-基于Labview的多通道数据采集系统设计

第一节系统整体结构

系统的整体组成结构是测量目标经过传感器模块后转换成电信号，在由信号调理模块对信号做简单的调理工作，例如，scc-sg04全桥应变调整模块，scc-td02模块，scc-rtd01热电偶热电阻制约模块等，将调理好的信号传送到数据采集模块中进行数据采集，然后在用软件进行特定的处理。在采集的过程中同时将数据保存到指定数据库里。如图4-1多通道数据采集系统硬件结构图所示。

图4-1 多通道数据采集系统硬件结构图

第二节数据采集系统的硬件设计

一、PC机

传统仪器很多情况完成某些任务必须借助复杂的硬件电路，而由于计算机数据具备极强的信号处理能力，可以替代这些复杂的硬件电路，这便是虚拟仪器最大的特点。数据采集系统能够正常运行的前提便是选择一个优良的计算机平台。由于数据采集功能器件通常工作在工业领域中，往往伴随着强烈的振动，噪声，电源线的干扰和电磁干扰等。为了保证记录仪正常的运行，设计系统时选定工业计算机。考虑到计算机平台的可靠运行工业计算机通常采取了抗干扰措施。另一方面的考虑是工业计算机通常具有很多类型的接口，这样有利于功能进一步的扩展。

二、传感器

传感器设备能接受到来自测量目标发来的信号，而且把接受到的讯息，通

过设定的变换比例将其改变成为电信号亦或其它形式，从而能够完成数据信号的处理、存储、显示、记录和控制等任务。传感器是系统进行检测与控制的第一步。

三、信号调理

经过传感器的信号大多是要经过信号调理才可以被数据采集设备所接收，调理设备能够对信号进行放大、隔离、滤波、激励、线性化等处理。由于不同类型的传感器各有不同的功能，除了考虑一些通用功能之外，还要依据不同传感器的性质和要求来实现特殊的信号调理功能。信号调理电路的通用功能由如下几个方面：

（1）放大功能为了提高系统的分辨率以及降低噪声干扰，微弱信号必须要进行放大，从而使放大之后信号电压与模数转换的电压范围一致。信号在经过传感器之后便直接进入信号调理模进行调理，这样就不易受到外部环境的影响，从而使得信噪比进一步的改善。

（2）隔离功能隔离是指为了避免直接的电连接，通过光线、交互电源或变压等方法，使得数据信息在系统之间进行传递。使用隔离的原因：一是为了安全考虑；二是能够保证采集到的数据不会受到其它原因的影响。

（3）滤波滤波是为了保证测量的信号的纯洁性，滤去不需要的信号。大部分的信号调理模块具有一个低通滤波器是用来过滤噪声。通常还需要抗混叠滤波器，滤除信号中感兴趣的最高频率以上的所有频率的信号。

（4）激励功能信号调理模块能够为某些传感器提供激励信号，而且很多信号调理模块都提供有电流源和电压源以便给传感器提供激励。

（5）线性化大部分的传感器是测量信号的线性和非线性响应的结合，为了使传感器误差补偿，对输出信号的线性化是必要的。目前，该数据采集系统可以通过软件解决这个问题。

四、输入信号的类型

要知道信号采集到的数据集，这是因为信号的要求和系统性能的不同的测量是不同的，只有了解被测信号的性质，才可以准确地选择合适的采集系统。

一个任意的信号在时间上是一个物理量的变化。在一般情况下，信号携带的信息是非常广泛的，如：状态，率，水平，形式，频率等。根据信号运载信息的不同，可以将信号分为数字信号或模拟信号。其中数字信号包括脉冲信号和开关信号两种类型。模拟信号包括直流信号、时域信号、频域信号等。

（1）数字信号

第一类数字信号为开关量信号，如图4-2所示。一个开关信号携带信息信

号的瞬时状态。一个开关信号的电压若是处在0到0.8V之间，称其为逻辑低电平，若是2.0V到5.0V之间，称其为逻辑高电平。

图4-2 开关信号

第二类数字信号是脉冲信号，如图4-3所示。脉冲信号是在某一时间，信号状态发生转变。

图4-3 脉冲信号

（2）模拟信号

模拟直流信号（直流）是一个模拟信号在静止或非常缓慢地发生改变，如图4-4所示。

图4-4 模拟直流信号

在一个给定的时间间隔内，直流信号取决于信息幅值。直流信号常见的有速度，温度，应变，压力等。只有在足够的精度条件下，采集系统才能准确的采集模拟直流信号。

时域信号携带的信息包括信号的层次和水平随时间的变化，如图4-5。在

做一个模拟信号或波形的测量时，需要把重点放在波形特征上，如峰值，边坡等。若果要对时域信号进行测量，需要确保在优良的时间序列且时间间隔合适的情况下进行采集。

图4-5 模拟时域信号

模拟频域信号与时域信号类似，但从频域信号中提取的信息是信号的频域内容，而不是波形的形状，也不是随时间变化的特性，如图4-6所示。用于测量一个频域信号的系统必须有必要的分析功能，用于从信号中提取频域信息。为了实现数字信号处理等，可以使用或专用DSP硬件的应用软件，快速有效地分析信号。模拟频域信号种类较多，常见的有传输信号、地球物理信号、声音信号等。

图4-6 模拟频域信号

现实中的信号往往结合在一起，一个信号将推出各种信息，这样的信号可以使用几种不同的方法来定义和衡量，与不同类型的系统测量同一信号，才能从信号中取出需要的多种信息。

五、输入信号的连接方式

电压信号大致可以分为接地和浮式两种类型。这里有一个对两种类型简短的描述。

(1）接地型信号

接地型信号就是把信号的一个连线端与系统地连接起来，系统地一般指大地或建筑物的地。这样信号用的是系统地，便与数据采集卡连成了共地模式。一个墙的接地端引脚是接地型最常见的例子，如信号发生器和电源等。

(2）浮动型信号

一个不与系统地连接的电压信号被称为浮动信号，浮动信号的每一个端口都与系统地相互独立。变压器、热电偶、电池和隔离放大器等是比较常见的浮动信号的类型。

六、高速数据采集模块PXIe-6358

PXIe-63581是NI公司的高速数据采集模块，主要是由一个A/D转换器构成，虽然是多通道采集，实际上是分时工作的，该模块的主要性能有：（1）16路模拟信号输入通道，输入范围为-10V～+10V，采样率为250kS/s；

