LabVIEW

LabVIEW
Arendaja National Instruments
Viimane väljalase 2024 Q3 / juuli 2024 Muuda Vikiandmetes
OS Windows, Mac OS X, Linux
Arenduse staatus aktiivne
Suunitlus testimine, mõõtmine, andmehõive, aparaatide kontroll, mõõtmiste analüüs, tulemuste kujutamine – aruannete genereerimine, modelleerimine, manussüsteemide programmeerimine ja elektroonikaskeemide joonistamine
Litsents tasuline
Veebisait http://www.ni.com/labview/

LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench) on ettevõtte National Instruments (NI) graafiline programmeerimiskeskkond ja keel. LabVIEW võimaldab luua programme testimiseks, mõõtmiseks, andmehõiveks, aparaatide kontrolliks, mõõtmiste analüüsiks, tulemuste kujutamiseks – aruannete genereerimiseks, modelleerimiseks, manussüsteemide programmeerimiseks ja elektroonikaskeemide joonistamiseks.

LabVIEW on tarkvarapakett, mis pakub kasutajatele vahendeid, et lahendada tänapäeva mõõteseadmete programmeerimise probleeme ning võimaldab suutlikkust luua innovatiivseid lahendusi kiiremini ja tõhusamalt kui varem.

LabVIEW eelised

[muuda | muuda lähteteksti]

LabVIEW on välja töötatud selleks, et insenerid ja teadlased saaksid luua paindlikke mõõte- ja kontrollprogramme kiiremini ja odavamalt. LabVIEW süsteemiprojekteerimise tarkvara keskmeks on National Instrumentsi platvorm. See võimaldab kasutada igakülgseid tööriistu, mida vajame, ehitamaks mõõte- ja kontrollprogramme, aga seda kõike võimalikult lühikese ajaga. LabVIEW võimaldab juhtida mitmesugust riistvara ja seeläbi automatiseerida näiteks mõõtmisi, signaalide genereerimisi. Samuti võib mõõtmisi ja genereerimisi modelleerida arvutiekraanil, selleks eraldi riistvara kasutamata.[1] Kombineerides LabVIEW tarkvara võimalusi National Instrumentsi konfigureeritava riistvaraga, võime koostada vägagi keerukaid ja täpseid mõõtmissüsteeme. Kasutatakse täpseid tulemusi nõudva materjali ioonse elektroaktiivse polümeeri (IEAP) testimisel ja arendamisel.

Graafiline programmeerimine

[muuda | muuda lähteteksti]

Programmeerimiskeskkonda LabVIEW (nagu ka analoogseid keskkondi HP VEE, Hewlett-Packard Visual Engineering Environment) ei iseloomusta mitte graafilise kasutajaliidese olemasolu, vaid programmikoodi esituse põhimõtted: programmi loomine graafilises programmeerimiskeskkonnas ei seisne tekstiridade sisestamises arvutisse, vaid hoopis piltkujul esitatud funktsioonikastikeste ühendamises muutujate kulgemisradu tähistavate joonte abil. Selline programmeerimistegevus meenutab tööd projekteerimistarkvaraga (P-CAD, OrCAD jms), keelele endale (meetodile) on pandud nimeks G.[2] Graafilise programmeerimiskeskkonna erinevus visuaalsest (Visual C, Delphi jms) seisneb nimelt selles, et nende abil loodud lõpptulemus on küll igati graafiline, aga selle loomise protsess jääb endiselt tekstiliseks. Sellega on mainitud visuaalsed keskkonnad kõigest samm edasi eelmise põlvkonna tekstipõhisest keskkonnast. Teksti sisestamine on nendes küll lihtsustatud – tekstiridade kirjutamine on asendatud modulaarsete vormide täitmisega ning sellega kaasnevad lohistamise võimalused. Aga sisuliselt ei ole nad graafilised programmeerimise keskkonnad, nagu seda on LabVIEW.[3]

Andmete voog

[muuda | muuda lähteteksti]

Andmevoo meetod – iga funktsioon saab rakenduda alles siis, kui temani on jõudnud kõik vajalikud sisendparameetrid.

