在IoT的世界請相信You and NI will

全球圖形化系統設計峰會(huì )NI Week 2014于8月4日-7日在美國奧斯丁舉辦，作為國內受邀媒體代表，《電子產(chǎn)品世界》前往現場(chǎng)進(jìn)行采訪(fǎng)報道，筆者現在帶大家全方位了解此次活動(dòng)的細節，感受圖形化系統設計帶來(lái)的測試測量和自動(dòng)化控制等領(lǐng)域技術(shù)革命性挑戰。每年的NI Week 都會(huì )吸引來(lái)自全球150個(gè)國家的近4000名參與者，大會(huì )設有多場(chǎng)主題演講以及眾多技術(shù)講座。

You and NI will之主題

NI聯(lián)合創(chuàng )始人兼CEO Dr T的主題報告是每次NIWeek必不可少的前瞻性環(huán)節，他從宇宙大爆炸引入借以強調時(shí)間在控制和測量中的應用，再到現在最流行的IoT，特別是基于工業(yè)應用和消費電子的兩個(gè)不同卻又有彼此關(guān)聯(lián)的IoT體系，并繼續強調NI所倡導的Big Analog Data以及與此類(lèi)似的如工業(yè)4.0、信息物理系統、智慧地球等內涵相同的不同稱(chēng)謂。在這些技術(shù)的基礎上，Dr T指引了NI未來(lái)重點(diǎn)發(fā)展的方向——IoT.

年逾古稀的Dr T精神矍鑠的做著(zhù)主題演講

區別于往年的NI Week，今年NI市場(chǎng)合作副總裁Ray Almgren在現場(chǎng)發(fā)布了NI公司的全新口號“You and NI will”，這不僅成為今年NI Week的主題，也是NI公司未來(lái)致力于IoT應用的一個(gè)新理念。“You and NI will”強調NI會(huì )在智能交通、工業(yè)自動(dòng)化、無(wú)線(xiàn)技術(shù)、智能電網(wǎng)、新能源多個(gè)熱點(diǎn)的技術(shù)應用領(lǐng)域，與客戶(hù)一起去推動(dòng)技術(shù)的進(jìn)步。

You and NI will之亮點(diǎn)

NI WeeK的另一個(gè)名字是圖形化系統設計峰會(huì )，NI每年都會(huì )借此機會(huì )發(fā)布全新的LabVIEW版本，LabVIEW 2014新增加的特性主要包括：增加自動(dòng)連線(xiàn)和自動(dòng)選擇框等便利操作，提升編程效率；對HTML5的支持以更好的發(fā)揮在瀏覽和網(wǎng)絡(luò )操作上的便利；DataFinderFederation 技術(shù)，讓企業(yè)級用戶(hù)可以進(jìn)行更好的分布式測試管理及系統搭建和遠程獲取各個(gè)測試項目的數據；NI自己開(kāi)發(fā)了基于實(shí)時(shí)Linux系統和FPGA開(kāi)發(fā)的一些全新算法，加速用戶(hù)的開(kāi)發(fā)過(guò)程并提升系統性能還有就是對移動(dòng)端或者說(shuō)是移動(dòng)客戶(hù)端的支持，支持客戶(hù)可以在移動(dòng)平臺上開(kāi)發(fā)并進(jìn)行一定的操作。另一個(gè)和LabVIEW密切相關(guān)的新產(chǎn)品或者說(shuō)新應用是NI與DukeEnergy共同開(kāi)發(fā)的InsightCM狀態(tài)監控系統，可以實(shí)現從硬件監控轉變?yōu)檐浖途W(wǎng)絡(luò )級監控，實(shí)現企業(yè)的遠程網(wǎng)絡(luò )廣域監控應用。Dukeenergy用這套系統實(shí)現了3萬(wàn)多個(gè)傳感器，200多個(gè)節點(diǎn)，60個(gè)不同地域的智能電網(wǎng)監控應用。

今年發(fā)布的重量級新產(chǎn)品還有三個(gè)，分別是高性能矢量信號分析儀PXIe-5668RVSA，基于非常高性能的ADC以及可用戶(hù)編程的FPGA，該儀器實(shí)現了26.5GHz的最高采樣頻率和高達765MHz的實(shí)時(shí)帶寬，完全可以應對微波和未來(lái)5G的測試開(kāi)發(fā)需求。NI還發(fā)布了帶有雙核處理器的4槽CompactDAQ機箱控制器CDAQ-9134，該產(chǎn)品可以長(cháng)時(shí)間運營(yíng)并進(jìn)行數據記錄，特別適合企業(yè)級用戶(hù)對不同地域的整體監控。CompactRIOcontrollercRIO-9033，用ATOM做主處理器，同時(shí)還提出了全新的一個(gè)應用理念，即SystemonModule，用模塊化的FPGA功能單元，可以讓客戶(hù)直接將模塊放在設計中直接驅動(dòng)FPGA，而無(wú)需具備任何FPGA的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗，這更加速了客戶(hù)采用NI模塊化產(chǎn)品應用開(kāi)發(fā)的過(guò)程。此外還發(fā)布了Multisim對FPGA開(kāi)發(fā)和仿真的新功能，以及基于FPGA實(shí)現的更為靈活Trigger的示波器應用。