（2）24路数字I/O，数字触发；

（3）2个模拟输出，16位分辨率；

（4）2个32位定时计数器；

（5）NI-MCal校准支持；

（6）NI-DAQmx测试软件和硬件配置支持；

（7）NIST校准证书和多于70多种的信号调理模块选择。

基于以上原因，本设计选择了PXIe-6358数据采集模块。

第五章多通道数据采集系统软件设计

软件是虚拟仪器的重要组成部分。设计一个虚拟仪器系统，在硬件平台确定之后，可以通过软件的多样设计，实现各种各样的仪器功能。

LabVIEW是一种清晰直观图形化的编程语言，结合前面板与流程图式的编程方法，成为了构建虚拟仪器系统的理想工具。工程人员的流动模式的设计与数据流框图是一致，这样方便了工程人员的编程。使用流程图的方法可以实现系统内部的自我复制，随时改变虚拟仪器的软件来满足自己所需要的功能。使用LabVIEW设计虚拟仪器的方法相比传统的编程方式，可以提高4～10倍的效率。同时，由于其模块化与递归方式，用户可以在很短的时间内构建、设计和更新自己的虚拟仪器系统。

第一节程序模块化设计概述

多通道数据采集系统的开发主要依靠软件程序的研发，在明确了系统设计

目标后，需要采用较为全面的程序开发方法，例如，模块化的设计思想，结构设计方法，多线程等。

一、程序设计的模块化原则

模块化的结构是程序系统设计的基本原则，任何一个相对较大的程序系统，都是由若干个功能相对独立的模块组成。良好的程序系统应体现由上到下的控制方式，各种模块之间的控制方式表现为统帅与从属的关系。

统帅

图5-1 模块化结构

模块化的基本特征，包括信息提取和信息隐藏。摘要模块实际数据和过程。模块化的问题是抽象的最高水平，抽象的术语可以用来描述了面向问题的语言环境。模块化的观念与精益求精的方法，就是把任务的术语与方案的术语结合在一起。

模块独立性可由两个定性的标准进行度量：即块内联系与块间联系，如图5-1所示。块内联系是指一个模块其内部各个部分之间的联系。一个模块的块内联系越大，模块独立性就会提高。块间联系指的是各个模块彼此之间的信息传递，块间联系变小，那么模块之间的独立性也就会变高。好的模块结构，块间联系应尽可能小，块内联系应尽可能大。

二、软件系统的模块化设计原则

为了保证系统的设计具有良好的可靠性，易扩展，易维护，易拆卸，软件系统应该遵循一个标准的设计原则，设计。

（1）自上到下逐步求精

在开始的时候，软件的设计通常不是所有的细节来解决问题，只能考虑全局性的问题，即设计解决问题的抽象算法策略。然后对抽象算法做更精细的工作，进入下一层抽象。在求精过程的当中，抽象概念都将被细节化。

（2）依据逻辑序列划分功能模块

①模块的分解：消除不同模块间重复的部分，提高模块的块内联系，降低块间的联系。

②模块的合并；

③模块的复制。

（3）基于逻辑函数确定模块之间的调用关系

模块之间的调用与被调用关系，取决于模块各自的逻辑功能，因而对模块的渐入进出没有加以限制的必要。

（4）模块的控制范围大于模块的作用范围

模块的作用范围是指模块内判定影响的范围。只要某模块中含有依赖于某种判定操作，则该模块就处于该判定的作用范围之内。

（5）模块接口应简明

保持简洁的接口模块，是模块的设计必须考虑的问题。减少模块间传递的信息量，使所传递的必要信息具有明确的逻辑含义才能保持模块接口的简明。

（6）模块应保持单入口性质

具有一端接口的模块便于人们理解。副作用的减少，错误的发生率也会减少。出口的模块可以有多种，但必须有一个清晰的逻辑意义。

（7）提高可扩展性的模块化结构，需要增加的中间判断水平

图5-2-a，模块A可以调用B，在以后扩充时还需要让A调用C如图5-2-b。这样在扩展时，除增加C外，还需要修改A，这种修改很大情况下是困难的。

图5-2-c ，如果增加一个中间判断层模块F，以一个开关量Flag决定模块A需要调用的模块，这样对A的修改，仅局限于Flag的设置，就大大减少了工作量。

(a)(b)(c)(d)

图5-2 模块结构增加了判断水平

三、本设计的软件系统模块划分

本软件编程系统模块包括有系统管理，数据采集，数据保存，历史数据的查询等功能。图5-3显示多通道数据采集模块的具体结构。

图5-3 多通道数据采集模块

第二节多线程技术

为了完成多通道数据采集系统的设计，软件部分要实现数据采集，数据分析和处理，数据存储和实时显示等功能。在用户眼中，这些任务是同时进行的。事实上，使用Windows操作系统的多线程机制，数据采集与存储可以同时进行，每个模块可以运行的有条不紊。

一、Windows的多线程机制

Windows是一个多任务操作系统，每个运行的程序对应着一个进程，而在一个进程内又可以有几个线程。Windows系统的CPU操作分成许多小的时间片，根据每个进程和线程的优先级分配内部过程，使多个应用程序可以”和“操作。在他们自己的时间执行相同的过程不同的线程，以避免时间冲突的可能性。

二、LabVIEW与多线程

多线程技术能够让多个独立的任务同时并发执行，这样极大地提高了程序的运行效率。LabVIEW软件把线程间的通信和线程管理等复杂的操作封装了起来，因此用户即便是不用学习复杂的多线程编程就可以编写出多线程程序。在LabVIEW软件中，图形化编程方式为开发多线程代码带来了极大的方便，用户在数据流的编程环境中，可以很容易地追踪到并行代码，例如，两个独立的圆形或子VI在两段代表可以同时执行的代码。

