基于虚拟仪器的数据采集系统

利用研华公司提供的“A d v a n - Ａ缓存区写数据，覆盖以前的数 库连接(ODBC)驱动程序实现。
techDevicedriverV2.2”来驱动板卡， 据，同时置位缓冲区满标志，计算
为了实现系统对数据库的操
只要将安装目录下的“A d s a p i 3 2 . 机读取并处理Ｂ缓存区的数据。如 作，使用SQL 标准查询语言，通过
ｄ. 信号分析模块。是整个系
了图形用户接口的设计，同时为使
一般采用的单缓冲模式只能采 统的核心，目的是通过被测物理量
用者提供了灵活的、内置式数据采 集一定长度的连续数据供计算机分 预测飞行品质是否满足飞行员的要
集分析和显示功能。相对于VC、VB、 析、显示和存储，这种模式易于实 求。采用的数据分析方法有: 时域
一．系统总体设计
端子板、数据线可以很方便地实现
转换和滤波处理，变成标准信号; 数
某型飞机模拟飞行参数数据采
与传感器及上位机的联接和数据传
据采集卡采集信号调理电路的电压
集系统硬件包括传感器、信号调理
输，数据采集卡上的自动通道/ 增
信号，转换成计算机能处理的数字
电路、数据采集卡、工控机、打印
益扫描电路取代软件控制来实现采
双缓冲技术就是在一定长度的
满足超大容量数据的存储和大型分 缓冲区中开辟2 块大小相同的连续 6．数据库技术
布式远程网络测控系统的开发。
内存区域Ａ，Ｂ。采集的数据首先
系统应用的是SQLServer 数据
存入缓冲区Ａ，存满后自动向Ｂ缓 库，由于Lab Windows/CVI 没有数
2.采集卡的驱动
存区写数据，同时置位缓冲区满标 据库引擎，要在Lab Windows/CVI
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PB 等其他开发工具，Lab Windows/ 现，但它不能采集到无限长的连续 分析、频域分析等。
CVI 具有更强的硬件控制和数据分析 数据，同时受到计算机内存限制[5]。
ｅ. 数据库管理模块。实现对
处理能力，特别适用于各种测试、控 由于本数据采集系统要求无限长连 数据库中各类数据进行有效的管
制、故障分析及信息处理软件的开 续数据采集并实时显示，因此单缓 理，同时存放检测数据和结论，根
关键词：虚拟仪器；连续实时数据采集；Lab Windows/CVI
中图分类号：TP274+.1 文献标识码：B
文章编号：1003-0107(2005)10-0008-02
Abstract: Introduced a PC-DAQ based virtual instrument system which is composed of
lib”，“DEVICE.H”，“Driver.h”以及 此循环操作，只要保证在数据写往 ODBC 将其与数据库相连。开放数据
“OS.H”4 个文件添加到工程文件中一 某缓存区之前，该缓存区的数据已 库连接( Ope nDa t aB as eCo nn e-
起编译，就可以在源程序中调用API 被计算机读取( 计算机采用D M A 读 c t i v i t y ) 是微软公司提出的开放式
数据采集卡
采样速率达100kHz。此卡还提供16 路单端模拟量输入或8 路差分模拟
飞机模拟飞行过程中的参数进行实
量输入( 通过跳线选择) ; 1 k B 字的
时监测，实现了多参量的连续实时
工控机
F I F O( 先进先出) 数据缓冲器; 查询方
数据采集，简化了数据采集的过程，
式、DMA 方式和中断方式3 种数据传
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data acquisition card and signal conditioning circuit,which adopts multithread
techniques，double-buffering techniques, database techniques and the idea of modular
函数驱动采集卡。
取该组数据的时间极短) ，就能用 标准数据库互连接口，使用时首先
一定长度的缓冲区实现无限长数据 使开发的数据库成为ODB C 的数据
3．多线程技术
的连续采集处理和实时显示。
源，从控制面板调用ODB C 启动程
为了充分利用系统资源，实现
序，加入要添加的数据源，此后在
实时数据采集，系统软件按照模块 5．模块化程序设计
另有2 个线程在并行，线程之间的 可扩展性。
库的连接[ 6 ] 。
通讯通过管道技术实现。主线程响
系统软件模块结构可分为以下
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·2 0 0 5 第 1 0 期·
ELECTRONICS QUALITY
Products Solution