cRIO-9033應用展示

另一個(gè)發(fā)布的產(chǎn)品是NI之前很少介入的領(lǐng)域，半導體測試，這次NI發(fā)布了全新的半導體測試系統，分別可以對整體的芯片進(jìn)行測試以及可以對晶圓進(jìn)行針對性基臺測試，目前主要瞄準的是RF、模擬和混合信號的半導體產(chǎn)品。借助PXI的系統靈活性?xún)?yōu)勢，該系統可以幫助客戶(hù)節省成本，并開(kāi)發(fā)所需要的靈活可定制的測試平臺設備。針對客戶(hù)的特別需求，NI將半導體測試系統不僅是提供模塊和開(kāi)發(fā)平臺，更是直接做成一套可以測試的完整系統，方便客戶(hù)在此硬件基礎上快速進(jìn)行定制化測試方案的實(shí)現，ADI和IDT兩家公司都已經(jīng)開(kāi)始用NI的平臺進(jìn)行相關(guān)的半導體測試應用。

半導體測試設備

 You and NI will之合作

今年的NIWeek強調的重點(diǎn)是客戶(hù)和NI共同推介新產(chǎn)品和新應用，正是呼應那句“You and NI will”，很多新應用的介紹，都是邀請客戶(hù)的代表，在客戶(hù)開(kāi)發(fā)的方案基礎上去演示NI的新產(chǎn)品和新技術(shù)帶來(lái)哪些全新的優(yōu)勢。從DrT的主題演講，到后面的產(chǎn)品展示，NI也在強調突出一個(gè)新的主題，就是更好的服務(wù)于企業(yè)級用戶(hù)，更好的幫助企業(yè)級用戶(hù)實(shí)現廣泛的和網(wǎng)絡(luò )化的測試和控制系統管理，更好的應對IoT對未來(lái)集中數據處理和分散測試數據采集與控制完美結合的技術(shù)挑戰。值得一提的是，今年邀請到現場(chǎng)展示各種開(kāi)發(fā)方案的全部是美國之外的客戶(hù)，方案以工業(yè)系統、復雜測試系統、無(wú)線(xiàn)設施三大應用為重點(diǎn)，強調了NI在物聯(lián)網(wǎng)應用中的技術(shù)價(jià)值。

工業(yè)應用方面，空中客車(chē)公司的未來(lái)工廠(chǎng)中，借助NI的實(shí)時(shí)LabVIEW和sbRIO-9561模塊，空客開(kāi)發(fā)者實(shí)現了為每個(gè)螺絲安裝一個(gè)識別裝置，工人可以通過(guò)眼鏡進(jìn)行圖像采集以識別安裝的位置和信息，可以自動(dòng)指揮安裝螺絲工具進(jìn)行不同類(lèi)別和力度的安裝，實(shí)現物聯(lián)網(wǎng)級應用，打造未來(lái)工廠(chǎng)。英國的國家電網(wǎng)用LabVIEW和NI的各種硬件搭建了一個(gè)滿(mǎn)足多種需求的智能電網(wǎng)控制監測系統，比如數據接入、靈活性和整個(gè)電網(wǎng)的測量容量等需求。

AirBus公司的未來(lái)工廠(chǎng)主要組成部分

嵌入式系統的復雜度不斷提升，讓測試系統的復雜性隨之提升，這讓NI測試系統的靈活性有了更多的施展空間。Clemson大學(xué)研究的風(fēng)電系統中的各種測試就是一個(gè)復雜測試系統的代表，該系統需要1000多個(gè)Sensor組成一個(gè)系統監控系統，還要涉及到功率放大器、系統控制器等設備的監控與控制，利用NI的產(chǎn)品技術(shù)可以定制化實(shí)現這個(gè)系統。富士公司的斯巴魯混合動(dòng)力汽車(chē)的動(dòng)力監控和仿真系統也是一個(gè)非常復雜的系統，主要的技術(shù)挑戰包括混合動(dòng)力的兩個(gè)系統之間的能源轉換問(wèn)題、仿真環(huán)的速度要求很高和非線(xiàn)性的模型等。富士公司用LabVIEWFPGA和FlexRIO共同配合，實(shí)現了這個(gè)系統的測試需求。獲得今年NI年度應用大獎的是來(lái)自日本Furuno公司的氣象雷達系統，該系統采用NIAWR的設計開(kāi)發(fā)環(huán)境進(jìn)行了復雜信號的模擬與仿真，實(shí)現對氣象數據的搜集和對應預測，未來(lái)該系統還會(huì )增加GPS的結合和云形的預測，這是非常有應用價(jià)值的設計。

