
1.6.3 文件函数使用
1.7 调试工具与技巧
1.7.1 错误列表与高亮显示
1.7.2 断点和单步执行
1.7.3 探针的使用
1.7.4 错误处理机制
1.7.5 程序框图禁用结构
1.7.6 条件禁用结构
第2篇 软件提高篇
2.1 生成应用程序和安装包
2.1.1 可执行文件的创建
2.1.2 安装文件的创建
2.2 远程发布
2.2.1 wcb服务器设置
2.2.2 发布程序的前面板
2.2.3 HTML文件的发布
2.3 界面设计
2.3.1 界面设计技巧
2.3.2 装饰和背景图片
2.3.3 菜单
2.3.4 使用键盘操作界面
2.3.5 用户自定义控件
2.3.6 界面设计的限制
2.4 LabVIEW数据通信
2.4.1 局部变量
2.4.2 全局变量
2.4.3 属性节点
2.4.4 调用节点
2.4.5 队列
2.5 V0服务器
2.5.1 VI服务器的基本概念
2.5.2 动态改变界面
2.5.3 LabVIEW对象的层次关系
2.5.4 动态调用VI
2.5.5 应用程序引用
2.6 外部程序接口
2.6.1 动态链接库
2.6.2 ActiveX
2.6.3 NET
第3篇 硬件基础篇
3.1 数据采集系统基础
3.1.1 数据采集系统的组成
3.1 .2 信号的采样与量化
3.1.3 采集设备与接线方式
3.1.4 采样模式与缓冲
3.2 数据采集卡的安装与使用
3.2.1 数据采集软件架构
3.2.2 学习使用配置管理软件MAX
3.3 DAQ数据采集程序设计
3.3.1 数据采集助手DAQ Assistant的使用
3.3.2 基本数据采集函数使用
3.4 数据采集产品介绍
3.4.1 NI ELVIS的使用
3.4.2 NI myRIO设备及其使用
3.4.3 通用串口设备及其使用
3.5 GSM通信设备使用
3.5.1 设备硬件接线
3.5.2 串口通信测试
3.5.3 短信发送程序编写
3.6 RFID读卡器使用
3.6.1 RnD读卡器硬件及开发命令
3.6.2 RnD读卡器操作的LabVIEW编程
第4篇 项目体验篇
4.1 项目一 远程温度检测系统设计
4.1.1 任务1 仿真温度检测程序设计
4.1.2 任务2 数据采集与温度转换子程序设计
4.1.3 任务3 远程温度检测系统调试与运行
4.2 项目二 智能交通灯控制系统
4.2.1 智能交通灯控制系统需求分析
4.2.2 智能交通灯控制系统硬件设计
4.2.3 智能交通灯控制系统软件设计
4.2.4 智能交通灯控制系统调试
4.3 项目三 电容充放电性能测试系统
4.3.1 电容充放电性能测试系统需求分析
4.3.2 电容充放电性能测试系统硬件设计
4.3.3 电容充放电性能测试系统软件设计
4.3.4 电容充放电性能测试系统调试
第5篇 综合应用篇
5.1 项目四 智能家居系统
5.1.1 智能家居系统需求分析
5.1.2 智能家居系统硬件设计
5.1.3 智能家居系统软件设计
5.1.4 智能家居系统调试
5.2 项目五 停车场管理系统
5.2.1 停车场管理系统需求分析
5.2.2 停车场管理系统硬件设计
5.2.3 停车场管理系统软件设计
5.2.4 停车场管理系统调试
5.3 项目六 数字示波器信息采集系统
5.3.1 数字示波器信息采集系统需求分析
5.3.2 数字示波器信息采集系统硬件设计
5.3.3 数字示波器信息采集系统软件设计
5.3.4 数字示波器信息采集系统调试
参考文献