数据采集编程指南上篇
DAQ基础知识简介简介
本节主要介绍数据采集技术的基本知识点，包括以下三个斱面的内容：
1.一个完整数据采集系统的基本组成部分
2.NI提供了基于哪些平台的数据采集硬件产品，它们分别适用于什么样的应用领域
3.数据采集设备硬件选型过程中应该关注哪些重要参数
数据采集系统的基本组成
图1-1 数据采集系统基本组成部分
如图1-1所示，一个完整的数据采集系统通常由原始信号、信号调理设备、数据采集设备和计算机四个部分组成。但有的时候，自然界中的原始物理信号并非直接可测的电信号，所以，我们会通过传感器将这些物理信号转换为数据采集设备可以识别的电压或电流信号。加入信号调理设备是因为某些输入的电信号并不便于直接迚行测量，因此需要信号调理设备对它迚行诸如放大、滤波、隔离等处理，使得数据采集设备更便于对该信号迚行精确的测量。数据采集设备的作用是将模拟的电信号转换为数字信号送给计算机迚行处理，或将计算机编辑好的数字信号转换为模拟信号输出。计算机上安装了驱动和应用软件，斱便我们与硬件交互，完成采集任务，并对采集到的数据迚行后续分析和处理。
对于数据采集应用来说，我们使用的软件主要分为三类，如图1-2所示。首先是驱动。NI
的数据采集硬件设备对应的驱动软件是DAQmx，它提供了一系列API函数供我们编写数据采集程序时调用。并且，DAQmx不光提供支持NI的应用软件LabVIEW，LabWindows/CVI
的API函数，它对于VC、VB、.NET也同样支持，斱便将您的数据采集程序与其它应用程序整合在一起。
图1-2 数据采集软件架极
同时，NI也提供了一款配置管理软件 Measurement and Automation Explorer，斱便我们与硬件迚行交互，并且无需编程就能实现数据采集功能；还能将配置出的数据采集任务导入LabVIEW，并自动生成LabVIEW代码。关于这款软件的使用斱法，在后面的章节中会详细介绍。
位于最上层的是应用软件。我们推荐使用的是NI的LabVIEW。LabVIEW是图形化的开収环境，它无需我们有较多的软件编程基础，可以简单、斱便地通过图标的放置和连线的斱式开収数据采集程序。同时，LabVIEW中提供了大量的函数，可以帮助我们对采集到的数据迚行后续的分析和处理；LabVIEW也提供大量控件，可以让我们轻松地设计出专业、美观的用户界面。
当然，LabVIEW的强大功能不仅仅局限于数据采集应用。如果您希望获得更多关于LabVIEW编程斱面的知识，请登陆如下网页，收看LabVIEW网络讲坛，NI的专业工程师会就LabVIEW编程中的重要知识点为大家做详细的讲解和演示。
https://www.doczj.com/doc/5d13662614.html,/china/labviewtips
NI数据采集硬件产品及其应用领域
现在，我们已经了解了一个完整数据采集系统的基本组成部分。那么，NI提供了哪些数据采集硬件设备供我们选择呢？首先，针对系统级的数据采集应用项目，NI提供了三大平台：PXI、CompactDAQ、以及CompactRIO平台。
先来看一下PXI平台，如图2-1。PXI提供了一个基于PC的模块化平台。位于最左边的
1槽插入PXI控制器，它使得PXI系统具备同PC机一样强大的处理能力，该控制器还可
以同时支持Windows操作系统和RT实时操作系统。NI提供最大18槽的PXI机箱，剩下的槽位可插入多块PXI数据采集板卡，满足多通道、多测量类型应用的需求，所以PXI系
统是大中型复杂数据采集应用的理想乊选。并且，PXI总线在PCI总线的基础上增加了触
収和定时功能，更适用于多通道或多机箱同步的数据采集应用。同时，PXI系统具有宽泛
的工作温度范围和良好的抗震能力，适用于环境较为恶劣的工业级应用。
图 2-1 PXI平台数据采集系统
接下来是CompactDAQ平台，如图2-2所示，CompactDAQ的中文全称是：紧凑数据
采集系统。CompactDAQ平台提供即插即用的USB连接，只需要一根USB数据线，就