Suurem osa tekstil põhinevaid programmeerimiskeeli kasutab nn käsuvoomudelit, LabVIEW seevastu kasutab programmi täitmisel andmevoomudelit. Lihtsustatult, käsuvoomudeli järgi, määrab programmi täitmise järjekorra programmi elementide järjestus. LabVIEW-s kasutatava andmevoomudel töötab nii, et plokkdiagrammil asuv element (nt funktsioon) käivitub alles siis, kui selle sisendites on kõik nõutud andmed, pärast seda tekitab element oma väljundile tulemuse. Edasi liigub tulemus mööda andmevoogu juba järgmise elemendi sisendisse. See liikumine määrab LabVIEW programmi täitmise järjekorra.[4]

Polümorfism

[muuda | muuda lähteteksti]

Üks LabVIEW sümpaatsemaid omadusi on tema põhifunktsioonide polümorfism. See tähendab seda, et erinevate andmetüüpide ja vormidega opereerimiseks kasutatakse samu funktsioone, mis adapteeruvad esimesena funktsiooni sisendisse ühendatud andmetüübile. Täisarv teisendatakse siiski reaalarvuks, mitte vastupidi; sama loogiline põhimõte kehtib 8-, 16- ja 32-bitiste arvudega tehete sooritamisel. Kui näiteks liitmisfunktsiooni sisenditesse ühendada massiiv ja üksikmuutuja, liidetakse see üksikmuutuja rea igale elemendile. Põhimõtteliselt erinevate andmetüüpidega muutujaid siiski kokku liita (stringiks ühendada) ei saa. Selleks tuleb nad eelnevalt sobivale kujule teisendada, mille tarvis on LabVIEWl mitu funktsiooni, näiteks stringi kujul esineva numbrilise muutuja liitmine täisarvuga.[5]

Tsüklid

[muuda | muuda lähteteksti]

LabVIEW keskkonnas kohtab WHILE-tsüklit, samuti on olemas valikustruktuur (CASE Structure) ja kaadristruktuur (FRAME Structure) tegevuse järjestamiseks. Tsükliliste muutujate külgedele on võimalik tekitada mälupuhvreid – nihkeregistreid (shift register) ja kohalikke muutujaid. Nihkeregister võimaldab ühe tsükli lõppedes tekitatud väärtuse järgmisse tsüklisse sisse tuua. Valemite sisestamine on võimalik valemiraami (formula node) abil, milles raami külgedele defineeritakse sisend- ja väljundmuutujad ning raami sisse kirjutatakse muutujaid siduv valem.

Kaadristruktuur

[muuda | muuda lähteteksti]

Kaadristruktuur on üles ehitatud analoogiliselt filmi kaadritega, mis on nummerdatud järjekorras 0-1-2-jne.

Valikustruktuur

[muuda | muuda lähteteksti]

Valikustruktuuri täitmine toimub vastavalt valija (selector) (struktuuri vasakul äärel) külge ühendatud muutujale. Tõeväärtuste korral on valikuid kaks (TRUE/FALSE), numbrite või stringide korral hulgaliselt.

FOR-tsükkel

[muuda | muuda lähteteksti]

FOR-tsüklit läbitakse N korda, kui terminali N külge on ühendatud täisarvuline väärtus. Kui struktuuri siseneb rida, puudub vajadus N ühendamiseks. Automaatselt töötab tsükkel minimaalse siseneva rea pikkusega võrdne arv kordi.

WHILE-tsükkel

[muuda | muuda lähteteksti]

WHILE-tsüklit läbitakse vähemalt üks kord. See töötab, kuni tsüklit käigus hoidev muutuja (paremas alumises nurgas) on ühendatud tõeväärtusega TRUE.[6]

Andmetüübid

[muuda | muuda lähteteksti]

LabVIEWs liiguvad andmed mööda juhtmeid. Igal juhtmel võib olla üks andmete allikas, kuid juhet saab ühendada mitmete VI-de ja funktsioonidega. Juhtmetel võib olla vastavalt nende andmete tüübile mitmesuguseid stiile, värve ja paksusi. Juhtme tüübid on reaalarv, täisarv, kahendväärtus või string. Lisaks jagunevad kõik juhtmetüübid kolme erinevasse andmetüüpi. Andmetüüpideks on skalaar, 1D-jada ja 2D-jada. Kõiki reaalarvudega seotud andmetüüpe märgistatakse LabVIEW programmis oranži värvusega, täisarvudega andmetüüpe sinisega, kahendväärtustega andmetüüpe rohelisega ning string kujul andmetüüpe roosa värvusega.[7]