多线程的优点：

（1）极大地提高的CPU的利用率

（2）使得系统可靠性更高

（3）提高了在多处理器计算机上的执行速度

三、多线程技术在本设计中的应用

为了实现多通道数据采集系统中需要实现的采集、显示、查询、报警和系统其他操作的并行执行，本设计在程序设计时创建了两个工作线程：一个是数据采样工作线程，数据采集和存储功能的实现，一个是超越的系统线程报警等功能的范围的数据，负责在缓冲区定时磁盘数据。当统工作时，这两个工作线程就会被创建执行。两者不同的是，采样工作线程是循不间断的循环工作，只有退出程序才会停止；然而存储工作线程会在某一特定的时刻运行，比如当堆栈区满亦或程序执行结束的时候。信号采集和数据存储是长时间的运行，这是由工业生产的实际情况确定

多线程技术的采用，使得实时数据采集系统和程序的其他功能，如数据显示，读取和存储在独立的时间上运行，解决了时间的问题，也就解决了他们之间的冲突问题，提高了数据采集系统的稳定性。

在循环内数据传输的范围是线程间的数据传输，能够由全局变量，局部变量，共享变量和队列以及其他方式来完成。线程之间的同步即循环之间的同步，可以由同步技术来实现。通过定时循环的方法将两个周期设置为不同的优先级。

基于Ucos的多通道数据采集系统(DOC)(可编辑修改word版)

课程设计(论文)任务书 信息工程学院物联网专业2014-2 班 一、课程设计(论文)题目基于Ucos 的多通道数据采集系统 二、课程设计(论文)工作自2017 年06 月26 日起至2017 年06 月30 日止。三、 课程设计(论文) 地点:嵌入式系统实验室 四、课程设计(论文)内容要求： 1.本课程设计的目的 （1）使学生掌握嵌入式开发板（实验箱）各功能模块的基本工作原理； （2）培养嵌入式系统的应用能力及嵌入式软件的开发能力； （3）使学生较熟练地应用嵌入式操作系统及其API 开发嵌入式应用软件； （4）培养学生分析、解决问题的能力； （5）提高学生的科技论文写作能力。 2.课程设计的任务及要求 1）基本要求： （1）分析所设计嵌入式软件系统中各功能模块的实现机制； （2）选用合适嵌入式操作系统及其API； （3）编码实现最终的嵌入式软件系统； （4）在实验箱上调试、测试并获得最终结果。 2）创新要求： 在基本要求达到后，可进行创新设计，如改善嵌入式软件实时性能；扩展嵌入式软件功能及改善其图形用户界面。 3）课程设计论文编写要求 （1）要按照书稿的规格打印誊写课程设计论文。 （2）论文包括目录、正文、小结、参考文献、谢辞、附录等（以上可作微调）。 （3）课程设计论文装订按学校的统一要求完成。 4)课程设计评分标准： （1）学习态度：20 分； （2）回答问题及系统演示：30 分 （3）课程设计报告书论文质量：50 分。 成绩评定实行优秀、良好、中等、及格和不及格五个等级。不及格者需重做。 5）参考文献： （1）罗蕾.《嵌入式实时操作系统及应用开发》北京航空航天大学出版社 （2）Jean https://www.wendangku.net/doc/40706674.html,brosse. 《嵌入式实时操作系统uC/OS-II》北京航空航天大学出版社 （3）王田苗.《嵌入式设计与开发实例》.北京航空航天大学出版社 （4）北京博创科技公司. 《嵌入式系统实验指导书》

(整理)基于LabVIEW和DAQmx的温度采集与控制系统1.

基于LabVIEW和DAQmx的温度采集与控制系统 学院：工程学院 专业：电子信息工程 姓名： 学号： 指导教师：

摘要 虚拟仪器的技术基础是计算机技术，核心是计算机软件技术。随着现代测试技术的不断发展，以LABVIEW为软件平台虚拟仪器测量技术正在现代测控领域占据越来越重要的位置。本次设计报告首先给出了虚拟温度测量系统总体方案的设计，然后对数据采集模块和LABVIEW的软件模块进行了设计。基LabVIEW为软件平台，通过热电偶冷端补偿的方法进行温度测量。有效地运用了LabVIEW虚拟仪器技术，将诸多重要步骤都在配备硬件的普通PC电脑上完成，与传统的温度测量仪表相比，该系统具有结构简单、成本低、构建方便、工作可靠等特点．具有较高应用价值，是虚拟仪器技术应用于温度测量领域的一个典型范例。 关键词：温度测量；LabVIEW虚拟仪器；热电偶；冷端补偿

目录 一、设计任务 (4) 二、设计所需设备 (5) 三、设计要求： (5) 四、设计步骤 (6) 五、总体方案的设计................................................................................... 错误！未定义书签。 六、LABVIEW软件模块的设计 (7) 6.1 温度信号处理的设计 (7) 6.1.1 前面板设计 (7) 6.1.2 框图程序设计（这里要根据我们的图描述） (7) 七、系统调试及结果分析 (10) 结论及尚存在的问题..................................................................................... 错误！未定义书签。课程设计感想 (12)

基于LabVIEW的多通道数据采集系统信号处理

目：基于LabVIEW的多通道数据采集系统 2010 年 03 月 20 日 互联网会议PPT资料大全技术大会产品经理大会网络营销大会交互体验大会 毕业设计开题报告 1．结合毕业论文课题情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述： 文献综述 1. 本课题的研究背景及意义 近年来，以计算机为中心、以网络为核心的网络化测控技术与网络化测控得到越来越多的应用，尤其是在航空航天等国防科技领域。网络化的测控系统大体上由两部分组成：测控终端与传输介质，随着个人计算机的高速发展，测控终端的位置原来越多的被个人计算机所占据。其中，软件系统是计算机系统的核心，设置是整个测控系统的灵魂，应用于测控领域的软件系统成为监控软件。传输介质组成的通信网络主要完成数据的通信与采集，这种数据采集系统是整个测控系统的主体，是完成测控任务的主力。因此，这种“监控软件-数据采集系统”构架的测控系统在很多领域得到了广泛的应用，并形成了一套完整的理论。 2. 本课题国内外研究现状 早期的测控系统采用大型仪表集中对各个重要设备的状态进行监控，通过操作盘进行集中式操作；而计算机系统是以计算机为主体，加上检测装置、执行机构与被控对象共同构成的整体。系统中的计算机实现生产过程的检测、监督和控制功能。由于通信协议的不开放，因此这种测控系统是一个自封闭系统，一般只能完成单一的测控功能，一般通过接口，如RS-232或GPIB接口可与本地计算机或其他仪器设备进行简单互联。随着科学技术的发展，在我国国防、通信、航空、气象、环境监测、制造等领域，要求测控和处理的信息量越来越大、速度越来越快。同时测控对象的空间位置日益分散，测控任务日益复杂，测控系统日益庞大，因此提出了测控现场化、远程化、网络化的要求。传统的单机仪器已远远不能适应大数量、高质量的信息采集要求，产生由计算机控制的测控系统，系统内单元通过各种总线互联，进行信息的传输。 网络化的测控技术兴起于国外，是在计算机网络技术、通信技术高速发展，以及对大容量分布的测控的大量需求背景下发展起来，主要分为以下几个阶段：第一阶段： 起始于20世纪70年代通用仪器总线的出现，GPIB实现了计算机与测控系统的首次 结合，使得测量仪器从独立的手工操作单台仪器开始总线计算机控制的多台仪器的测控系统。此阶段是网络化测控系统的雏形与起始阶段。第二阶段：