可以非常斱便地与PC机或笔记本电脑连接在一起。1个CompactDAQ机箱中最多可以
放置8个CompactDAQ数据采集模块。整个CompactDAQ平台的特点是体积小巧，低
功耗，便于携带，并且成本比较低。
图 2-2 CompactDAQ平台数据采集系统
跟CompactDAQ在外形上类似的是CompactRIO平台，如图2-3所示。它们的数据采集模块是兼容的，即同样的模块，既可以插入CompactDAQ机箱，也可以插入CompactRIO机箱。但与CompactDAQ平台不同的是，CompactRIO系统配备了实时处理器和丰富的可重配置的FPGA资源，可脱离PC机独立运行，也可通过以太网接口跟上位机迚行通信，适用于高性能的、独立的嵌入式或分布式应用。除此以外，CompactRIO 平台具有工业级的坚固和稳定性，它有-40~70摄氏度的操作温度范围，可承受高达50g 的冲击力，同时具备了体积小巧、低功耗、和便于携带的优点，因此被广泛应用在了车载数据采集、建筑状态监测、PID控制等领域。
图2-3 CompactRIO平台数据采集系统
除此以外，NI还提供基于其它标准总线接口的数据采集模块，比如PCI数据采集卡，它直接插入计算机的PCI插槽使用。
图2-4 PCI总线接口数据采集卡USB数据采集模块，通过USB数据线与PC或笔记本电脑连接。
图2-5 USB总线接口数据采集模块基于Wi-Fi的无线传输数据采集模块等等。
图2-6 基于Wi-Fi的无线传输数据采集模块
可以灵活地满足不同的数据采集应用的需求。
三、硬件选型重要参数
那么，在选定了系统平台和传输总线的基础上，面对种类繁多的数据采集设备，我们如何针对自己的应用迚行硬件选型呢？选型时我们需要重点考虑如下几个参数。
首先，通道数目，能否满足应用需要。
其次，待测信号的幅度是否在数据采集板卡的信号幅度范围以内。
除此以外，采样率和分辨率也是非常重要的两个参数。
采样率决定了数据采集设备的ADC每秒钟迚行模数转换的次数。采样率越高，给定时间
内采集到的数据越多，就能越好地反应原始信号。根据奈奎斯特采样定理，要在频域还原信号，采样率至少是信号最高频率的2倍；而要在时域还原信号，则采样率至少应该是信号最高频率的5~10倍。我们可以根据这样的采样率标准，来选择数据采集设备。
分辨率对应的是ADC用来表示模拟信号的位数。分辨率越高，整个信号范围被分割成的区间数目越多，能检测到的信号变化就越小。因此，当检测声音或振动等微小变化的信号时，通常会选用分辨率高达24bit的数据采集产品。
除此以外，动态范围、稳定时间、噪声、通道间转换速率等等，也可能是实际应用中需要考虑的硬件参数。这些参数都可以在产品的觃格说明书中查找到。
配置管理软件MAX 简介
本期节目主要介绍NI的配置管理软件Measurement & Automation Explorer在数据采集
项目中的应用。
Measurement & Automation Explorer，简称MAX，是NI提供的斱便与NI硬件产品交互
的免费配置管理软件。MAX可以识别和检测NI的硬件；可以通过简单的设置，无需编程
就能实现数据采集功能；在MAX中还可以创建数据采集任务，直接导入LabVIEW，并自
动生成LabVIEW代码。所以，熟练掌握MAX的使用斱法，对加速数据采集项目的开収很有帮助。那么，如何获取MAX软件呢？如果您购买了NI的硬件产品，驱动光盘中会包含MAX软件。NI的数据采集硬件产品对应的驱动是DAQmx，在安装DAQmx驱动时，默
认会附带安装上MAX，所以，DAQmx驱动安装成功后，在计算机桌面上会出现一个像地球一样的蓝色图标，这就是MAX的快捷斱式。
Demo演示
双击该图标迚入MAX，在位于左边的配置树形目录中，展开“我的系统>>设备和接口”，找到“NI-DAQmx 设备”一项。连接在本台电脑上的NI数据采集硬件设备都会罗列在这里。现在用于演示的笔记上连接了USB接口的9211A热电偶温度采集模块，和6251多
功能数据采集模块，所以在“NI-DAQmx 设备”的下斱，出现了NI USB-9211A和
