基于LabVIEW数据采集系统的设计

基于L abV IEW 数据采集系统的设计
沈保山1,姬长英1,郭玉平2,张集乐3
(1.南京农业大学工学院,江苏南京210031;2.山东五征集团研发部,山东日照262300;
3.徐工集团试验研究中心,江苏徐州221004)
The Design of Data Acquisition System Based on LabV IEW
SHEN B ao 2sh an 1,JI Chang 2ying 1,GU O Yu 2ping 2,ZHANG Ji 2le 3
(1.College of Engineering of Nanjing Agricultural University ,Nanjing 210031,China ;2.R &D Department of Shandong Wuzheng Group ,Rizhao 262300,China ;3.Experimental Research Center of Xugong Group ,Xuzhou 221004,China )
摘要:介绍了虚拟仪器开发平台———图形化编程语言LabV IEW ,然后介绍了数据采集系统的组成,在对压力传感器进行标定后,设计了基于数据采集卡PCI1710和LabV IEW 的压力采集程序框图.实验结果表明该数据采集系统能够准确采集到压力波形,并具有操作方便,采集精度比较高等特点.
关键词:LabV IEW ;虚拟仪器;数据采集系统中图分类号:TP271文献标识码:A
文章编号:100122257(2009)0420076202
收稿日期:2008210231
Abstract :The grap hical p rogramming lan 2guage 2LabV IEW is int roduced in t he paper first ,and t hen t he article introduces t he component of t he data acquisition system.After t he calibration of pressure sensor ,t he block diagram of data acqui 2sition system is designed based on PCI1710and LabV IEW.The corresponding experiment shows t hat t he data acquisition system is reliable and easy to operate.It can acquire relatively high p recision too.
K ey w ords :LabV IEW ;virt ual Instrument ;t he data acquisition system
0　引言
虚拟仪器V I (virt ual inst rument )这一概念最
早是由美国国家仪器公司(N I )在20世纪80年代提出来的,它主要由计算机、虚拟仪器软件及仪器硬件3部分组成.用户可以通过修改软件就能改变仪
器功能.虚拟仪器是计算机技术和测量技术相结合的产物,它的出现给测量技术带来了变革,相对于传统仪器的物理面板,虚拟仪器具有一个十分友好的图形方式软面板.虚拟仪器应用软件集成了信息采集、测试控制、数据分析、结果显示输出和用户界面等功能,用软件替代了部分或全部的硬件,因此,可以认为软件就是仪器,它是现代测试仪器系统的核心[1-2].
LabV IEW 是虚拟仪器开发过程中最具代表性
的图形化编程语言(G 语言),它用图标、连线和框图代替传统的程序代码,可以形象地观察数据的传输过程.LabV IEW 是目前国际上应用最广的数据采集和控制开发环境之一[3],它具有十分强大的功能,如数值运算、信号处理、数据分析、数据采集以及图形获取和传输等.LabV IEW 程序是数据流驱动的,主要由3个部分组成,即前面板、框图程序和图标/接线端口.
1　数据采集系统的构成
数据采集系统的硬件主要包括传感器、数据采集卡和PC 机.传感器用于获取信号,信号调理电路主要对信号进行预处理,数据采集卡实现信号的传输.软件包括应用程序和硬件驱动程序2部分,应用程序实现信号的显示、存储等功能,硬件驱动程序用于完成数据采集卡工作模式的设置.1.1　数据采集系统的硬件
压力信号采集系统的设计是基于研华数据采集卡PCI1710及虚拟仪器开发软件LabV IEW.该系统可以用于实验室的研究和开发,信号采集过程如图1所示.
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图1　数据采集原理
1.1.1　压力传感器
在压力采集系统中,采用C YG1801硅压阻式
压力传感器获取压力信号.该传感器产生的电压信号伴随一定的干扰信号,在进行压力信号采集前,需要对传感器输出信号进行滤波处理,实现对压力信号的提取[4].该传感器的输出特性曲线如图2所示
.
图2　压力传感器输出特性曲线
1.1.2　数据采集卡
结合实验室现有的条件,压力信号采集系统选
用研华公司的生产的PCI1710数据采集卡.该采集卡采样速率可达100kS/s ,16路单端或8路差分模拟量输入[5-6].1.2　数据采集系统的软件设计
由于LabV IEW 系统的数据采集函数不支持非N I 的采集卡,因此不能方便地使用N I 的测试与自动化资源管理器MAX 对数据采集卡进行配置及测试,更不能使用其丰富、成熟的数据采集函数进行信号的采集.目前只能使用研华公司自带的高级数据如图3所示
.
