基于VC++的虚拟示波器软件设计

摘要：虚拟仪器比传统仪器功能更强、可扩展性更好、性价比也更高，是未来测量测试行业的发展方向。完成了一种对马达故障波形进行显示分析的虚拟示波器软件设计，为马达故障分析提供了定量的分析工具。软件采用面向对象的软件设计思想来编写，按照功能划分为5个模块：虚拟示波器界面设计、异步串口通信、Modbus协议软件包、波形傅里叶分析、波形存储访问五大模块，使用VC++基于对话框的应用程序框架完成了这5个模块的详细设计和实现；通过测试，该虚拟示波器操作简单、测量准确，能满足使用要求。

关键词关键词：马达故障分析；虚拟示波器；Modbus协议；傅里叶分析；VC++

中图分类号：TP312文献标识码：A文章编号文章编号：16727800（2013）011005604

0引言

虚拟仪器概念从20世纪80年代提出以来，以其功能强大、价格低廉、开发维护方便、智能化程度高、用户界面友好、操作简便等优势得到了迅速的发展。美国国家仪器公司（NI）自20世纪80年代开始研制虚拟仪器，推出了图形化虚拟仪器专用开发平台LabVIEW，它采用独特的图形化编程方式，可以让用户以所见即所得的方式搭建PC端的UI界面；该软件还包括了大量的测试与测量函数库，方便用户对信号源数据进行测量与分析，成为目前最受欢迎的虚拟仪器主流开发平台。为了兼顾其它高级语言软件开发者的习惯，NI公司还推出了交互式C 语言开发平台LabWindows/CVI以及Measurement Studio，Measurement线性关系，X和Y的相关系数为1。使用归一化互相关函数来衡量两个信号之间的相似性，若两个随机信号相似，则其归一化互相关函数接近1。

设视频图像的大小为M×N，B（x，y）为背景图像的像素点，C（x，y）为当前帧的像素点，定义一个大小为（2L+1）×（2L+1）的模板Txy（m，n）=C（x+m，y+n），其中，L≤m≤L，L≤n≤L，则像素点（x，y）的归一化互相关函数为[5]：NCC（x，y）=ER（x，y）/EB（x，y）ETxy（9）

ER（x，y）=∑L1n=-L∑L1m=-LB（x+n，y+m）Txy（n，m）（10）

EB（x，y）=∑L1n=-L∑L1m=-LB（x+n，y+m）2（11）

ET（x，y）=∑L1n=-L∑L1m=-LTxy（x+n，y+m）2（12）其中，EB（x，y）和ET（x，y）分别为背景图像能量函数和模板能量函数，阴影判断准则应满足下式：S（x，y）=1，NCC（x，y）≥Tncc&&EB（x，y）

0，其它（13）图5阴影检测处理结果