基于labview温度数据采集文献综述

基于LabVIEW温度数据采集文献综述 摘要：本课题介绍了虚拟仪器概况及其发展背景；通过对虚拟仪器的学习和研究，运用软件工具，实现温度显示系统的模拟。实现系统软件设计思路是：利用LabVIEW中的各种控件，实现温度数据采集显示。利用虚拟仪器的优越性实现了基于操作系统下的交通终端服务系统的展示部分。 关键字：labVIEW，温度，数据采集 引言 美国国家仪器公司推出的LabVIEW不仅是一个图形化编程语言，而且是一个广泛应用于虚拟测控系统的虚拟仪器平台，它与数据采集卡一起构成虚拟测试仪器，其测试系统的构建可以通过图形化的语言描述，组态容易，设计简单，广泛应用于测量与控制[2] 。 LabVIEW是虚拟仪器领域中最具有代表性的图形化编程开发平台[1] ，是目前国际上首推并应用最广的数据采集和控制开发环境之一，主要应用于仪器控制、数据采集、数据分析、数据显示等领域，并适用于多种不同的操作系统平台。与传统程序语言不同，LabVIEW采用强大的图形化语言（G 语言）编程，面向测试工程师而非专业程序员，编程非常方便，人机交互界面直观友好，具有强大的数据可视化分析和仪器控制能力等特点。使用LabVIEW 开发环境，用户可以创建32位的编译程序，从而为常规的数据采集、测试、测量等任务提供了更快的运行速度。LabVIEW是真正的编译器，用户可以创建独立的可执行文件，且该文件能够脱离开发环境而单独运行[4] 。 1.1虚拟仪器的优势 1．经济实惠 2．方便适用 3．提高测试效果 4．开放且灵活 远程虚拟仪器的优势在于不受地域限制，功能可由用户自己定义，且构建容易，所以使用面极为广泛，是科研、开发、测量、检测、计量、测控等领域不可多得的好工具，更值得一提的是它可应用在高危险的区域进行在线的数据采集和检测[5]。使测量人员的工作不但摆脱了地理位置和条件的限制，还可以通过Intcrnet把所采集到的数据自动地转送到另一台计算机进行评估[8]。 1.2 VI及相关知识 使用LabVIEW开发平台编制的程序称为虚拟仪器程序，简称为VI。VI包括三个部分：程序前面板、框图程序和图标/ 连接器。程序前面板用于设置输入数值和观察输出量，用于模拟真实仪表的前面板。在程序前面板上，输入量被称为控制（Controls），输出量被称为显示（Indicators）。控制和显示是以各种图标形

-基于Labview的多通道数据采集系统设计

第一节系统整体结构 系统的整体组成结构是测量目标经过传感器模块后转换成电信号，在由信号调理模块对信号做简单的调理工作，例如，scc-sg04全桥应变调整模块，scc-td02模块，scc-rtd01热电偶热电阻制约模块等，将调理好的信号传送到数据采集模块中进行数据采集，然后在用软件进行特定的处理。在采集的过程中同时将数据保存到指定数据库里。如图4-1多通道数据采集系统硬件结构图所示。 图4-1 多通道数据采集系统硬件结构图 第二节数据采集系统的硬件设计 一、PC机 传统仪器很多情况完成某些任务必须借助复杂的硬件电路，而由于计算机数据具备极强的信号处理能力，可以替代这些复杂的硬件电路，这便是虚拟仪器最大的特点。数据采集系统能够正常运行的前提便是选择一个优良的计算机平台。由于数据采集功能器件通常工作在工业领域中，往往伴随着强烈的振动，噪声，电源线的干扰和电磁干扰等。为了保证记录仪正常的运行，设计系统时选定工业计算机。考虑到计算机平台的可靠运行工业计算机通常采取了抗干扰措施。另一方面的考虑是工业计算机通常具有很多类型的接口，这样有利于功能进一步的扩展。 二、传感器 传感器设备能接受到来自测量目标发来的信号，而且把接受到的讯息，通

