基于LabWindows／CVI的虚拟仪器设计.pdf
基于LabWindows／CVI的虚拟仪器设计.pdf目录541功能描述……口中…14754.2设计原理…147543设计步骤………………4855设计举例4基数字滤波技术的虚找频率补偿仪…55I功能描述…………154552设计原理…………………………4154553设计步骤159第6章基于相关伪随机技术的虚拟仪器设计……………17161相关辨识的基础知识6l1系统数学模型的主要描述形式…吧看罪甲噜看音·自老·着着。甲曾會自·看着174612系统输入输出关系的卷积表述形式175613由系统的冲激响应函数求系统的频率特性…177614相关辨识法的优点………………1762伪随机信号—相关辨识实际采用的激励信号9621伪随机信号的性质……………180622M序列伪随机信号的产生62.3 Labwindows/cⅥ环境中M信号的产生…………184▲63设计举例口和2—伪随机相关辨识仿真仪灬194631例[一一阶系统辨识仿真仪………………194632例[2}_二阶系统辨识仿真仪……208▲64设计举例3}-系统参数辨识实测仪-25641功能描述…………………216642设计原理……………………216643设计步骤bb●自看是题bDpD命各备命罪即非国百D看山會看看看q看甲q:音ts223644系统参数辨识仪的性能检验…236645小结239第7章基于神经网络的虚拟仪器设计………吾号.·D罪D·咖自音噜唱日司看自命是··昏b●甲」24171概述……………………247.2神经网络基础知识…4721神经网络结构………244722神经元模型……246723神经元作用函数…247724BP神经网络250基于凵 abwindows/C的虚拟仪设计72.5径向基(RBF)神经网络……25573 MATLAB工具箱中的BP与RBF函数5731BP与RBF网络创建函数……257732网络训练函数………259733网络初始化函数2637.34网络学习函数pseD即■日■■曾264735网络仿真函数酯“着申自曲量ab血a▲bdd暴Db自合·看单■即非兽pD鲁26674设计举例[虚拟压力传感器温度补偿器…26266741功能描述…………742工作原理……267743设计步骤…命a4.品中B自●非昏·:·:是PP…271L75设计举例2一虚拟三组分气体成分分析仪的设计2837.51功能描述…单当香s·.甲命命甲二··········a283752工作原理……………283753设计步骤………87754设计小结…297第8章基于小波分析的虚拟仪器设计……2998.1小波分析基础…已得…,…下不已是811小波分析与短时傅里叶变换………301812离散小波与小波对偶品百·。命自日自目即合D即章矿●印·…306813小波级数多事品◆晶号提品4··B旨自D导看308814多分辨分析初步……309815正交小波…316816小波包分析………:32382 MATLAB王具箱中小波分析函数…325821小波包函数……p品a由自日自值合◆··年卓看自53483设计举例一虚拟小波消噪仪…340831小波消噪原理..340832虚拟小波消噪仪设计a品血吾春自白看令节自B导342L84设计举例2—虚拟特征信号提取仪8.41特征信号小波提取原理灬………………350842仪器功能中▲如婚+44“亠b白自自4·1··.……350843仪器设计………………350目录844运行测试…356第9章基于混沌技术的虚拟仪器设计·是Da命品西·盲血·鲁自D鲁唱唱非看4看a■自…357▲9.1概述………………35992混沌技术基础知识0921基于 Duffing方程实现频率测量检测原理…………360922基于 Logist迭代方程产生白噪声的原理…………36993设计举例一基于 Logist方程的虚拟白噪声发生器…375931设计举例1基于 Logist方程的虚拟白噪声仿真仪…375932设计举例[2]_基于 Logist方程的拟简易白噪声发生器…380933设计举例3}基于 Logist方程的虚拟白噪声发生器及其性能评估仪■D即口即即要号■………384h94设计举例基于混沌技术的频率仿真测试仪一941功能描述…………………389942工作原理……390943混沌精密频率仿真测试仪的实现396944性能校验……3999.5设计举例2]基于混沌技术的精密频率实测仪”399第10章基于模糊理论的虚拟仪器设计……●鲁看●4命1a!模糊集合理论概述”010L1模糊集合的定义及其表示方法…P·●吾音p聊·品日.···P.