LabVIEW programmiosad

[muuda | muuda lähteteksti]

LabVIEW programm (VI) koosneb:

  • paneelist (Front Panel) – kasutajaliides
  • diagrammist (Diagram) – programmi kood
  • ikoon ja liides (muhv) (Icon / Connector Pane) – ühenduspunkt programmi sõlmede (funktsioonide, VI-de vahel)

LabVIEW paneel

[muuda | muuda lähteteksti]

Paneel (Panel) on programmi graafiline kasutajaliides, sellel paiknevad programmi sisendelemendid ehk juhtelemendid (Controls) ja väljundelemendid ehk indikaatorid (Indicators). Iga paneelielement kujutab diagrammil terminali. Juhtelemendid ja indikaatorid jagunevad järgmistesse tüüpidesse:

LabVIEW diagramm

[muuda | muuda lähteteksti]

Diagramm kujutab LabVIEW programmi koodi graafilises (G-)keeles. Diagramm esitatakse funktsioone kujutavate piltide kogumina (Icon), mis on ühendatud andmevoogu (Dataflow) tähistavate joontega ehk juhtmetega (Wires). Programmi täidetakse andmevoogu tähistavate joonte kulgemist järgides. Diagramm koosneb järgmistest osadest:

  • terminalid – ühenduspunktid (sisendid (Contols) / väljundid (Indicators)) paneeli ja diagrammi vahel
  • sõlmed (Nodes) (nende hulka kuuluvad ka alamVI-d) klassikaliste programmeerimiskeelte operaatorite ja protseduuride (alamprogrammide) analoogid
  • Jooned ehk juhtmed (Wires) – kannavad (juhivad) andmeid sõlmede ja terminalide vahel

Liides

[muuda | muuda lähteteksti]

Liides ehk muhv (Connector Pane) on klemmikarpi meenutav nelinurk paneeli ülemises paremas nurgas. Liidese klemmid on klassikaliste programmeerimiskeelte alamprogrammi sisestatavate/tagastatavate muutujate analoogid. Alam VI-d (Sub VI) on alamprogrammide (Procedure) analoogid.

Virtuaalne Instrument

[muuda | muuda lähteteksti]

LabVIEW programme nimetatakse virtuaalseteks instrumentideks (Virtual Instrument (VI)), nad imiteerivad/emuleerivad reaalsete füüsikaliste instrumentide, näiteks multimeetrite, ostsilloskoopide, termomeetrite ja analüsaatorite käitumist ja väljanägemist.

Platvormid

[muuda | muuda lähteteksti]

LabVIEW’s kirjutatud programme saab kasutada järgmistel arvutiplatvormidel:

Riistvara

[muuda | muuda lähteteksti]

LabVIEW sisaldab sisseehitatud draivereid paljude kommunikatsioonistandardite kasutamiseks, näiteks GPIB, VXI, PXI, RS-232, USB, Ethernet ja Plug-in DAQ.

Paljud ettevõtted pakuvad draivereid enda mõõte- ja kontrollaparatuuri jaoks. Tüüpilised draiverid võimaldavad initsialiseerida seadme, konfigureerida seadet ning lugeda ja kirjutada andmeid.

LabVIEW ja arvutivõrk

[muuda | muuda lähteteksti]

Sisseehitatud võimalused arvutivõrgu kasutamiseks:

National Instrumentsi programmid

[muuda | muuda lähteteksti]

National Instruments toodab mitmesuguseid mõõtmis- ja juhtimisprogramme ja programmeerimisvahendeid:

  • LabVIEW – graafiline universaalne programmeerimiskeskkond
  • LabWindows/CVI – ANSI C keskkond, võimaldab kasutada LabVIEW funktsioone ja kasutajaliidese elemente
  • Measurement Studio – liides MS Visual Studiole LabVIEW funktsioonide ja kasutajaliidese elementide kasutamiseks
  • LabVIEW Datalogging and Supervisory Control
  • NI Vision – kujutisetöötluse ja kontrolli tarkvara, masinnägemise tarkvara (Machine Vision)
  • LabVIEW Real Time – LabVIEW reaalajamõõtmiste lisa, võimaldab ajalist lahutust kuni 1 mikrosekund NI RT keskkonnas (tavaline Windowsi väärtus on 1 ms)
  • Palju muid pakette (MATRIX, Electronic Workbench jne)