过设定的变换比例将其改变成为电信号亦或其它形式，从而能够完成数据信号的处理、存储、显示、记录和控制等任务。传感器是系统进行检测与控制的第一步。 三、信号调理 经过传感器的信号大多是要经过信号调理才可以被数据采集设备所接收，调理设备能够对信号进行放大、隔离、滤波、激励、线性化等处理。由于不同类型的传感器各有不同的功能，除了考虑一些通用功能之外，还要依据不同传感器的性质和要求来实现特殊的信号调理功能。信号调理电路的通用功能由如下几个方面： （1）放大功能为了提高系统的分辨率以及降低噪声干扰，微弱信号必须要进行放大，从而使放大之后信号电压与模数转换的电压范围一致。信号在经过传感器之后便直接进入信号调理模进行调理，这样就不易受到外部环境的影响，从而使得信噪比进一步的改善。 （2）隔离功能隔离是指为了避免直接的电连接，通过光线、交互电源或变压等方法，使得数据信息在系统之间进行传递。使用隔离的原因：一是为了安全考虑；二是能够保证采集到的数据不会受到其它原因的影响。 （3）滤波滤波是为了保证测量的信号的纯洁性，滤去不需要的信号。大部分的信号调理模块具有一个低通滤波器是用来过滤噪声。通常还需要抗混叠滤波器，滤除信号中感兴趣的最高频率以上的所有频率的信号。 （4）激励功能信号调理模块能够为某些传感器提供激励信号，而且很多信号调理模块都提供有电流源和电压源以便给传感器提供激励。 （5）线性化大部分的传感器是测量信号的线性和非线性响应的结合，为了使传感器误差补偿，对输出信号的线性化是必要的。目前，该数据采集系统可以通过软件解决这个问题。 四、输入信号的类型 要知道信号采集到的数据集，这是因为信号的要求和系统性能的不同的测量是不同的，只有了解被测信号的性质，才可以准确地选择合适的采集系统。 一个任意的信号在时间上是一个物理量的变化。在一般情况下，信号携带的信息是非常广泛的，如：状态，率，水平，形式，频率等。根据信号运载信息的不同，可以将信号分为数字信号或模拟信号。其中数字信号包括脉冲信号和开关信号两种类型。模拟信号包括直流信号、时域信号、频域信号等。 （1）数字信号 第一类数字信号为开关量信号，如图4-2所示。一个开关信号携带信息信

基于Labview的数据采集系统设计

武汉工程大学邮电与信息工程学院 毕业设计（论文）说明书 论文题目基于Labview的数据采集系统设计 2013年5月25日

目录 摘要........................................................................................................................................ I I Abstract .................................................................................................................................... III 第一章绪论........................................................................................................................ - 1 - 1.1背景.......................................................................................................................... - 1 - 1.2国内外技术现状...................................................................................................... - 1 - 1.3数据采集技术的介绍............................................................................................. - 2 - 1.4虚拟仪器的介绍...................................................................................................... - 9 - 第二章PCI8602的硬件结构及性能.................................................................................. - 13 - 2.1 功能概述............................................................................................................... - 13 - 2.2元件布局图及简要说明........................................................................................ - 15 - 2.3信号输入输出连接器............................................................................................ - 17 - 2.4 各种信号的连接方法........................................................................................... - 18 - 2.5各种功能的使用方法............................................................................................ - 21 - 2.6 CNT定时/计数功能.............................................................................................. - 22 - 第三章PCI8602的编程函数........................................................................................... - 23 - 3.1 编程纲要............................................................................................................... - 23 - 3.2 PCI设备操作函数接口......................................................................................... - 25 - 第四章数据采集的程序设计............................................................................................ - 33 - 4.1 前面板设计........................................................................................................... - 33 - 4.2 程序后面板设计................................................................................................... - 33 - 4.3 vi层次结构............................................................................................................ - 40 - 第五章采集实验结果及总结.......................................................................................... - 41 - 5.1 实验结果............................................................................................................... - 41 - 5.2 总结与展望........................................................................................................... - 42 - 致谢...................................................................................................................................... - 43 - 参考文献.............................................................................................................................. - 44 -

单片机多通道数据采集系统

单片机多通道数据采集系统

目录 1.功能描述 (3) 2 方案设计 (3) 2.1 系统分析 (3) 2.2 器件选择 (4) 2.2.1 微处理器 (4) 2.2.2 显示器 (4) 2.2.3 按键 (4) 2.2.4 闹铃 (4) 3、硬件电路设计 (5) 3.1 最小系统设计 (5) 3.2 显示电路设计 (6) 3.3 按键电路设计 (7) 3.4 声音报警电路设计 (6) 3.5多通道数据采集电路设计 (8) 4、软件设计 (9) 4.1 操作功能设计 (9) 4.2程序编制思想 (9) 4.3 主程序 (10) 5 程序调试 (17) 6 技术小结 (18) 7多通道数据采集系统的使用说明 (19) 8心得体会 (20) 9参考文献 (21) 附录1：电路原理图 (22) 附录2：程序参考清单 (23)

设计报告 1.功能描述 利用单片机控制A/D转换器实现多通道数据采集系统。具有如下功能： 1.基本功能 （1）采集的数据为0-5V电压信号； （2）通过按键选择任意通道的数据显示或轮流显示； （3）可以设定报警上下限。 2.扩展功能 自行扩展功能，如音乐铃声，通讯功能等。 2 方案设计 2.1 系统分析 根据系统功能要求，可将系统组成结构分成五大部分：单片机控制中心、按键接口、多通道数据采集、数码管显示和报警播放音乐，如下图为系统的组成结构图。其中，单片机控制中心是核心。MCU根据按键输入，可切换不同的模式或设置不同的参数，从而实现多通道数据的采集。报警播放音乐可设置最高或最低温度报警值。 图2.1 系统总体结构图

2.2 器件选择 2.2.1 微处理器 市场上微处理器种类很多。这里，选取微处理器从多方面考：成本低、性能高、能够满足功能要求等等。 这里，选取STC89C52芯片。因为其功能与普通51芯片相同，其价格非常低廉、程序空间大、资源较丰富、在线下载非常方便。同时，使用该芯片，编程上亦可采用所熟悉的KEIL软件，使课程设计非常简单。 2.2.2 显示器 常见的显示器件LED数码管和LCD液晶器件。 LED数码管能够显示数字和部分字符，价格便宜，硬件电路、软件编程均非常简单，而且使用动态扫描技术可节省大量硬件成本。 LCD液晶显示器件，显示字迹清晰、能够显示数字、字符，本实验主要是用于显示所采集的电压与温度的显示。 系统显示主要还是数字，根据这两种显示器件的特性，选取LED数码管器件。由于系统要求显示所采集的通道数据，采用四位数码管显示即可。 2.2.3 按键 按键是用来变换显示模式以及设置传送上位机信息等功能的。这里采用普通按键即可，选用原则：以最少的按键，实现尽可能多的功能。所以这里，设置两个按键：模式键、传送键。 2.2.4 闹铃 选用最常见，亦最常用的声音提示方式——蜂鸣器，用于报警音乐定时播放。