身10.12隶属函数的确定方法及常用形式10.1.3模糊集合的基本运算……41010.14模糊关系的定义及合成……●pb自●哥司q■P省…4ll10.1.5语言变量与模糊推理…………………413102模糊传感器系统“……………1021测量结果“符号化表示”的概念…4151022模糊传感器的基本概念和功能………中中416102.3模糊传感器的结构………备合自看司q·是即即罪罪看血咖音看叠看4q●命4171024模糊传感器语言描述的产生方法……………4200.25模糊传感器对测量环境的适应性………………4241026模糊传感器隶属函数的训练算法…………426103设计举例1虚拟模糊热点温度分析仪301031功能描述…………430蒹于 Labwindow/QⅥ的盧拟仪暴设计1032工作原理着看■舞非罪阜444■p●鲁看要1033设计步骤432110.4设计举例2]高级虚拟模糊热点温度分析仪…………43810.1功能描述…4381042实现原理………………………………4381043设计步骤……43第11章网络化虚拟智能传感器系统……………………4611112网络体系结构与协议……………“4631111网络体系结构……4631112 Lab windows/CⅥ中的主要协议…………4671113 DataSocket技术……472112组建网络化虚拟智能传感器系统的模式…475112,1CS模式…………………………476122B/S模式476网络化虚拟正弦波发生器1131设计原理………1画画D备即命●●看卓自白自↓td.自占即命自咖自·t477113,2仪器功能描述478113.3仪器设计……………4781134编译运行……D。春明中血自■■…487114设计举例2)基于C模式的远程开关控制器的设计………48114.1系统的工作原理4881142仪器功能描述…4881143仪器设计…咖·d日·自·暴■■非罪自咖4●看省·b导···号q48944编译运493参考文献…………95VIll绪论成拟伙器还应数伙器饱发展及持点原书空白第1章蜻忪由于电子技术、计算机技术的高速发属及其在电子测量技术与仪器领域的应用,新的测试理论、测试方法、测试领域以及仪器结均不断出现,电了测量仪器的功能和作用发了质的变化,计算机处于核心地位,计算机软件技术和测试系统更紧密地结合成了个有机整休,仪器的结构概含和设计观点等都发生了突破性的变化。在上述的背景下,出现、仝新概念的仪器—虚拟仪器。本章在介絰有关虚拟仪器的基本概念、组成、发展过程及发展趋势的基础上,重点阐述“软件就是仪器,仪器就足软件”的观点。在本章中,将学到如下内容≥虚拟仪器的基本概念虚拟仪器的组成特点虚拟仗器的设计与实现方法少虚拟仪器的发展过程及发展趋势1.痃担仪欲枇遗虚拟仪器( Virual instrurenent,简称ⅥI)是现代计算机技术和仪器技深层次结合的产物,是当今计算机辅助澳试(CAT)领域的一项重要技术。虚拟仪器是计算机硬件资源、仪器与测控系统硬件资源和虚拟仪器软件资源三者的有效结合。1.11虚戏仪器的基本概念所谓虚拟仪器,就是在以计算机为核心的硬件平台上,由用户设计定义具有虚拟面板,其测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统。虚拟仪器的实质是利用计算机显示器模拟传统仪器的控制面板,以多种形式输出检测结果;利用计算机软件实现信号数据的运算、分析和处理;利用O接口设备完成信号的采集、测量与调理,从而完成各种测试功能的一和计算机仪器系统。使用者用鼠标或键盘操作虚拟面板,就如同使用一台专用测量仪器虚拟仪器的“虚拟”两字主要包含以下两方面的含义。1.虛拟仪器的面板是虚拟的虚拟仪器面板上的各种“控件”与传统仪器面板上的各种器付所元成的功能是相同約,并扫各种开关、按钮、显示器等实现仪器电源的“通”或“断暴于 Labwindow/Ⅵ的姒仪器谩计被测信号“输入通道"、“放大倍数”等参数设置,测量结果的“数值显示或“波形显示”等。传统仪器面板上的器件都是“实物”,而且是由“手动”和“触摸”进行探作的,而虚拟仪器面板控件是外形与实物相像的“图标”个控科的j”“断”、“放大”等动作是通过用户对计算机鼠标或键益的操作米完成!。因此,设计虚拟面板的过程就是在板设计窗口中摆放所需的控件,然后对控件进行合逗的属性投置。2.虍拟仪器则量功能是由软件编程来实现的在以计算机为核心组成的硬件平台支持,通过软件编程设计来实现仪器的功能,可以通过组合不同的测试功能软性模块来实现多种测试功能,因此,在硬件平台确定后,有“软件就是仪器”的说法,这也体现了测试技术与训算机的深层次结合。1.12虚拟仪器的构成及其分类虚拟仪器通用仪器硬件平台(简称硬什平台)和应用软件两大部分构成。1.虚拟仪器的硬件平台构成拟仪器的硬件平台包括两部分。(1)计算机它-般为-台PC或者工作站,是硬件平台的核心(2)JO接口设备IAO接口设备要完成被测输入信号的采集、放大、愧数转换。不同的总线有其坩应的IO接口硬件设备,如利用PC总线的数据采集卡版(DAQ)GPB总线仪器、VXI总线仪器模块.串口总线仪器等。虚拟仪器的构成方式主要有五种类型,如图1.1所示。≯ PC-DAQ系统PC-DAQ系统是以数据采集板、信号调理电路及计算机为仪器硬件平台组成的插卡式虚拟仪器系统。这种系练用PCI或IA计算机本身的总线将数釆卡板(DAQ〕插入计算机的PCI或ISA插槽中。4
