基于LabVIEW的移动机器人人机交互系统

刘勇

摘 要：LabView出现于美国仪器公司创造的一款基于G语言的开发环境，工业界在各种因素影响下也开始接受虚拟仪器思想理念。所谓虚拟仪器即运用在常规计算机平台上结合需求对仪器测试功能进行全新定义，此类仪器将现代计算机软件技术和传统仪器有效结合，不仅可以体现传统仪器功能，更能扩展仪器内存。其中虚拟仪器和传统仪器相比其处理能力、智能化程度、可操作性以及性价比等多方面均有一定的优势。对此，本文则从多方面分析LabView与外部软件交互研究以及实现方式，望给予相关工作人员提供参考。

关键词：LabView;外部软件;交互;研究;实现

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

毫无疑问，信息技术是目前经济社会快速发展的显著标志，LabView作为一种图形化编程语言被广泛应用于探究实验室、学术界和工业界等领域，被众多研究者看做标准的仪器控制和数据采集软件。对此，借助LabView特点和外部软件可以较好地实现数据交互，大幅度提高工作效率。

1 LabView概述

LabView（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一种运用图表代替传统文本并在此基础创建应用程序的图形化编辑语言。传统文本编程语言在执行程序时会根据语句、指令的先后顺序，而该编程语言则运用数据流编程形式，处于程序框图中的各个节点数据流向决定函数以及VI的执行顺序，其中VI即虚拟仪器，属于LabView程序模块之一。事实上，LabView与C和BASCI相同，作为一种通用化编程系统，是一个可以完成多种编程任务的巨大函数库。LabView函数库中涵盖出串口控制、GPIB、数据采集、数据分析、数据存储、数据显示等。与此同时LabView也有如动画式显示数据以及子程序、设置断点、单步执行等传统程序调试工具，便于调试程序。此外该软件广泛应用于学术界和工业界，很多研究人员将LabView看做标准化仪器控制和数据采集软件。因为该软件集成了数据采集卡通讯、RS232、VXI、GPIB、RS-485协议软件等功能。LabView中还内置有利于应用ActiveX和TCP/IP等软件标准的库函数，作为一个灵活且功能强大的软件，借助该软件可以快速建立属于自己的虚拟仪器，图形化界面使使用者在编程和具体使用中都会十分有趣。图形化程序语言也称为G语言，运用此类语言编程时基本可以不用另写程序代码，则以框图或流程图取代。此程序语言可充分利用科学家、技术人员以及工程师熟悉的概念、图标、术语，因而LabView是一个面向最终用户的程序工具，增强操作者构建自身工程和科学系统能力，为操作者提供数据采集系统和仪器编程等快速途径，运用其开展设计、原理研究、测试并实现仪器系统时可大幅度提高工作效率。

2 动态链接库机制

在LabView中可以充分利用库函数节点对DLL进行调用，使程序开发效率得到大幅度提高。操作者只要合理运用库函数就能直接调用Windows标准动态连接库，甚至还可调用提前编制的DLL。操作者在程序框图中直接点击鼠标右键，再选择互连接口和相关可执行程序，此时就能启动库函数节点，函数图标也会直接出现于设计面板中。调用库函数节点图标后再进行分配。在此过程中产生的驱动函数多来DLL模块和LabView数据相互交换而成，特别是当操作者调用DLL库中函数时需明确以下相关信息：①函数类型;②函数参数;③函数返回数据类型;④调用函数方式;⑤DLL库文件具体位置等。操作者点击鼠标右键可直接调用库函数节点图标，之后再弹出的菜单中选择配置，再详细浏览被调用库名，最后将被调用的函数名输入到函数名选项当中，尤其在调用规范选项中可直接选择标准调用或用户自身建立的库。设置调用函数参数和返回值时，一般选择返回值的参数类型多为字符、数值和空，操作者选定其中一种类型后还需要结合具体情况选择具体数据类别，之后点击确定后可直接返回LabView设计面板当中。调用库函数节点已根据之前配置好的类型和参数个数设置输入输出端口，和其他LabView节点图标没有较大的区别，只需将对应的参数成功连线即可。

3 net有效引用

操作人员在运用LabVIE过程中可直接引用.net开发的相关应用程序。即在LabVIEW程序框图中可先点击属鼠标右键选择互联接口，之后选择.net和构造器节点，此时程序会弹出相应窗口，此时再选择属于自身的程序集或exe文件。对象框会在选中相关程序或文件后显示对应的所有对象，操作者根据所需选择后再点击“确定”，由此一来该对象就顺利加入LabVIEW程序框图当中。最后将鼠标移动到对象框上一条线位置并点击右键盘，分别选择创建类方法和Show Dialog方法，成功连接对应的线后启动运行就可显示.net程序。

4 ActiveX技术

随着互联网广泛普及，人们对网络应用程序开发提出比以往更高的要求，尤其如何在互联网上共享微软产品功能成为广泛关注的焦点，因而微软提出ActiveX技术。ActiveX技术即Microsoft提出的一组使用COM后，使得软件部件在互联网环境中可以相互交集的技術集。该技术和具体编程语言没有直接关联，因为被广泛应用于客户端和WEB服务器等多个方面。ActiveX可看做一种标准，运用该标准可以便于不同语言类型开发的软件在互联网中进行相互操作，更能促使Internet超越传统静态文件，同时借助可交互对象和现代多媒体技术效果为用户提供高效和生动有趣的服务。与此同时ActiveX技术集合了开放技术，涵盖当前广泛流行的Internet平台、语言和标准。本文运用ActiveX技术描述Excel，在LabView程序框图中通过点击鼠标右键选择互联接口，再选择ActiveX技术后打开自动化，并添加打开自动化程序到框图当中，设置后可按照对应的参数连线即可。

5 TCP协议

LabView实现交换数据操作时可借助外部软件和采取TCP方式，即先在程序框图中点击鼠标右键，之后选择数据通信、协议、TCP、TCP倾听，必要时还需添加TCP倾听器，此类操作和添加写入TCP数据、读取TCP数据和关闭连接较为相似。借助循环可以对整个过程进行控制，通过设置IP地址和端口成功连接相关线路。在LabView中成功设置后就可在外部程序中任意调用。

6 结语

总之，LabView是一种程序开发环境，其开发环境集成科学家和工程师快速构建多种应用和自身所需的工具，目的在于帮助科学家和工程师分析和解决问题，大幅度提高生产力和工作效率。LabView和外部软件有多种类型数据交换方法，运用LabView涵盖的ActiveX和TCP/IP等软件标准库函数可以简化外部软件数据交换程序，尤其LabView和外部软件数据交换在虚拟仪器应用系统开发过程中可以得到较好地应用，最大限度提高工作效率和质量。

山东商务职业学院大学生科研基金项目“基于 LabVIEW 的移动机器人人机交互系统” ，项目编号：19sdbixsky12