無(wú)線(xiàn)設施的測試也是一個(gè)很重要的熱點(diǎn)，NI利用VST和FlexRIO相結合的方案，可以實(shí)現對smallcell和marcocell等系統的多模和多制式的協(xié)同測試。另一個(gè)方面，5G是這一兩年來(lái)商業(yè)探討的重點(diǎn)技術(shù)，不過(guò)5G標準的制定需要面對很多的技術(shù)挑戰，NI借助靈活性更好的信號仿真與生成方案，可以在5G標準的制定過(guò)程中的原型驗證、協(xié)議分析和仿真環(huán)境提供更好的幫助，從這點(diǎn)上如福布斯所言，NI走在了傳統無(wú)線(xiàn)測試領(lǐng)導者安捷倫的前面。

今年NIWeek的方案展示區分為九大主題，分別是LabVIEW、嵌入式系統、CPS（信息物理系統）、自動(dòng)化測試、數據采集系統、RF和無(wú)線(xiàn)、國防與航天、視覺(jué)處理和院校合作，分行業(yè)應用展示NI及合作伙伴在不同領(lǐng)域的最新技術(shù)和解決方案。一個(gè)比較有趣的現象是，很多小朋友也被現場(chǎng)有趣的運動(dòng)娛樂(lè )方案所吸引，熱情的投入讓人感受到很多工程師對科技的興趣恰恰是從童真和娛樂(lè )中激發(fā)出來(lái)的。

You and NI will之院校

在院校市場(chǎng)方面，NI 全球高校市場(chǎng)總監 Dave Wilson主持的Academic Forum演講展示了NI在院校市場(chǎng)合作計劃中的各種最新進(jìn)展，今年共有超過(guò)15個(gè)國家500多位來(lái)自院校的開(kāi)發(fā)者和教育者參加NI Week，在Do Engineering這個(gè)NI一貫強調的工程教學(xué)主題下，今年提出的口號是幫助準備好創(chuàng )新基礎的學(xué)生實(shí)現其夢(mèng)想。NI目前的院校產(chǎn)品主要集中在三大系列，分別是MyDAQ側重測試和數據采集，側重控制和嵌入式應用的MyRIO，以及更為基礎的電路設計學(xué)習平臺Elvis。MyRIO平臺是去年NI Week的重點(diǎn)發(fā)布產(chǎn)品，一年之后該平臺已經(jīng)有65個(gè)國家超過(guò)800所高校采用，Stratom公司基于MyRIO的機器人方案就是展示的一個(gè)合作成果。而Quanser公司基于Elvis的一些全新應用則是今年展示的另一個(gè)亮點(diǎn)，他們帶來(lái)并展示了控制教學(xué)和物理教學(xué)的一些方案。LabVIEW 2014也根據myRIO的教學(xué)需求，進(jìn)行了一些專(zhuān)門(mén)的ToolKit開(kāi)發(fā)，提供一些特有的功能，詳細功能可以參考下面的圖片，另外，Multisim今年也推出了基于iPAD的版本，更方便移動(dòng)和觸控應用的開(kāi)發(fā)。

針對MyRIO的LabVIEW 2014工具包

點(diǎn)評

這是筆者連續第二年參加NI Week，從筆者個(gè)人的視角，比起2013年提出Big Analog Data，今年的內容安排更明確了NI 未來(lái)致力于IoT應用的決心。在產(chǎn)品方面，如果說(shuō)去年的新產(chǎn)品的各種性能大幅提升主要依靠全面應用了高性能的FPGA的話(huà)，今年的幾個(gè)重點(diǎn)新產(chǎn)品則是回歸到儀器的應用本身，從震撼性來(lái)說(shuō)更為驚人。26.5GHz最高采樣頻率和765MHz實(shí)時(shí)帶寬的矢量信號分析儀從指標上已經(jīng)可以和最高端臺式無(wú)線(xiàn)頻譜分析儀和信號分析儀分庭抗禮，半導體測試設備則是讓很多人看到了ATE測試成本大幅降低的可能，這對半導體測試這個(gè)測試技術(shù)的金字塔尖的壟斷性發(fā)起了強有力的挑戰，記住一點(diǎn)，那個(gè)市場(chǎng)的容量可是$8B級別的超大蛋糕。在應用展示方面，涉及的應用領(lǐng)域雖然和去年相似，但每個(gè)領(lǐng)域的應用都變得更為復雜，應用市場(chǎng)前景變得更為廣闊。下面這張圖可以很清楚的代表NI在IoT中的重點(diǎn)技術(shù)核心，在這樣的一個(gè)平臺架構下NI逐步實(shí)現著(zhù)很多工程師的夢(mèng)想。我個(gè)人非常愿意在其中再加上PXI，PXI + LabVIEW，高速串行總線(xiàn)加圖形化系統設計平臺再加上創(chuàng )新的硬件架構，這是整個(gè)NI的技術(shù)根基，也是NI不斷向傳統測試和自動(dòng)化領(lǐng)域發(fā)起挑戰的武器。經(jīng)過(guò)這次NI Week，我們不僅看到NI技術(shù)上的突破，更能感受到整個(gè)測試行業(yè)隨著(zhù)技術(shù)的演進(jìn)在慢慢改變。

我相信，對每個(gè)工程師來(lái)說(shuō)，總有一天你會(huì )感受到在IoT應用中，LabVIEW+PXI+Big Analog Data會(huì )讓你由衷的感受到“You and NI will”這句口號的含義。