在LabVIEW中利用DLL实现数据采集

在LabVIEW中利用DLL实现数据采集Realization of Data Acquis ition with DLL in LabVIEW 班级学号：0704114-23 姓名：杨鹏

摘要: 随着计算机技术及虚拟仪器技术的迅速发展, 虚拟仪器正逐渐成为测试领域的发展方向。本文介绍了在LabVIEW 环境下驱动普通数据采集卡的重要方法- - 动态链接库机制(DLL), 并结合具体实例介绍了一种利用LabVIEW 提供的Call LibraryFunction (CLF)节点实现对动态链接库(DLL)调用的关键技术及步骤, 实现LabV IEW 与普通数据采集卡的结合, 丰富LabVIEW 对硬件的控制能力。并将数据库技术应用于虚拟测试系统中, 建立了Access 数据库, 实现数据的存储和自动管理,从而拓展了虚拟测试系统的功能。 关键词:动态链接库(DLL); 数据采集; 1 绪论

目前, 电子测试仪器的发展方向正在从简单功能组合向以个人计算机(PC)为核心的通用虚拟测试平台过渡, 从硬件模块向软件包形式过渡。建立在PC 机和数据采集设备上的虚拟仪器系统, 由于其特有的灵活和强大的功能, 也越来越广泛的应用于实验室研究和工业控制中的测试及测量领域。从简单的仪器控制, 数据采集到尖端的测试和工业自动化, 从大学实验室到工厂, 从探索研究到技术集成, 人们都可以发现LabVIEW 应用的成果和开发的产品。LabVIEW采用基于流程图的图形化编程方式, 也被成为G 语言(graphical language)。 G 语言编程和虚拟仪器技术已经成为工业界和学术界关注的热点技术之一。数据采集是LabVIEW 的核心技术之一, 也是LabVIEW 与其他编程语言相比的优势所在。使用LabVIEW 的DAQ 技术,可以编写出强大的DAQ 应用软件。NI 公司生产的系列数据采集卡借助LabVIEW 内部的DAQ 库的驱动,可以在LabVIEW环境下运行。但由于NI 公司的采集卡价格比较昂贵,但是选择第三方的数据采集卡, 就需要解决LabVIEW 与非NI 数据采集卡的兼容和驱动的问题。 2 LabVIEW 调用外部程序代码的途径之一———动态链接库机制 LabVIEW 具有强大的外部接口能力, 可以实现LabVIEW与外部的应用软件, C 语言, Windows API 以及HiQ 等编程语言之间的通信, 在LabVIEW 中可用的外部接口包括:DDE,CIN,DLL,MATLAB Script 以及HiQ Script 等。合理地使用这些接口,充分利用其他软件的功能, 弥补LabVIEW 自身的不足, 可以编 写出功能更加强大的LabVIEW应用软件。 动态链接库(Dynamic Link Libraries,简称DLL)是一个可执行模块, 但不接受任何消息, 所以并不可以直接运行, 只是提供一群函数供Windows 应用程序或其他的动态链接函数库调用。动态链接库只有在别的模块中调用了它的某个函数以后才发生作用。由于动态链接库在应用程序运行期间被连接起来的,故称为动态链接库。动态链接库(DLL)一直是基于Windows 程序设计的一个非常重要的组成部分。DLL 是一种基于Windows的程序模块, 它可以在运行时刻被装入和连接。为了实现LabVIEW对普通数据采集卡的支持, 用户可以使用LabVIEW 提供的调用库函数节点CLF (Call Library Function)和代码接口节点CIN(Code Interface)将编程灵活的C 语言和直观方便的LabVIEW程序结合起来。但是比较调用库函数节点CLF 和代码接口节点CIN 这两种方法, 使用CLF 节点访问动态链接库DLL 更具优势:首先, DLL 是外部模块, 自行开发一个DLL 比使用CIN 节点易于实现且便于维护。其次, CIN

基于LabVIEW的温度采集系统实验报告

南通大学计算机科学与技术学院 《虚拟仪器技术》课程作业 报告书 课题名：基于LabVIEW的温度采集系统 班级：软件工程 姓名： 学号： 2014年6月 18 日

1 设计目标 随着工业的不断发展，对温度测量的要求越来越高，而且测量范围也越来越广。本设计用LabView软件在PC机上编程实现了多点温度采集、动态图形显示、数据存储、报警、数据分析等功能。 2 设计内容 本温度采集系统的设计采用软件代替了数据采集卡，在数据采集过程中，实时地显示数据。当采集的温度值大于设定的高限报警数值时，就会点亮高报警红色灯，同时触发条件结构里的事件发生，使系统发出蜂呜声。当采集过程结束后，在图表上画出数据波形，并算出最大值、最小值，并自动产生数据文件，以供查询。 3 前面板设计

4 程序框图 温度采集总程序框图 实现步骤： 1、从结构工具模板选择条件循环结构“while循环”放入框图程序窗口，调整该条件循环框的大小，把节点放入循环框内。 2、使用随机数产生功能，用于产生随机温度值。添加温度控件，并将实时温度显示出来。

3、在前面板内再放置一个趋势图，标注为“温度历史趋势”，该图表将实时地显示温度值。 4、使用定时子模板中的等待下一个整数倍毫秒函数，再加上时间常数，把它设置为500。

5、该程序使用了条件结构，右边的TRUE Case与图中的FALSE Case同属于一个Case结构。根据输入端上的数值，来决定执行哪一个Case程序。如果产生的随机温度值大于高限数值，将执行True Case程序，反之则执行False Case 程序。 6.该程序框图还使用了写入电子表格文件函数（在文件 I/O子模块）。该模块把一个二维或者一维单精度数组转换成字符串，并把字符串写入一个新文件或者附回在一个已存在的文件后面。在本系统中，它将由温度采集数据和上限值组成的二维数组附加在一个默认路径为d:testdata.xls数据文件后面

