基于LabVIEW的移動機器人人機交互系統

劉勇

摘 要：LabView出現于美國儀器公司創造的一款基于G語言的開發環境，工業界在各種因素影響下也開始接受虛擬儀器思想理念。所謂虛擬儀器即運用在常規計算機平臺上結合需求對儀器測試功能進行全新定義，此類儀器將現代計算機軟件技術和傳統儀器有效結合，不僅可以體現傳統儀器功能，更能擴展儀器內存。其中虛擬儀器和傳統儀器相比其處理能力、智能化程度、可操作性以及性價比等多方面均有一定的優勢。對此，本文則從多方面分析LabView與外部軟件交互研究以及實現方式，望給予相關工作人員提供參考。

關鍵詞：LabView;外部軟件;交互;研究;實現

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.24.066

毫無疑問，信息技術是目前經濟社會快速發展的顯著標志，LabView作為一種圖形化編程語言被廣泛應用于探究實驗室、學術界和工業界等領域，被眾多研究者看做標準的儀器控制和數據采集軟件。對此，借助LabView特點和外部軟件可以較好地實現數據交互，大幅度提高工作效率。

1 LabView概述

LabView（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一種運用圖表代替傳統文本并在此基礎創建應用程序的圖形化編輯語言。傳統文本編程語言在執行程序時會根據語句、指令的先后順序，而該編程語言則運用數據流編程形式，處于程序框圖中的各個節點數據流向決定函數以及VI的執行順序，其中VI即虛擬儀器，屬于LabView程序模塊之一。事實上，LabView與C和BASCI相同，作為一種通用化編程系統，是一個可以完成多種編程任務的巨大函數庫。LabView函數庫中涵蓋出串口控制、GPIB、數據采集、數據分析、數據存儲、數據顯示等。與此同時LabView也有如動畫式顯示數據以及子程序、設置斷點、單步執行等傳統程序調試工具，便于調試程序。此外該軟件廣泛應用于學術界和工業界，很多研究人員將LabView看做標準化儀器控制和數據采集軟件。因為該軟件集成了數據采集卡通訊、RS232、VXI、GPIB、RS-485協議軟件等功能。LabView中還內置有利于應用ActiveX和TCP/IP等軟件標準的庫函數，作為一個靈活且功能強大的軟件，借助該軟件可以快速建立屬于自己的虛擬儀器，圖形化界面使使用者在編程和具體使用中都會十分有趣。圖形化程序語言也稱為G語言，運用此類語言編程時基本可以不用另寫程序代碼，則以框圖或流程圖取代。此程序語言可充分利用科學家、技術人員以及工程師熟悉的概念、圖標、術語，因而LabView是一個面向最終用戶的程序工具，增強操作者構建自身工程和科學系統能力，為操作者提供數據采集系統和儀器編程等快速途徑，運用其開展設計、原理研究、測試并實現儀器系統時可大幅度提高工作效率。

2 動態鏈接庫機制

在LabView中可以充分利用庫函數節點對DLL進行調用，使程序開發效率得到大幅度提高。操作者只要合理運用庫函數就能直接調用Windows標準動態連接庫，甚至還可調用提前編制的DLL。操作者在程序框圖中直接點擊鼠標右鍵，再選擇互連接口和相關可執行程序，此時就能啟動庫函數節點，函數圖標也會直接出現于設計面板中。調用庫函數節點圖標后再進行分配。在此過程中產生的驅動函數多來DLL模塊和LabView數據相互交換而成，特別是當操作者調用DLL庫中函數時需明確以下相關信息：①函數類型;②函數參數;③函數返回數據類型;④調用函數方式;⑤DLL庫文件具體位置等。操作者點擊鼠標右鍵可直接調用庫函數節點圖標，之后再彈出的菜單中選擇配置，再詳細瀏覽被調用庫名，最后將被調用的函數名輸入到函數名選項當中，尤其在調用規范選項中可直接選擇標準調用或用戶自身建立的庫。設置調用函數參數和返回值時，一般選擇返回值的參數類型多為字符、數值和空，操作者選定其中一種類型后還需要結合具體情況選擇具體數據類別，之后點擊確定后可直接返回LabView設計面板當中。調用庫函數節點已根據之前配置好的類型和參數個數設置輸入輸出端口，和其他LabView節點圖標沒有較大的區別，只需將對應的參數成功連線即可。

3 net有效引用

操作人員在運用LabVIE過程中可直接引用.net開發的相關應用程序。即在LabVIEW程序框圖中可先點擊屬鼠標右鍵選擇互聯接口，之后選擇.net和構造器節點，此時程序會彈出相應窗口，此時再選擇屬于自身的程序集或exe文件。對象框會在選中相關程序或文件后顯示對應的所有對象，操作者根據所需選擇后再點擊“確定”，由此一來該對象就順利加入LabVIEW程序框圖當中。最后將鼠標移動到對象框上一條線位置并點擊右鍵盤，分別選擇創建類方法和Show Dialog方法，成功連接對應的線后啟動運行就可顯示.net程序。

4 ActiveX技術

隨著互聯網廣泛普及，人們對網絡應用程序開發提出比以往更高的要求，尤其如何在互聯網上共享微軟產品功能成為廣泛關注的焦點，因而微軟提出ActiveX技術。ActiveX技術即Microsoft提出的一組使用COM后，使得軟件部件在互聯網環境中可以相互交集的技術集。該技術和具體編程語言沒有直接關聯，因為被廣泛應用于客戶端和WEB服務器等多個方面。ActiveX可看做一種標準，運用該標準可以便于不同語言類型開發的軟件在互聯網中進行相互操作，更能促使Internet超越傳統靜態文件，同時借助可交互對象和現代多媒體技術效果為用戶提供高效和生動有趣的服務。與此同時ActiveX技術集合了開放技術，涵蓋當前廣泛流行的Internet平臺、語言和標準。本文運用ActiveX技術描述Excel，在LabView程序框圖中通過點擊鼠標右鍵選擇互聯接口，再選擇ActiveX技術后打開自動化，并添加打開自動化程序到框圖當中，設置后可按照對應的參數連線即可。

5 TCP協議

LabView實現交換數據操作時可借助外部軟件和采取TCP方式，即先在程序框圖中點擊鼠標右鍵，之后選擇數據通信、協議、TCP、TCP傾聽，必要時還需添加TCP傾聽器，此類操作和添加寫入TCP數據、讀取TCP數據和關閉連接較為相似。借助循環可以對整個過程進行控制，通過設置IP地址和端口成功連接相關線路。在LabView中成功設置后就可在外部程序中任意調用。

6 結語

總之，LabView是一種程序開發環境，其開發環境集成科學家和工程師快速構建多種應用和自身所需的工具，目的在于幫助科學家和工程師分析和解決問題，大幅度提高生產力和工作效率。LabView和外部軟件有多種類型數據交換方法，運用LabView涵蓋的ActiveX和TCP/IP等軟件標準庫函數可以簡化外部軟件數據交換程序，尤其LabView和外部軟件數據交換在虛擬儀器應用系統開發過程中可以得到較好地應用，最大限度提高工作效率和質量。

山東商務職業學院大學生科研基金項目“基于 LabVIEW 的移動機器人人機交互系統” ，項目編號：19sdbixsky12