Kasutajad

[muuda | muuda lähteteksti]
  • USA 500 juhtivast firmast (Fortune 500) kasutab LabVIEW-d mingil viisil 85%:
    • Väljatöötlus/arendus
    • Testimine
    • Kontroll / kvaliteedikontroll [8]
  • Kümned tuhanded teadus-, uurimis-, õppeasutused kogu maailmas (Eestis TTÜ – alates 1998. aastast kõik mõõtelabori töökohad varustatud LabVIEW-ga):
    • eksperimendijuhtimine
    • mõõtesüsteemide õpetus
  • Kõik suuremad Eesti teadusasutused ja ülikoolid:
    • Tartu Ülikoolis andmehõive ja analüüs LabVIEW keskkonnas alates 2006/07. õppeaastast, visuaalprogrammeerimine 2007/08. õppeaastast

Tuntud kasutajaid

[muuda | muuda lähteteksti]
  • NASA: vesinikulekete leidmiseks kosmosesüstikutes
  • Texas Instruments: maailma suurimaid mikroskeemitootjaid, traadita kommunikatsiooni skeemide automaatse testimise ja kvaliteedikontrolli süsteem
  • Microsoft: Xbox automaatne testimine (PXI-siinil, 2,5 GHz mõõtesagedus)
  • USA õhujõud: LANTIRN-i süsteemi uus versioon – 50% odavam, kiirem, väiksem (öine madallennu navigatsiooni ja sihtmärgi otsimise süsteem, näiteks F-15, F-16 lennukitel)

Puudused

[muuda | muuda lähteteksti]
  • Päris kallis, eriti firmade versioon ja teadustöö versioon
  • Normaalseks tööks vajalik monitori lahutus 1600×1200 punkti või 1900×1200 punkti – 19"–22" monitor (odav TFT tavaliselt 1200×1000 punkti)
  • Diagrammile uute osade lisamine nõuab ajamahukat olemasolevate osade ümberpaigutamist säilitamaks loetavus (automaatne ümberpaigutamine ei anna enamasti soovitud tulemust) – uuemates versioonides sellele rohkem tähelepanu pööratud
  • Klassikalise programmeerimisega harjunud inimesel kohati raske "paradigmat" taibata
  • Ainult täielik (campus) litsents sisaldab kõiki tooteid, tavaliste litsentside korral vaja iga "lisa" eest eraldi maksta.

Versioonid

[muuda | muuda lähteteksti]
Nimi/versioon Seerianumber Kuupäev
LabVIEW projekti algus ??? Aprill 1983
LabVIEW 1.0 (Macintoshi versioon) ??? Oktoober 1986
LabVIEW 2.0 ??? Jaanuar 1990
LabVIEW 2.5 (esimene väljalase

Suni ja Windowsi platvormile)

??? August 1992
LabVIEW 3.0 (mitmele platvormile) ??? Juuli 1993
LabVIEW 3.0.1 (esimene versioon

Windows NT-le)

??? 1994
LabVIEW 3.1 ??? 1994
LabVIEW 3.1.1 (esimene versioon

rakenduste genereerimisega)

??? 1995
LabVIEW 4.0 ??? Aprill 1996
LabVIEW 4.1 ??? 1997
LabVIEW 5.0 ??? Veebruar 1998
LabVIEW RT (reaalajas) ?? Mai 1999
LabVIEW 6.0 (6i) 6.0.0.4005 26. juuli 2000
LabVIEW 6.1 6.1.0.4004 12. aprill 2001
LabVIEW 7.0 (täielik) 7.0.0.4000 Aprill 2003
LabVIEW PDA module

(esimene versioon)

??? Mai 2003
LabVIEW FPGA module

(esimene versioon)

??? Juuni 2003
LabVIEW 7.1 7.1.0.4000 2004
LabVIEW Embedded module

(esimene versioon)

??? Mai 2005
LabVIEW 8.0 8.0.0.4005 September 2005
LabVIEW 8.20 (objektorienteeritud

programmeerimine)