多通道数据采集系统

多通道数据采集系统 一、仪器结构 VXY2007虚拟化多道X－Y数据采集系统面板如下图所示。仪器板面上有开关，电源指示灯，Ⅰ、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ道共四道数据采集通道。 当开关打向OFF时，电源指示灯熄灭；当开关打向ON时，电源指示灯变绿色，表明仪器正处于通电状态。四道数据采集通道各分正负两接线柱，分别与热电偶正负极相连。 X－Y数据采集仪面板图 二、工作原理 热电偶可将温度转换成电压信号（温差电势），通过X-Y多通道数据采集系统连续采集记录体系的温度，X-Y多通道数据采集系统与电脑相连，系统采集的数据显示在电脑上，从而得到所需的冷却曲线。通过数条冷却曲线，即可绘出二元相图。 在一定温度范围内，铜－康铜热电偶输出的温差电势与其热端和冷端的温度差成近似线性关系，为此只要绘制出热电偶的工作曲线（电势差－温差曲线），即可通过它的线性关系较方便地查到各mV值所对应的温度。热电偶工作曲线的绘制办法是，固定热电偶冷端的温度0℃（可将其插入冰水混合物中），取三个温度点（沸水、纯锡凝固点、纯秘凝固点）的温度为横坐标，其对应的温差电势为纵坐标，三点连线，作"电势差－温差"曲线图。当然，在仪器的系统误差很小的前提下，也可不做热点偶工作曲线，而是按照仪器读取的电势差值直接去查“铜－康铜热电偶值分度表”，得出对应的温度来。

三、实验步骤 用热分析法中应用VXY2007虚拟化多道X－Y数据采集系统和热电偶测熔融体步冷曲线的实验步骤如下： 1、配制实验样品 用台秤分别配制含Bi30％、57％、70％或80％的Bi-Sn混合物各60克，以及纯Bi、纯Sn各50克，将以上5个样品分别装入样品管中，再各加入少许石墨粉（减缓金属氧化）。 配制冰水混合物，将带玻璃套管的热电偶冷端插入冰水混合物底部，再将热电偶热端插入样品管中，注意使套管底部距样品管底部8～12mm距离。 2、将5种试样装入样品管中，分别放在电炉加热系统中某一个位置，调节电炉加热系统的选择旋钮到对应的档位。 3、打开VXY2007虚拟化多道X－Y数据采集系统软件，设置好X－Y数据采集系统对应的通道，这时采集系统开始工作－记录样品的温度（实际为mV 值）。给电炉通电，对样品进行加热，使金属或合金完全熔化后断电，然后让样品自动缓慢冷却，数据采集系统自动跟踪记录样品的温度随时间的变化。 4、从电脑所记录的图上准确读取各拐点的mV值（精确到±0.05mV）。 5、绘制相图 从热电偶工作曲线上分别查出各样品拐点处温差电势（mV）所对应的温度，以温度纵坐标，合金组成（以Bi含量计）为横坐标，绘制出Sn-Bi二元合金的简化相图。 四、有关注意事项： 金属熔化后，切勿将样品横置，以防金属熔液流出烫伤人体。另外，取热样品管时一定要戴手套，且不能从别人的头上或肩上的空中移过，以防样品管突然破裂而烫伤人体。 在测定当前样品冷却曲线的同时，可将下一个样品放入坩埚电炉里加热熔化，以节省时间，但应注意样品加热时间不可太长，温度不能过高，否则样品容易被氧化。 测定70％或80％Bi样品时，当温度降至约250℃以后，需要转动玻璃套管以轻轻搅动熔液，直至第一拐点出现为止。

基于LabVIEW的多通道数据采集系统

摘要 虚拟仪器是仪器技术、计算机技术、总线技术、软件技术及其他技术相结合的产物，它利用计算机强大的数字处理能力实现仪器的大部分功能，打破了传统仪器的框架，形成了一种新的仪器模式。 本文首先概述了测控技术和虚拟仪器技术在国内外的发展及以后的发展趋势，探讨了虚拟仪器的总线及其标准、框架结构、LabVIEW开发平台，然后介绍了数据采集的相关理论，给出了数据采集系统的硬件结构图。在分析本系统功能需求的基础上，介绍了程序模块化设计、数据库、Web、多线程等技术，最后给出了设计的前面板及程序框图。 本设计采用NI-PCI 6221数据采集卡，利用虚拟仪器及其相关技术实现了多通道数据采集。该系统具有多路数据采集、实时显示、存储管理与报警记录等功能，还使用Web技术实现了采集数据的远程访问。 本设计是虚拟仪器在测控领域的一次成功尝试。实践证明虚拟仪器是一种优秀的解决方案，能够高效的实现各种测控任务。 关键字：虚拟仪器；数据采集；LabVIEW；MySQL；PHP；

Based on LabVIEW Multi-Channel Data Acquisition System Abstract The virtual instrument is a product that unifies the instrument technology, the computer technology, the bus technology, the software technology and other technologies. It uses the computer formidable digital processing capability to achieve the instrument majority of functions, and has broken the traditional instrument frame and formed one kind of new instrument mode. This paper has first outlined the current development and later trend of development of the measurement and control technology and the virtual instrument technology at home and abroad. It discusses the bus, the standard, the frame construction and the LabVIEW’s development platform of the virtual instrument. Then the paper introduces the correlated theories of data acquisition and has given the data acquisition system hardware structure drawing. It analyzes this system function and introduces database, Web and multithreading in the virtual instrument. Finally it has given the front panel and the flow chart of the design. This design has realized the multichannel data acquisition, which uses the NI-PCI 6221 data acquisition card, and use virtual instrument and the correlation technology. This system has the function of the multichannel data acquisition, the data real time display, the memory management, and it uses the Web technology to realize the remote access of gathering data. The design is a success attempt of the virtual instrument in measurement and control domain. The paper proves that the virtual instrument is one kind of outstanding solution, which can realize each kind of duty of measurement and control efficiently. Key words: Virtual Instrument; DAQ; LabVIEW; MySQL; PHP

LabView数据采集

第一节概述 LabVIEW的数据采集（Data Acquisition）程序库包括了许多NI公司数据采集（DAQ）卡的驱动控制程序。通常，一块卡可以完成多种功能 - 模/数转换，数/模转换，数字量输入/输出，以及计数器/定时器操作等。用户在使用之前必须DAQ卡的硬件进行配置。这些控制程序用到了许多低层的DAQ驱动程序。本课程需要一块安装好的DAQ卡以及LabVIEW开发系统。 数据采集系统的组成： DAQ系统的基本任务是物理信号的产生或测量。但是要使计算机系统能够测量物理信号，必须要使用传感器把物理信号转换成电信号（电压或者电流信号）。有时不能把被测信号直接连接到DAQ卡，而必须使用信号调理辅助电路，先将信号进行一定的处理。总之，数据采集是借助软件来控制整个DAQ系统–包括采集原始数据、分析数据、给出结果等。