12
产品解决方案
测试技术卷 Test Technology
流: 如果在电流测量方式下，在仪 的键功能设计，主要分为两个状
驾驶员能否顺利地和精确地完成指 构如图1 所示。
靠性好。PCL818HD 数据采集卡是一
定任务所要求的各种具体操作，它 着重反映出对人——机系统特性的
传感器
种高效、多功能数据采集卡，适用 于IBMPC/XT/AT 及其兼容机。它为
评估[ 1 ] 。因此对飞行品质的分析由为
用户提供12 位A/D，D/A 转换器、16
语言的功能[3]。它将源代码编辑、强 ReadTSQData及CmtWriteTSQData等
ｃ. 数据显示模块。根据不同
有力的仪器库、32 位ANSIC编译、链 函数实现。
的需要实时显示数据的波形、轨迹
接、调试以及标准ANSIC 库集成在一
和各种谱图。
个交互式开发环境中，极大地简化 4．双缓冲技术
发，尤其是大型、复杂的测控软件， 冲模式无法满足需求。为此，设计 据检测内容做出记录表单。
可获得优良的测控性能[ 4 ] 。在L a b 了基于双缓冲技术的数据采集和
ｆ. 文件管理模块。提供数据
Windows/CVI5.5 中，还加入了数据 DMA传输技术。
输出、报表打印以及历史查询。
库和网络开发的软件包，使其能够
电路几乎完全一样，这有利于提高 图三说明程序设计的思想。
电路的统一性和可靠性。手持仪器
打开仪表电源开关，微处理器
的低功耗设计是一个重要的指标， 根据面板上的按键选择进入正常工
设计中尽量选用大规模和低功耗集 作状态或校准状态，之后仪表进行 成电路，微处理器采用内含32KROM 自检和初始化，判断是否有键按
建立的工程文件中加人S Q L . H 和
化的程序设计方法，采用多线程技
数据采集系统软件采用模块 ODBC32.DLL，在文件中首先分配
术。在系统初始化、自检和采集系 化、结构化的设计思想，提高了编 ODBC 环境，再为连接分配内存，最
统参数设置过程中，除主线程外， 程效率，增强了软件的可维护性和 后通过SQLConnect 函数实现与数据
CVI
CLC number:TP274+.1 Document code: B Article ID:1003-0107(2005)10-0008-02
引言
数据进行显示、存储和报表打印， 据采集卡PCL818HD 而使数据采集的
有人驾驶飞机飞行品质决定了 并将试验数据存入数据库。系统结 过程大大简化，而且性能稳定，可
表的‘LOOP’端与‘mA’端接一个 态，正常工作状态和校准状态，无
可变的电流源，校验仪在提供给外 论哪种状态都要考虑软件的可靠
部仪表2 4V 电压的同时测量外部的 性。为了降低功耗，除了硬件采取
电流，这个功能在对两线制变送器 的措施外，在软件上也要采取的措
进行校验时是非常有用的。
施，在软件设计时，采用微处理器
(School of Mechano-Electroni c Engi neering, Xi di an University, Xi’an
710071 Chi na)
摘 要: 介绍了一个采用数据采集卡和信号调理电路组成的PCDAQ 虚拟仪器系统，运用多线
程技术、双缓冲技术、数据库技术以及模块化设计思想，实现了多参量连续实时数据采集。
由于PCL818HD数据采集卡并非 志，计算机采用DMA 高速读取Ａ缓 开发环境下使用数据库，则必须安
ＮＩ公司生产，Lab Windows/CVI 软 存区的数据后，缓冲区满标志自动 装L a b W i n d o w s / C V I 附带的
件本身不带有该卡的驱动程序。我们 复位; 当Ｂ缓存区写满后，自动向 SQLToolkit 工具包，利用开放数据
方便了数据的处理和信息的解译，
图1 系统结构图 输( 采集) 方式; 软件触发、可编程计
传感器接收被测信号，将被测
并使测试系统具有良好的扩展性能。
数器( I nt el 8254) 触发和外部脉冲
信号转换为电量信号; 信号调理电路
触发3 种A/D 触发方式。其自带接线 将传感器输出的电量信号进行整形、
理论与研究
测试 and Research
基于虚拟仪器的数据采集系统
A Data Acquisition System Based on the Virtual
Instrument
何永红，伏金春 （西安电子科技大学机电工程
学院，西安 710071）
He Yong-hong, Fu Jin-chun
design.the continuous real-time data acquisition of multi-parameter is realized.
Key words: Virtual instrument;Continuous real-time data acquisition;Lab Windows/
在执行完当前任务后自动进入睡眠