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华为FusionInsight HD 2.7 技术白皮书.pdf
华为FusionInsight HD 2.7 技术白皮书，详细介绍了华为版Hadoop的各个组件功能。华为FusionInsight是华为企业级大数据存储、查询、分析的统一平台。华为 Fusionlnsight hd27技术白皮书日录目录1简介…1.1 Fusionlnsight hD概述1.2 FusionInsight HD组件介绍.2重点组件介绍52.集群管理 Manager622分布式文件系统HDFS23统一资源管理和调度框架YARN24分布式批处理引擎 Mapreduce.25分布式数据库 HBase2.6数据仓库组件Hive27分布式内存计算引擎 Spark28全文检索组件Solr.29批量数据集成 Loader( Scoop)….122.10实时数据采集 Flume142.11流式事件处理( Storn)…2.11.1 Storm2.11.2 StreamCQL…2.11.3 Flink2.12分布式高速缓存 Redis2.|3分布式消息队列 Kafka2.14作业编排与调度 Oozie...........212.15数据继承入凵Hue文档版本01(2017-07-30)华为专有和保密信息版权所有c华为技术有限公司华为 Fusionlnsight hd27技术白皮书1简介简介1.1 FusionInsight HD概述1.2 FusionInsight hD组件介绍文档版本01(2017-07-30)华为专有和保密信息版权所有c华为技术有限公司华为 FusionInsight hd27技术白皮书1简介11 FusionInsight hD概述FusionInsight是华为仝业级大数据存储、查询、分析的统一平台,能够帮助全业快速构建海量数据信息处理系统,通过对巨量信恳数据实吋与非实时的分析挖掘,发现全新价值点和企业商机应用层REST API数据服务明细影像推荐/伪控关系轨迹Data世像ServiceREST API/SQL/SDKloaderMe知认FormerManager数据分析Data Farm数据集成信数据挖识、服务框智慧配置管理性能管理告警管理数据处理发全管理DataoS hadoop Spark2 STORM(Flink LibrA租户管理灾备管理FusionInsigh解决方案由5个子产品 FusionInsight hD、 Fusioninsight libra、FusionInsight miner、 FusionInsight Farmer和1个操作运维系统 FusionInsight manager构成FusionInsight HD:企业级的大数据处理环境,是一个分布式数据处理系统,对外提供大容量的数据存储、分析查询和实时流式数据处理分析能力。usionInsight HD包括 Zookeeper、 Hadoop、 HBase、 Loader、 HBase、Hive、Hue、 Oozie、 Phoenix、Solr、 Redis、 Spark、 Streaming、 Kafka、E、 Flink等组件。FusionInsight miner:个业级的数据分析平台,基于华为 FusionInsight hd的分布式存储和并行计算技术,提供从海量数据中挖掘出价值信息的平台。FusionInsight Farmer:企业级的大数据应用容器,为企业业务提供统一开发、运行和管埋的平台。Fusionlnsight Manager:企业级大数据的操作运维提供,提供高可靠、安全、容错、易用的集群管理能力,支持大规模集群的安装部署、监控、告警、用户管理、权限管理、审计、服务管理、健康检査、问题定位、升级和补丁等功能FusionInsight librA:企业级的MPP关系型数据库,基于列存储和MPP架构,是为面向结构化数据分析而设计开发的,能够有效处理PB级别的数据量。 