上图中描述了插入式DAQ卡。另一种方式是外接式DAQ系统。这样，就不需要在计算机内部插槽中插入板卡，这时，计算机与DAQ系统之间的通讯可以采用各种不同的总线，如USB,并行口或者PCMCIA等完成。这种结构适用于远程数据采集和控制系统。 模拟输入： 当采用DAQ卡测量模拟信号时，必须考虑下列因素：输入模式（单端输入或者差分输入）、分辨率、输入范围、采样速率，精度和噪声等。单端输入以一个共同接地点为参考点。这种方式适用于输入信号为高电平（大于一伏），信号源与采集端之间的距离较短（小于15英尺），并且所有输入信号有一个公共接地端。如果不能满足上述条件，则需要

使用差分输入。差分输入方式下，每个输入可以有不同的接地参考点。并且，由于消除了共模噪声的误差，所以差分输入的精度较高。 输入范围是指ADC能够量化处理的最大、最小输入电压值。DAQ卡提供了可选择的输入范围，它与分辨率、增益等配合，以获得最佳的测量精度。 分辨率是模/数转换所使用的数字位数。分辩率越高，输入信号的细分程度就越高，能够识别的信号变化量就越小。下图表示的是一个正弦波信号，以及用三位模/数转换所获得的数字结果。三位模/数转换把输入范围细分为23或者就8份。二进制数从000到111分别代表每一份。显然，此时数字信号不能很好地表示原始信号，因为分辩率不够高，许多变化在模/数转换过程中丢失了。然而，如果把分辩率增加为16位，模/数转换的细分数值就可以从8增加到216即65536，它就可以相当准确地表示原始信号。

基于LabVIEW的数据采集系统的设计与实现

基于LabVIEW的数据采集系统的设计与实现 李延 （陕理工物理系电信专业072班，陕西汉中 723001） 指导教师：卢进军 [摘要]：利用图形化编程工具LabVIEW和EDA工具Proteus设计了一个温度数据采集仿真系统。该系统中上位机与下位机通过虚拟串口进行通信，下位机将采集到的现场数据传送到上位机后，上位机即可显示并判断是否超限报警。设计表明，基于该两种软件建立一个仿真系统可以有效验证项目设计的正确性，从而缩短项目开发时间，降低项目开发成本。 [关键词]：LabVIEW；Proteus；单片机；数据采集；仿真 The Design and Realization of Data Acquisition System Based on LabVIEW Liyan （Grade07,Class02,MajorElectronic Information Science and Technology，PhysicsDept.，Shaanxi University of Technology，Hanzhong 723001 Shaanxi） Tutor:LuJinju n Abstract：Use of LabVIEW graphical programming tools and EDA tools Proteus designed a data acquisition simulation system. The system of upper computer and lower computer through a virtual serial communication, the next crew will be collected on-site data to the host computer, the host computer to display and to determine whether the limit alarm. Design showed that the two software based on a simulation system can verify the correctness of the project design to reduce project development time, reduce project development costs. Key words：LabVIEW; Proteus; MCU; data collection; Simulation

多通道数据采集和分析系统研究文献综述

文献综述 课题名称：多通道数据采集和分析系统研究(下位机)课题类型： 姓名： 学号： 学院： 专业： 年级： 指导教师： 2011年3月12日

多通道数据采集和分析系统研究（下位机） 中文摘要 由于数据采集系统的应用范围越来越宽，所涉及到的测量信号和信号源的类型越来越多，对测量的要求也越来越高，国内现在已有不少数据测量和采集的系统，但很多系统存在功能单一、采集通道少、采集速率低、操作复杂，并且对测试环境要求较高等问题。目前针对多通道数据采集体统的研究主要集中在数据传输的同步性、系统容量及低能耗等特点。人们需要一种应用范围广、性价比高的数据采集系统。 本文主要对目前国内外多通道数据采集系统的研究及发展方向进行分析，并对几种较常用到的多通道数据采集系统的基本情况做了简单的介绍。常用的多通道数据采集系统有运用单片机、DSP、CPLD、FPGA以及基于LabVIEW平台的虚拟仪器。针对目前多通道数据采集体统的研究主要集中在数据传输的同步性、系统容量及低能耗等特点。有些研究虽然在同步性上有所突破，但在系统容量或者能耗方面仍需改进，或者在能耗方面取得一定的成就，但系统的精度或分辨率等均达不到要求。总之，多通道数据采集系统不仅在应用上是多种多样的，它的实现方式也是纷繁复杂的。 关键词：多通道数据采集系统实现方式虚拟仪器

Multi-Channel Data Acquisition and Analysis System (Lower Computer) Abstract As the application of data acquisition system is become more and more wide，it means that there is more measuring signal and more kinds of signal source need to be measured, and the requirement of these measurements is also in-creasingly high. There are quite a few system of data collecting and measuring，but lots of these systems are neither poor in functions，nor lack of acquisition channels, or low in gathering rate, complex to operate， and the most serious problem is that the requirement of test environment is absolutely higher. Nowadays, the research of multichannel data acquisition systems focus on the synchrony of data transmission 、the capacity of system and low consumption of energy. We also need a wide application and high ratio of data acquisition system. This paper focuses on the research of multi-channel data acquisition system and developing direction, and introduced the situation of several frequently used systems briefly. As a matter of fact, all of these systems are using DSP microcontroller, or based on FPGA， CPLD，virtual instrument at LabVIEW platform. Aiming at the research of multi-channel data acquisition systems are focuses on the synchrony of data transmission and the capacity of system and low energy consumption，etc. Some research， while in synchronicity has breakthrough， but on the capacity of system is still need to be improved， or made some achievements on energy saving， but are short in the accuracy and resolution of system. Anyhow， multi-channel data acquisition system is not only varied in application，but also its realization way is complicated. Key words: Multi-channel data acquisition system Realization way Virtual instrument