基于LabVIEW和PCI-5124的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2．1 程序設(shè)計(jì)
LabVIEW是一種基于圖形語(yǔ)言編程的可視化軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，與VC、VB等其他可視化編程語(yǔ)言相比，其函數(shù)庫(kù)豐富、調(diào)試方便，而且開(kāi)發(fā)界面簡(jiǎn)單，界面風(fēng)格與傳統(tǒng)儀器相似。LabVIEW是一個(gè)外觀和操作均能模仿實(shí)際儀器的程序開(kāi)發(fā)環(huán)境，類似于C、BASIC等編程語(yǔ)言。但LabVIEW的特點(diǎn)在于使用圖形化編程G語(yǔ)言在流程圖中創(chuàng)建源程序，而非使用基于文本的語(yǔ)言產(chǎn)生源程序代碼。與傳統(tǒng)C、C++等編程語(yǔ)言不同，LabVI-EW采用強(qiáng)大的圖形化語(yǔ)言編程，面向測(cè)試工程師而非專業(yè)程序員，編程方便，人機(jī)交互界面直觀友好，具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)可視化分析和儀器控制能力。
本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)處理等部分組成。其中數(shù)據(jù)采集包括采集設(shè)置和數(shù)據(jù)采集波形顯示；數(shù)據(jù)處理包括信號(hào)時(shí)頻域參量測(cè)量、信噪比測(cè)量以及報(bào)表打印等。系統(tǒng)工作流程如圖2所示。

本系統(tǒng)基本工作過(guò)程是：肩動(dòng)LabVIEW程序后，首先設(shè)置高速數(shù)據(jù)采集卡PCI-5124的通道、采樣模式、采樣頻率、觸發(fā)類型、觸發(fā)電平等，然后啟動(dòng)采集，進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)的數(shù)據(jù)采集并利用流艋技術(shù)將采集到的信息實(shí)時(shí)存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)硬盤(pán)，由于采集到的信息量很大，因此對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行離線處理，以減輕計(jì)算機(jī)CPU負(fù)擔(dān)，提高數(shù)據(jù)處理速度。
2．2 數(shù)據(jù)采集模塊
數(shù)據(jù)采集是從傳感器和其他待測(cè)設(shè)備等模擬和數(shù)字被測(cè)單元中自動(dòng)采集各種參量(物理、化學(xué)、生物量等)信息的過(guò)程。數(shù)據(jù)采集操作的結(jié)果直接影響后續(xù)數(shù)據(jù)處理、分析，數(shù)據(jù)采集功能模塊利用NI-Scope函數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，為了讓數(shù)據(jù)采集設(shè)備在后臺(tái)連續(xù)采集數(shù)據(jù)并送入緩存區(qū)，首先，初次安裝好NI PCI-5124數(shù)據(jù)采集卡和驅(qū)動(dòng)程序以后，計(jì)算機(jī)將自動(dòng)設(shè)置其I／O地址和中斷號(hào)，并分配內(nèi)存資源，打通LabVIEW程序和底層驅(qū)動(dòng)NI-Scope的通道。其次，在程序界面設(shè)置采樣頻率、采集通道、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式并啟動(dòng)程序?qū)崟r(shí)采集。由于需要觸發(fā)某事件后(例如點(diǎn)擊“運(yùn)行采集”按鈕)進(jìn)行采集，本設(shè)計(jì)采用可編程掃描和當(dāng)前軟件觸發(fā)采集模式：采集啟動(dòng)后，下層NI-Scope驅(qū)動(dòng)程序獨(dú)立控制硬件高速數(shù)字化儀PCI-5124進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并將采集結(jié)果利用流盤(pán)存儲(chǔ)方式跳過(guò)采集卡的緩沖區(qū)直接讀取到應(yīng)用軟件的計(jì)算機(jī)硬盤(pán)中，處理數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集波形如圖3所示，該模塊完成連續(xù)數(shù)據(jù)采集，實(shí)時(shí)顯示信號(hào)并刷新。