??? August 2006
LabVIEW 8.2.1 8.2.1.4002 21. veebruar 2007
LabVIEW 8.5 8.5.0.4002 2007
LabVIEW 8.6 8.6.0.4001 24. Juuli 2008
LabVIEW 8.6.1 8.6.0.4001 10. detsember 2008
LabVIEW 2009 (32- ja 64-bitine versioon) 9.0.0.4022 4. august 2009
LabVIEW 2009 SP2 9.0.1.4011 8. jaanuar 2010
LabVIEW 2010 10.0.0.4032 4. august 2010
LabVIEW 2010 f2 10.0.0.4033 16. september 2010
LabVIEW 2010 SP1 10.0.1.4004 17. mai 2011
LabVIEW for LEGO MINDSTORMS

(2010 SP1 lisamoodulitega)

??? August 2011
LabVIEW 2011 11.0.0.4029 22. juuni 2011
LabVIEW 2011 SP1 11.0.1.4015 1. märts 2012
LabVIEW 2012 12.0.0.4029 August 2012
LabVIEW 2012 SP1 12.0.1.4013 Detsember 2012
LabVIEW 2013 13.0.0.4047 August 2013

.[9]

Viited

[muuda | muuda lähteteksti]
  1. ↑ "NI LabVIEW". Originaali (.htm) arhiivikoopia seisuga 23.10.2013. Vaadatud 25.09.2013.
  2. ↑ Aivar Usk (05.06.1999). "Graafiline programmeerimiskeskkond LabVIEW" (.htm). Aivar Usk. Vaadatud 29.09.2013.
  3. ↑ Aivar Usk (Kohandatud märts 2008). "Graafiline programmeerimiskeskkond LabVIEW" (.htm). Peeter Sillakivi. Vaadatud 29.09.2013. {{netiviide}}: kontrolli kuupäeva väärtust: |Aeg= (juhend)
  4. ↑ E-ope (29.11.2011). "Andmete voog LabViews" (PDF). E-ope. Originaali (.pdf) arhiivikoopia seisuga 23.10.2013. Vaadatud 29.09.2013.
  5. ↑ Peeter Sillakivi (29.11.2011). "Polüformism" (.htm). Peeter Sillakivi. Koostanud Aivar Usk, täiendanud Peeter Sillakivi. Vaadatud 29.09.2013.
  6. ↑ Peeter Sillakivi (29.11.2011). "Tsüklilised struktuurid" (.htm). Peeter Sillakivi. Koostanud Aivar Usk, täiendanud Peeter Sillakivi. Vaadatud 29.09.2013.
  7. ↑ Peeter Sillakivi (29.11.2011). "Andmetüübid" (.htm). Peeter Sillakivi. Koostanud Aivar Usk, täiendanud Peeter Sillakivi. Vaadatud 29.09.2013.
  8. ↑ National Instruments. "NI LabVIEW for Higher Education (University/College)" (inglise). National Instruments. Top Reasons to Use LabVIEW for Academic Teaching. Vaadatud 16.10.2013.
  9. ↑ National Instruments. "NI LabVIEW Release Archive" (.html). National Instruments web page (inglise). National Instruments. Vaadatud 16.10.2013.
Viitamistõrge: <references>-siltide vahel olevat <ref>-silti nimega "t1nIo" ei kasutata eelnevas tekstis.

Kirjandus

[muuda | muuda lähteteksti]
  • Robert H. Bishop. Learning with LabVIEW 7 Express. Pearson/Prentice Hall, 2004. ISBN 0131239260
  • Gary W. Johnson. LabVIEW Graphical Programming: Practical Applications in Instrumentation and Control. McGraw-Hill, 1997 (June), 665 p. 2nd edition, softcover, includes CD-ROM.
  • Thomas Klinger. Image processing with LabVIEW and IMAQ vision. Prentice Hall PTR, Upper Saddle River, N.J, 2003. ISBN/ISSN: 0130474150
  • Hall T. Martin. LabVIEW for automotive, telecommunications, semiconductor, biomedical, and other applications. Prentice Hall, 2000.
  • Jon Olansen. Virtual bio-instrumentation : biomedical, clinical, and healthcare applications in LabVIEW. Prentice Hall PTR, Upper Saddle River, N.J, 2002.
  • Jeffrey Travis. LabVIEW for everyone. Prentice Hall, 2002. ISBN 013065096X
  • National Instrumentsi kirjanduse loend[1]

Muud allikad

[muuda | muuda lähteteksti]

Välislingid

[muuda | muuda lähteteksti]
  1. ↑ Viitamistõrge: Vigane <ref>-silt. Viide nimega t1nIo on ilma tekstita.