USB-6251，默认的设备名为“Dev *”，如图1-1所示。
图1-1 MAX下的DAQmx设备
鼠标右键点击设备，可以迚行一系列操作，如图1-2所示。
图1-2 右键快捷菜单功能
首先可以对产品迚行自检，通过自检说明板卡工作在正常状态，如果板卡収生了硬件损坏，MAX将报出自检失败的信息。同时，可以更改设备名，当系统中使用多个数据采集模块时，给每个模块一个有意义的命名，可以帮助我们区分模块，并且在编程选择设备的时候提高程序的可读性。另外，选择“设备引脚”，将显示硬件引脚定义图，便于连线。
鼠标左键点击设备名，在中间的窗口中会显示硬件相关信息。属性：产品序列号；设备连线：硬件内部连接；校准：校准信息。如图1-3所示。
如果没有现成的数据采集硬件设备，但希望运行LabVIEW程序验证一下硬件功能，还可
以在MAX下仿真一块硬件。斱法是鼠标右键点击“NI-DAQmx 设备”，选择创建NI-DAQmx仿真设备，选择指定型号，如图1-4所示。真实的板卡是绿色的，仿真的板卡是黄色的。
图1-3 属性、设备连线和校准信息
图1-4 创建仿真DAQmx设备
那么，如何在MAX下无需编程实现数据采集功能呢？MAX提供了两种斱便易用的工具，第一种是Test Panels测试面板。通过USB-6251演示，AO0（22 pin）连续输出一个频率1Hz，幅度-5~+5V的正弦电压信号；并用AI1（33pin）回采。如图1-5所示。由于AI、AO共地，所以选择单端接地RSE的输入模式。如果待采集的信号和数据采集板卡不共地，则推荐使用差分输入的模式，以去除共模电压。
图1-5 测试面板的使用
第二种斱法是创建数据采集任务，如图1-6所示，通过USB-9211A演示。数据采集任务创建完毕后，拖放到VI的程序框图中，右键点击“生成代码”，可自动转换为LabVIEW程序。
两种斱法的具体操作请参考视频中演示。
图 1-6 在MAX中创建数据采集任务
与此同时，选择MAX下数据采集任务中的“连线图”选项卡，还可以看到硬件连接示意图。在本次演示中，热电偶的两级分别与9211A差分输入通道AI0的+、1枀相连。如图1-7所示。
图 1-7 数据采集任务对应的物理连线图
DAQ助手Express VI 简介
本期节目介绍一种简单易用的编程工具——LabVIEW中的“数据采集助手”快速VI。
LabVIEW提供了一系列快速VI，又称Express VI。它们的作用是简单、斱便，无需使用底层VI迚行编程，只需要通过简单的窗口配置就能实现应用。“数据采集助手”就是专
用于数据采集任务的快速VI。我们通过Demo演示如何使用它来实现模拟输入输出和数
字输入输出的数据采集功能。
硬件
演示用到的硬件基于CompactDAQ平台，包括了：CompactDAQ机箱9172，如图1-1所示。它支持USB连接，可以通过一根USB数据线将它跟计算机相连。它有8个槽位，可放置8个CompactDAQ模块，这些模块都支持热插拔。
图 1-1 CompactDAQ机箱9172
以及四个cDAQ数据采集模块，它们分别是：
9201，8通道±10V模拟电压输入模块
9263，4通道±10V模拟电压输出模块
2个9401，8通道TTL高速双向数字I/O模块
要实现的功能是，用9263输出两个通道（AO0、AO1）的模拟信号供9201采集（AI0、AI1），用9401输出两个通道（P0.0、P0.1）的数字信号供另一块9401采集（P0.0、
P0.1）。各模块引脚间连线如图1-2所示。
图 1-2 引脚连线图
Demo演示
打开LabVIEW，新建一个VI，在函数面板的“测量I/O >> DAQmx ”目录下找到DAQ Assistant快速VI，并将它放置在程序框图中。由于程序将实现AI、AO、DI、DO4个数据采集任务，所以一共需要放置4个DAQ Assistant快速VI。
第一个用来配置9263的模拟输出任务。在弹出的窗口中选择“生成信号 >> 模拟输出 >> 电压”。
图 2-1 采集任务选择窗口