FusionInsightLibrA在核心技术上跟传统数据库有巨大差别,可以解决很多行业用户的数据处理性能问题,可以为超大规模数据管理提供高性价比的通用计算平台,并可用于支撑各类数据仓库系统、BⅠ( Business intelligence)系统和决策支持系统,统一为上层应用的决策分析等提供服务。文档版本01(2017-07-30)华为专有和保密信息版权所有c华为技术有限公司华为 FusionInsight hd27技术白皮书1简介12 FusionInsight hD组件介绍数招外析数据集成菜群理款据挖握数据挖掘处理Mahout(on MRMI I ib(on Spark)ahx款什理作业调应DSL领域描述语U。2e枇处互询KV面流式杏诈HiveparksQLRedisStreamcQL批量分市式计算引Loade故障管卫七处理流处理附件处理MapReduceFlinkstorm实时采性能管理分布式资源管Y消思队列安仝售翅Kalka分布式存储雪NOSQL数招库按素引≤QL行惴格式租户管理上传下载FtnonHDFSOROPalyueLCai bun De莫分布式文件系统备份曾理HDFSFusionInsight hd需要对廾源组件进行封裝和增强,对外提供稳定的大容量的数据存储、查询和分析能力。各自组件提供功能如下Manager:作为运维系统,为 I FusionInsight hD提供高可靠、安全、容错、易用的集群管理能力,支持大规模集群的安装/级/补丁、配置管理、监控管理、告警管理、用户管理、租户管理等。HDFS: Hadoop分布式文件系统( Hadoop Distributed File System),提供高吞吐量的数据访问,适合大规模数据集方面的应用。HBase:提供海量数据存储功能,是一种构建在HDFS之上的分布式、面向列的存储系统。Oozie:提供了对开源 Hadoop组件的任务编排、执行的功能。以 Java Web应用程序的形式运行在 Java servlet容器(如: Tomcat)中,并使用数据库来存储工作流定义、当前运行的工作流实例(含实例的状态和变量)。Zookeeper:提供分布式、高可用性的协调服务能力。帮助系统遷免单点故障,从而建立可靠的应用程序Redis:提供基于内存的高性能分布式KV缓存系统。Yarn: Hadoop2.0中的資源管理系统,它是一个通用的资源模块,可以为各类应用程序进行资源管理和调度。Mapreduce:提供快速并行处理大量数据的能力,是一种分布式数据处理模式和执行环境。Spark:基于内存进行计算的分布式计算架Hive:建立在 Hadoop基础上的井源的数据仓库,提供类似SQL的HⅤeQL语言操作结构化数据存储服务和基本的数据分析服务。Loader:基 J Apache Scoop实巩 FusionInsight hD与关系型数据库、p/sp文件服务器之间数据批量导入导出工具:同时提供 Java api/ shell!务调度接口,供第三方调度平台调用。●Hue:提供了开源 Hadoop绀件的 WebUI,可以通过浏览器操作HDFS的目录和文件,调用 Oozie米创建、监控和编排工作流,可操作 Loader组件,査看Zo< eeper集群情况。文档版本01(2017-07-30)华为专有和保密信息版权所有c华为技术有限公司华为 FusionInsight hd27技术白皮书1简介Flume:一个分布式、可靠和高可用的海量日志聚合系统,支持在系统中定制各类数据发送方,用于收集数据;同时,Fume提供对数据进行简单处理,并写入各种数据接受方(可定制)的能力。●Solr:一个髙性能,基于 Lucene的全文检索服务器。Solr对 Lucene进行了扩展,提供比 Lucene更为肀富的查询语言,同时实现」可配置、可扩展,并对查询性能进行了优化,并且提供了一个完善的功能管理界面,是一款非常优秀的全文检索引擎Kafka:一个分布式的、分区的、多副本的实时消息发布-订阅系统。提供可护展、扃吞吐、低延迟、高可靠的消息分发服务Storm:一个分布式、可靠、容错的实时流式数据处理的系统,并提供类SQLtreaInCQL)的查询语言Fink:分布式的、高可用的、能保证 Exactly Once语义的针对流数据和批数据的处理引擎SparkSQL:基于 Spark引擎的高性能SQL引擎,可与Hive实现元数据共享。