图3　多通道数据采集及波形显示框图
2　压力信号采集系统的设计
首先,选取板卡的类型,本采集系统只有
PCI1710板卡,因此不需要调用Select ModulePop.vi 选择相应的模块.利用Device0pen.vi 加载设备
驱动程序到内存,并确定设备的类型,完成对设备的初始化,使设备做好I/0准备工作.若设备驱动成
功,则返回一个非“0"的设备句柄,若失败则返回
“0",利用A IConfig.vi 配置通道模拟输入所需的参数,包括数据采集通道号、每个通道相应的增益等.利用一个While 循环以及A IVoltageIn.vi 将采集到的数据不停地从设备的缓存中读出.采用软件定时,每100ms 采集一次;完成数据采集后,利用De 2viceClo se.vi 关闭打开的的设备,如果程序出错,提
示信息显示在Error Message 指示中.压力信号采
集程序框图如图4所示.
图4　压力信号采集程序框图
根据采集卡读取的电压值,通过压力传感器的输出特性曲线,可以计算出压力值,压力值通过Wave Chart 在前面板显示出来,同时,压力信号可
以通过Write to Spreadsheet File
存储至指定位置.
采集到的压力波形如图5所示.
图5　压力波形
3　结束语
该压力信号采集系统采用研华公司提供的同LabV IEW 挂接的动态链接库,在很大程度上简化
了编程的复杂性,缩短了开发时间.采用Lab
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V IEW 开发的压力信号采集系统能够实现数据采
集、显示和存储等功能,比其它文本语言更加简单、方便.若系统需要增加对其它压力信号的采集,可以
通过重新编程和对采集卡通道扩展实现.通过对C YG1801压力传感器的测量,结果表明,基于Lab 2view 的数据采集系统简单、可靠、使用方便,可以满足不同数据的采集要求.参考文献:
[1]　BISHOP R bVIEW 7实用教程[M ].乔瑞萍,林
　欣,译.北京:电子工业出版社,2005.
[2]　侯国屏,王　珅,叶齐鑫.LabV IEW7.1编程与虚拟仪
器设计[M ].北京:清华大学出版社,2005.
[3]　杨乐平,李海涛,赵　勇,等.LabV IEW 高级程序设计
[M ].北京:清华大学出版社,2003.
[4]　徐科军.传感器与检测技术[M ].北京:电子工业出版
社,2004.
[5]　Advantech Co.Ltd.PCI1710Series User ’s Manual
[Z].2004.
[6]　National Instruments bV1EW User Manual
[Z].Texas USA ,2002.
作者简介:沈保山　(1979-),男,山东薛城人,硕士研究生,
研究方向为机电一体化;姬长英　(1955-),男,山东济宁人,教授,博士研究生导师,研究方向为机电一体化.
数字显示接口及其在雷达显示中的应用
周海清
(华东电子工程研究所,安徽合肥230031)
Digital Visual Interface and It s Application in Raster Display of Radar
ZH OU H ai 2qing
(East China Research Institute of Electronic Engineering ,Hefei 230031,China )
摘要:介绍了数字显示接口(DV I )链路构成及
接收发送电路的基本特性.针对现代雷达光栅显示器要求高分辨显示大量处理后的“二次信息",同时要求实时显示雷达回波等“一次信息"的特点,提出通过DV I 接口将计算机显卡数字化视频信息资源与雷达实时回波信息合成的方案,实现了通用计算机软件硬件平台下雷达信息的高分辨率实时显示.
关键词:数字显示接口;雷达;光栅显示器;实时中图分类号:TP334.1文献标识码:A
文章编号:100122257(2009)0420078203
收稿日期:2008211228
Abstract :The basic feat ure of digital visual in 2terface and it s link configuration ,t ransmitter ,re 2ceiver circuit are int roduced in t his paper.Because of radar raster display want display a great lot of p rocessed information in high resolution and radar echo in real time ,so t he solution of mix digital vid 2eo of comp uter display card and video of radar echo
used DV I be given in t his paper.This solution real 2ize high resolution and real time radar information disply in currency comp uter software and harware platform.
K ey w ords :digital visual interface ;radar ;raster display ;realtime
0　引言
目前大多数计算机与外部显示设备之间都是通过模拟V GA 接口连接的,计算机内部以数字方式生成的图像信息,被显卡中的D/A (数字/模拟)转换器转变为R ,G ,B 三原色信号和行、场同步信号,通过电缆传输到显示设备中.对于模拟显示设备,如CR T 显示器,信号被直接送到相应的处理电路,驱
动控制显像管生成图像.而对于L CD ,DL P 等数字显示设备,显示设备中需配置相应的A/D (模拟/数字)转换器,将模拟信号转变为数字信号.在经过D/A 和A/D 二次转换后,不可避免地会造成一些图像
细节的损失.
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