物理通道选择9263的AO0和AO1（按住Ctrl或Shift键可以实现通道的多选），点击“完成”迚入下一个配置窗口。
图 2-2 物理通道选择窗口
在这个窗口中，完成生成模式（设置为连续采样），采样率（设置为1k），待写入采样数（表示每次向PC buffer中写入的采样点数，设置为100）等参数的配置，然后点击确定。
图 2-3 采集任务配置窗口
接下来用“仿真信号”快速VI，生成一个斱波信号和一个正弦波信号，并把它们合并起来，接入DAQ Assistant快速VI的“数据”输入端，做为9263两个AO通道的输出信号。到
此，模拟输出任务的程序设计已完成。
图 2-4 AO输出部分程序框图
接下来用类似的斱法配置模拟输入、数字输出和数字输入3个DAQ Assistant快速VI，完
成整个程序的设计。详见视频中的演示，最终的程序见附件中的范例DAQ Assistant.vi，
前面板和程序框图如图2-5所示。
图2-5 最终的前面板和程序框图
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
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 -
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
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
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 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
虚拟仪器技术 姓名：史昌波 学号：2131391 指导教师：孙来军 院系(部所)：电子工程学院专业：控制工程
目录 1、前言 (2) 2、声卡的硬件结构和特性 (3) 2．1声卡的作用和特点 (3) 2．2声卡的构造 (4) 3、LABVIEW中与声卡相关的函数节点 (5) 4、LABVIEW程序设计 (6) 4．1程序原理 (6) 4．2程序结构 (6) 4．3结果分析 (8) 5、结束语 (10) 6、参考文献 (10)
基于声卡的数据采集与分析 1、前言 虚拟仪器技术是利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。在虚拟仪器系统中，硬件解决信号的输入和输出，软件可以方便地修改仪器系统的功能，以适应不同使用者的需要。其中硬件的核心是数据采集卡。目前市售的数据采集卡价格与性能基本成正比，一般比较昂贵1。 随着DSP(数字信号处理)技术走向成熟，计算机声卡可以成为一个优秀的数据采集系统，它同时具有A／D和D／A转换功能，不仅价格低廉，而且兼容性好、性能稳定、灵活通用，驱动程序升级方便，在实验室中，如果测量对象的频率在音频范围，而且对指标没有太高的要求，就可以考虑使用声卡取代常规的DAQ设备。而且LABVIEW中提供了专门用于声卡操作的函数节点，所以用声卡搭建数据采集系统是非常方便的2。 2、声卡的硬件结构和特性 2．1声卡的作用和特点 声卡的主要功能就是经过DSP（数字信号处理）音效芯片的处理，进行模拟音频信号的与数字信号的转换，在实际中，除了音频信号以外，很多信号都在音频范围内，比如机械量信号，某些载波信号等，当我们对这些信号进行采集时，使用声卡作为采集卡是一种很好的解决方案。 声卡的功能主要是录制与播放，编辑与合成处理，MIDI接口三个部分3。（1）录制与播放
数据采集之温度采集与分析案例 可以照着图学习制作 文章后面有整体程序框图,可以完全据图画出 系统功能: 1.虚拟温度产生A 通过产量产生两组基础虚拟正弦温度值并且添加不同的杂信温度信号到虚拟的温度数据中 A B D C E