Mahaut:提供基于 Mapreduce的数据挖掘算法库MLLib:提供基于 Spark的数据挖掘算法库phx:提供基于 Spark的图处理算法库文档版本01(2017-07-30)华为专有和保密信息版权所有c华为技术有限公司华为 Fusionlnsight hd27技术白皮书2重点组件介绍2重点组件介绍21集群管理 Manager22分布式文件系统HDFS2.3统一资源管理和调度框架YARN24分布式批处理引擎 MapReduce2.5分布式数据库 HBase2.6数据仓库组件Hive27分布式内存计算引擎 Spark28全文检索组件Solr2.9批量数据集成 Loader( Scoop)210实时数据采集 Flume2.ll流式事件处理( Storm)212分布式高速缓存 Redis213分布式消息队列 Kafka2.14作业编排与调度 Oozie2.15数据继承入口Hue文档版本01(2017-07-30)华为专有和保密信息版权所有c华为技术有限公司华为 Fusionlnsight hd27技术白皮书2重点组件介绍21集群管理 ManagerManager是 FusionInsight H的运维管理系统,为部署在集群内的服务提供统一的集群管理能力。 Manager支持大规模集群的安裝部署、性能监控、告警、用户管理、权限管理、审计、服务管理、健康检査、日志采集、升级和补丁等功能图2-1 Manager逻辑架构w已妇UP SereIAMCEPPMS匚就动aLdapOM M AgentNode AgentNTP ClerDHTLFusionInsight ManagerFusionInsight Manager由OMS和 NodeAgent组成:●OMS:操作维护系统的管理节点,OMS·般有两个,互为主备。NodeAgen:操作维护系统中的所有被管理节点,每个节点上一个。表2-1业务模块说明模块名称描述Web Service是一个部署在 Tomcat下的web服务,提供 Manager的htts:接口,用于通过浏览器访问 Manager。同时还提供基于 Syslog和SNMP协议的北向接入能力ControllerManager的控制中心,负责汇聚来自集群中所有节点的信息,统一问管理员展示,以及负责接收来自管理员的操作指令,并且依据操作指令所影响的范围,向集群的所有相关节点同步信息nodeAgent存在于每一个集群节点,是 Controller对部署在该节点上组件做切操作的代理。代表本节点上部署的所有组件与 Controller交互,实现整个集群多点到单点的汇聚IAM负责记录审计日志。在 Manager的U上每一个非查询类操作,都有对应的审计日志文档版本01(2017-07-30)华为专有和保密信息版权所有c华为技术有限公司华为 Fusionlnsight hd27技术白皮书2重点组件介绍模块名称描述PMS性能监控模块,搜集每一个OMA上的性能监控数据并提供査询CEP汇聚功能模块。比如将所有OMA上的磁盘已用空间汇总成一个性能指标FMS告警模块,搜集每一个OMA上的告警并提供查询OMMAgent各节点上面性能监控和告警的Agen,负责收集该 Agent Node上的性能监控数据和告警数据CAS统一认证中心,登录 Web service时需要在CAS进行脊录认证,浏览器通过URL自动跳转访问CASAOS权限管理模块,管理用户和用户组的权限OMS Kerberos提供单点登录及 Controller与 Nodc agent间认证的功能OMS Ldap在集群安装前为用广认证提供数据仔储,在集群安装后作为集群中Ldap的备份DatabaseManager的数据库,负责存储配置、监控、告警等信息NTP负责集群内部各节点与OMS节点之向的时钟同步和OMS节点与外部时钟源之间的时钟同步。22分布式文件系统HDFSHDFS是 Hadoop的分布式文件系统,实现大规模数据叮靠的分布式读写。HDFS针对的使用场景是数据读写具有“一次写,多次读”的特征,而数据“写”操作是顺序写,也就是在文件创建时的写入或者在现有文件之后的添加操作。HDHS保证一个文件在个时刻只被一个调用者执行写操作,而可以被多个调用者执行读操作。图2-2分布式文件系统HDFSHDFS ArchitectureMetadata(Name, re)Metadata. opsNamenode/home/foo/data. 3Black opsRead DatanodesDatanodesReplicationBlocksRack 1WriteRack 2文档版本01(2017-07-30)华为专有和保密信息版权所有c华为技术有限公司
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