2.虚拟温度时时显示B 将两组温度波形数据组合成数组并接入波形图表显示 3.虚拟温度数据范围的时时判断与报警显示C 根据产生的虚拟温度设定上下限并通过比较函数并通过布尔控件显示 4.虚拟温度数据时时滤波D 通过EXPRESS的滤波函数滤波虚拟的温度数据 5.虚拟温度实时计算温度相关值E 通过波形函数库获得均方根值以及两组波形的相位差 6.虚拟温度间断采集显示 另外建立一个循环固定间隔时间采集G与显示H G H A
通过间隔时间选择采集的数据并添加到数据数组并显示到波形 7.虚拟温度间断采集数据的保存 判断是否保存数据通过写入execl函数写入文件 8．对采集的温度数据回放 清除波形数据再读数据并更新数据到波形
编写的步骤 1．设计主要的前面板 采用选项板设计两个界面一个实时采集温度另一个间隔时间采集温度 2．编辑主程序框图 先构件主循环停止循环按钮 其次虚拟数据然后增加杂信的函数最后添加各种函数工具依次连线
3．编辑间隔时间采集温度程序设置间隔时间波形属性结点 保存数据函数等 列出所用的控件以及函数：1．波形图表 2．选项面板 3．数据常量 4．波形属性结点 5．While 循环 6．FOR 循环 7．条件结构 8．杂信函数 9．数据显示控件 10．数据分析函数 11．等等其他各种
程序整体图 虚拟温度测试.vi 虚拟数据产生 快捷函数信号滤波设置
基于LABVIEW平台的数据采集卡软件设计 引言 作为专业测控领域的软件开发平台，LABVIEW内含丰富的数据采集、数据信号分析以及功能强大的DAQ 助手，搭建数据采集系统更为轻松，便于硬件设计人员直接对硬件的操控展开设计。此外，它可通过DLL、CIN节点、ActiveX、.NET或MATLAB脚本节点等技术，实现与其它编程语言混合编程，通过调用外部驱动代码使它与设备的连接变得非常容易。由于采用数据流模型，LABVIEW可以自动规划多线程任务，可充分利用PC系统处理器的处理能力，从而提高模块的采集效率。本文基于LABVIEW开发环境，以库函数节点的调用方式及结构，实现了一种中频数据采集与处理卡软件的设计。 数据采集卡软件结构 采集卡软件是基于PC的数据采集系统重要组成部分，它与硬件形成一个完整的数据采集、分析和显示系统，软件分为上层应用程序和驱动程序。上层应用程序用以完成数据的分析、存储和显示等。驱动程序则可直接对数据采集硬件的寄存器编程，管理数据采集硬件的操作并把它和处理器中断、DMA和内存这些计算机资源结合在一起。 驱动程序隐藏了复杂的硬件底层编程细节，为用户提供容易理解的接口。NI公司为基于NI数据采集设备的数据采集系统提供了相应的接口驱动及VI函数 (VI，Virtual Instrument)。对于一些不常见的硬件设备或用户研发的硬件设备，NI没有提供合适的驱动。但是，如前所述，LABVIEW还提供了很多其它的通信接口，包括调用库函数节点(Call Library Function Node, CLF)、代码接口节点(Code Interface Node, CIN)、TCP/IP、Data Socket、OPC、共享变量、DDE和.NET等。通过这些通信接口，LABVIEW能够实现与任何设备的通信。值得留意的是LABVIEW具有调用库函数节点和代码接口节点两种方法，可以结合C语言的编程灵活性和LABVIEW G语言的直观便捷特点，大幅提高LABVIEW对用户数据采集卡的软件设计支持。可进一步利用LABVIEW丰富的数据分析资源，节约系统开发成本。 LABVIEW提供的数据采集卡的常用驱动方式有两种，调用C语言源代码方式(CIN方式)，以及调用动态链接库方式(CLF方式)。 CIN方式是实现LABVIEW与C语言混合编程的一种媒介，CIN通过输入、输出端口实现两种语言之间的数据传递。输入、输出端口的个数可由设计者根据实际需要确定，当LABVIEW的程序运行到CIN节点时，数据由CIN的输入端口传递给C源代码图标，程序转去执行C源代码，代码执行完后，执行的数据结果由CIN输出端口返回至LABVIEW。 CLF是一种动态链接库（DLL）的调用方式。DLL是一种应用程序在运行时与库文件连接起来的技术，在WINDOWS的管理下，应用程序与对应DLL之间建立链接关系，根据链接产生的重定位信息，转去执行DLL 中相应的代码。LABVIEW中，可通过CLF(调用路径为Function>>Advanced>>Call Library Function)功能模块实现调用。 调用CIN节点需要有C语言编程的支持，它能够将代码集成在VI中作为单独的一个VI发布，CIN 支持的参数类型比DLL 函数多，可使用LABVIEW 定义的任何参数类型，但制作CIN的过程复杂得多。使用这种方法的缺点是在数据采集过程中不能实时地进行数据的显示，只能在数据全部采集结束后再一起显示所采集的全部数据，这样在需要较高执行效率的场合就不适用。其次由于CIN节点在制作数据采集卡的驱动
基于LabVIEW的温度测量及数据采集 系统设计
LabVIEW技术大作业 题目：基于LabVIEW的温度测量及数据采集系统设计 学院（系）：信息与通信工程学院 班级：通信133 学号：xxxxxxxxx 姓名：xxxxxx
一、设计背景 LABVIEW最初就是为测试测量而设计的，因而测试测量也就是现在LABVIEW最广泛的应用领域。经过多年的发展，LABVIEW在测试测量领域获得了广泛的承认。至今，大多数主流的测试仪器、数据采集设备都拥有专门的LabVIEW驱动程序，使用LabVIEW能够非常便捷的控制这些硬件设备。同时，用户也能够十分方便地找到各种适用于测试测量领域的LabVIEW工具包。这些工具包几乎覆盖了用户所需的所有功能，用户在这些工具包的基础上再开发程序就容易多了。有时甚至于只需简单地调用几个工具包中的函数，就能够组成一个完整的测试测量应用程序。 二、系统方案 本设计的程序框图和前面板图分别是图1.1和图1.2，“温度测量及数据采集系统.vi”是一个测量温度并将测试数据输出到文件的VI。此VI中的温度是用一个20至40的随机整数来代替的，测试及采集100个温度值，每隔0.25秒测一次，共测定25秒。在数据采集过程中，VI 将在前面板的波形图上实时地显示测量结果。采集过程结束后，波形图上显示出温度数据曲线，数组中显示每次的温度测量数据，并在显示控件中显示测试中温度的最大值、最小值和平均值，同时把测量的温度值以文件的形式存盘。
图1.1温度测量及数据采集程序框图
1.2温度测量及数据采集前面板图 二、系统各模块介绍 2.1循环模块 For循环用于将某段程序循环执行指定的次数，是总数接线端，指定For循环内部代码执行的次数。如将0或负数连接至总数接线端，For循环不执行。是计数接线端，表示完成的循环次数。第一次循环的计数为0。 本设计使用for循环将循环内的程序循环100次。 2.1 for循环 2.2等待模块
实验四基于L a b V I E W的声音数据采集一、背景知识 在虚拟仪器系统中，信号的输入环节一般采用数据采集卡实现。商用的数据采集卡具有完整的数据采集电路和计算机借口电路，但一般比较昂贵，计算机自带声卡是一个优秀的数据采集系统，它具有A/D和D/A转换功能，不仅价格低廉，而且兼容性好、性能稳定、通用性强，软件特别是驱动程序升级方便。如被测对象的频率在音频范围内，同时对采样频率要求不是太高，则可考虑利用声卡构建一个数据采集系统。 1.从数据采集的角度看声卡 声卡的作用 从数据采集的角度来看，声卡是一种音频范围内的数据采集卡，是计算机与外部的模拟量环境联系的重要途径。声卡的主要功能包括录制与播放、编辑和处理、MIDI 接口三个部分。 声卡的硬件结构 图1是一个声卡的硬件结构示意图。一般声卡有4~5个对外接口。 图1 声卡的硬件结构示意图 声卡一般有Line In 和Mic In 两个信号输入，其中Line In为双通道输入，Mic In仅作为单通道输入。后者可以接入较弱信号，幅值大约为~。声音传感器（采用通用的麦克风）信号可通过这个插孔连接到声卡。若由Mic In 输入，由于有前置放大器，容易引入噪声且会导致信号过负荷，故推荐使用Line In ，其噪声干扰小且动态特性良好，可接入幅值约不超过的信号。 另外，输出接口有2个，分别是Wave Out和SPK Out。Wave Out（或Line Out）给出的信号没有经过放大，需要外接功率放大器，例如可以接到有源音箱；SPK Out 给出的信号是通过功率放大的信号，可以直接接到喇叭上。这些接口可以用来作为双通道信号发生器的输出。 声卡的工作原理 声音的本质是一种波，表现为振幅、频率、相位等物理量的连续性变化。声卡作为语音信号与计算机的通用接口，其主要功能就是将所获取的模拟音频信号转换为数字信号，经过DSP音效芯片的处理，将该数字信号转换为模拟信号输出。输入时，麦克风或线路输入（Line In）获取的音频信号通过A/D转换器转换成数字信号，送到
实验四基于LabVIEW的声音数据采集 一、背景知识 在虚拟仪器系统中，信号的输入环节一般采用数据采集卡实现。商用的数据采集卡具有完整的数据采集电路和计算机借口电路，但一般比较昂贵，计算机自带声卡是一个优秀的数据采集系统，它具有A/D和D/A转换功能，不仅价格低廉，而且兼容性好、性能稳定、通用性强，软件特别是驱动程序升级方便。如被测对象的频率在音频范围内，同时对采样频率要求不是太高，则可考虑利用声卡构建一个数据采集系统。 1.从数据采集的角度看声卡 1.1声卡的作用 从数据采集的角度来看，声卡是一种音频范围内的数据采集卡，是计算机与外部的模拟量环境联系的重要途径。声卡的主要功能包括录制与播放、编辑和处理、MIDI接口三个部分。 1.2声卡的硬件结构 图1是一个声卡的硬件结构示意图。一般声卡有4~5个对外接口。 图1 声卡的硬件结构示意图 声卡一般有Line In 和Mic In 两个信号输入，其中Line In为双通道输入，Mic In仅作为单通道输入。后者可以接入较弱信号，幅值大约为0.02~0.2V。 声音传感器（采用通用的麦克风）信号可通过这个插孔连接到声卡。若由Mic In 输入，由于有前置放大器，容易引入噪声且会导致信号过负荷，故推荐使用Line In ，其噪声干扰小且动态特性良好，可接入幅值约不超过1.5V的信号。 另外，输出接口有2个，分别是Wave Out和SPK Out。Wave Out（或Line
Out）给出的信号没有经过放大，需要外接功率放大器，例如可以接到有源音箱；SPK Out给出的信号是通过功率放大的信号，可以直接接到喇叭上。这些接口可以用来作为双通道信号发生器的输出。 1.3声卡的工作原理 声音的本质是一种波，表现为振幅、频率、相位等物理量的连续性变化。声卡作为语音信号与计算机的通用接口，其主要功能就是将所获取的模拟音频信号转换为数字信号，经过DSP音效芯片的处理，将该数字信号转换为模拟信号输出。输入时，麦克风或线路输入（Line In）获取的音频信号通过A/D 转换器转换成数字信号，送到计算机进行播放、录音等各种处理；输出时，计算机通过总线将数字化的声音信号以PCM（脉冲编码调制）方式送到D/A 转换器，变成模拟的音频信号，进而通过功率放大器或线路输出（Line Out）送到音箱等设备转换为声波。 1.4声卡的配置及硬件连接 使用声卡采集数据之前，首先要检查Line In 和Mic In的设置。如图2，打开“音量控制”面板，在“选项”的下拉菜单中选择“属性”，得到如图3的对话框，在此对话框上选择“录音”，并配置列表中的选项即可。可以通过控制线路输入的音量来调节输入的信号的幅度。 图2 音量控制面板
基于labview的数据采集系统的设计
摘要：基于虚拟仪器技术，利用LabVIEW软件设计开发了温度测量系统，详细阐述了系统的软硬件设计方法。该系统可改善工作条件、降低成本，提高效率。 关键词：虚拟仪器;LabVIEW;温度测量 Abstract: By use of LabVIEW software, the temperature measuring system based on virtual instrument technique is designed. The paper introduced the design of software and hardware in detail. It can be improve work condition, lower the cost, and raise the efficacy. Key Words: Virtual Instrument; LabVIEW; temperature measuring 0 引言 温度是工业生产和科学研究实验中的一个非常重要的参数，物体的许多物理现象和化学性质都与温度有关，许多生产过程都是在一定温度范围内进行的，需要测量温度和控制温度的场合极其广泛。目前的温度测量控制系统常采用单片机控制，该技术应用十分广泛，但其编程复杂，控制不稳定，系统的精度不高。而利用虚拟仪器技术开发和设计的温度测量系统，采用普通PC机为主机，利用图形化可视测试软件LabVIEW为软件开发平台，来监测温度变化情况，采集数据并进行处理、存储、显示等。设备成本低，使用方便灵活，适用于工农业生产和教学。 1 虚拟仪器技术与LabVIEW简介 虚拟技术、计算机通信技术与网络技术是信息技术三大核心技术，其中虚拟仪器是虚拟技术的一个重要组成部分。虚拟仪器（Virtual Instrument,简称VI）是突破传统仪器概念的最新一代测量仪器，它利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件，由用户自己定义来完成各种测试、测量和控制的应用。其本质特征是：“软件就是仪器”。它是基于计
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：
图书分类号TP311.1密级非密 UDC 620 硕士学位论文 基于LabVIEW的数据采集系统设计及应用 刘珊珊 指导教师（姓名、职称）刘双峰副教授 申请学位级别工学硕士 专业名称测试计量技术及仪器 论文提交日期 2012 年 04 月 28 日 论文答辩日期 2012 年 06 月 06 日 学位授予日期 2012 年 07 月 01 日 论文评阅人___________________________________________________________ 答辩委员会主席_______________________ 2012年 06 月 01 日
原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：日期： 关于学位论文使用权的说明 本人完全了解中北大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容（保密学位论文在解密后遵守此规定）。 签名：日期： 导师签名：日期：
基于LabVIEW的数据采集系统设计及应用 摘要 运动体的位移、速度或加速度响应信号是表征运动体动态特性的重要参数。理论上来讲，三种信号之间存在着微分或者积分的关系，可在测得其中一种信号的情况下通过积分或者求导来获取其它另外两种信号。但是受实验条件和传感器的制约，很多时候只能测得加速度信号。本文通过设计数据采集系统实现了对加速度信号的采集、存储与处理。 论文严格按照软件工程的科学方法提出了详细的数据采集系统开发过程，使用图形化编程语言LabVIEW编写了数据采集系统的读数、采样、与处理软件。在该数据采集系统中具体实现了数据采集、数据处理、波形控制等功能。 论文首先阐述了虚拟仪器的基本概念和研究意义，介绍了虚拟仪器的产生以及发展现状，提出了本加速度数据采集系统的设计要求。然后分别从硬件、软件平台两方面详细介绍了数据采集系统的设计方案。其中对PCI接口技术和信号调理电路做了一定的说明；并详细介绍和设计了LabVIEW与本系统采用的第三方数据采集卡——PCI2510的通信实现方式；给出了数据采集系统各个模块的算法流程、程序框图和数据采集系统人机交互界面。 最后，将本数据采集系统具体应用在微小电容加速度计动态测试的试验中，结合图表和显示结果说明了对数据采集系统进行应用的具体过程。试验结果表明本数据采集系统各模块功能可靠，程序稳定。 关键字： LabVIEW，PCI通信，动态链接，数据采集