基于LabView的远程数据采集与传输系统
基于LabVIEW的远程数据采集系统开发
２ ６矩 ０Ｏ
仪 表 技 术 与 传 感 器
Ｉｓ ｕ ｅ ｔ Ｔ ｃｎｑ ｅ ａ ｄ Ｓ ｎｏ ｎ ｔ ｎ ｎ ｅ ｈ ｉ ｕ ｎ ｅ ｓ ｒ ｎ
２０ ０６ Ｎ ． ｏ６
第６ 期
基 于 Ｌ ｂ Ｉ Ｗ 的远 程 数 据 采集 系统 开发 ａＶＥ
一
６２ Ｄ Ｑ卡 为例 。 发 了基 于 Ｄ ｔ ｏｋｔ 术 的 远 程 数 据 采 集 系统 ， 对 系统 硬 件 和 软 件 的设 计 做 了详 细 阐述 。 实现 过 ２１Ａ 开 ａ Ｓｃｅ 技 ａ 并
程充分说明 Ｉｂ ＩＷ Ｅ ｐ ｓ 在 实现远程数据 采集方面方便 、 ． ＶＥ ７ｘ ｒ ａ ｅ 快捷 、 实用等诸 多优越性 。 关键词 ： 虚拟仪 器 ；ａⅥＥ 远 程数据采集 ； Ｄ Ｉｂ Ｗ； ＲＡ 中图分类号 ：Ｐ９ Ｔ ３ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：０２—１４ （０６ ０ —０２ １０ ８１２０ ）６ ０７—０ ２
ｏｔ ｂｓｄｏ ａ Ｓｃｅ ｔ ｈｏ ｇ ．ｙｅ ｐ ｒ ｅＰ Ｉ ２ １ Ａ ａｄ ｔ ｍ ｔ ｄｔ ａｑｉｔｎｓ ｔ ａ ｅｅ ｐｄａｄｔ ｒｙ ａｅ ｎＤ ｔ ｏｋｔｅ ｎｌ ｙＢ ｍ ￣ ， ｔ Ｃ 一６２ Ｑｃｒ， ｅｒ ｏ ａ ｃ ｓｉ ｓ ｍ ｗｓｄｖｌ ｅ ｅ ｉ ａ ｃ ｏ ｇｈ Ｄ ｈ ｅ ｅ ａ ｕ ｉ ｙｅ ｏ ｏ ｎ ｈ
０ 引 言
大的特 点是 能进 行高 速 的实 时数 据 的发布 和交换 。Ｄ ｔ ｏｋｔ ａ Ｓｃｅ ａ 技术相 当于一种 网络接 口， 并不是 直接 面 向硬 件 ； 它可 以通过 测控参数 的传送实现远程测控 ， 只是 收发双方都 必须拥有对 应 的应用程序 。Ｄ ｔ ｏｋｔ ａ Ｓｃｅ技术 已在实际工程 中得 到应用 。 ａ 并取得
《2024年基于LabVIEW的数据采集及分析系统的开发》范文
《基于LabVIEW的数据采集及分析系统的开发》篇一一、引言随着科技的不断发展，数据采集及分析系统在各个领域的应用越来越广泛。
LabVIEW作为一种强大的软件开发环境，被广泛应用于数据采集、处理和分析等方面。
本文将介绍基于LabVIEW 的数据采集及分析系统的开发过程，包括系统设计、硬件配置、软件实现、数据采集与处理以及系统应用等方面的内容。
二、系统设计1. 需求分析在系统设计阶段，首先需要进行需求分析。
根据实际应用场景，确定系统的功能需求，如数据采集、数据处理、数据存储、数据分析等。
同时，还需要考虑系统的性能需求，如实时性、准确性、稳定性等。
2. 系统架构设计根据需求分析结果，设计系统的整体架构。
系统架构应包括数据采集模块、数据处理模块、数据存储模块、数据分析模块等。
各个模块之间应具有良好的接口，以便于后续的维护和扩展。
三、硬件配置1. 数据采集设备数据采集设备是系统的重要组成部分，需要根据实际需求选择合适的设备。
常见的数据采集设备包括传感器、仪表、PLC等。
这些设备应具有高精度、高稳定性的特点，以保证数据的准确性。
2. 数据传输设备数据传输设备用于将采集的数据传输到上位机进行处理。
常见的数据传输设备包括数据线、串口服务器、网络设备等。
在选择数据传输设备时，需要考虑传输速度、传输距离、抗干扰能力等因素。
四、软件实现1. LabVIEW软件开发环境LabVIEW作为一种强大的软件开发环境，被广泛应用于数据采集及分析系统的开发。
在软件开发过程中，需要熟悉LabVIEW 的基本操作和编程语言，以便于实现系统的各项功能。
2. 数据采集与处理在软件实现阶段，需要编写相应的程序实现数据的采集与处理。
程序应能够实时获取传感器等设备的测量数据，并对数据进行处理和分析。
同时，还需要考虑数据的存储和显示等问题。
五、数据采集与处理1. 数据采集数据采集是系统的重要功能之一。
通过编写相应的程序，实现从传感器等设备中实时获取测量数据的功能。
LabVIEW与远程监控实现远程数据访问与控制
LabVIEW与远程监控实现远程数据访问与控制LabVIEW与远程监控：实现远程数据访问与控制LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是由美国国家仪器公司开发的一套图形化编程环境，广泛应用于实验室、自动化控制和数据采集等领域。
LabVIEW提供了丰富的工具和函数库，使得开发人员能够快速、便捷地创建各种虚拟仪器。
远程监控是指通过网络等远程手段对实验设备、工业过程和环境进行监测、控制与管理。
传统的远程监控通常需要通过专用的硬件设备和复杂的网络搭建，但是借助LabVIEW的强大功能，我们能够实现更加简洁高效的远程数据访问与控制。
一、LabVIEW远程数据访问通过LabVIEW可以实现对远程设备和服务器的数据访问，可以获取实时数据、历史数据等，以及进行数据分析和处理。
1. 远程数据获取LabVIEW可以利用网络通信协议（如TCP/IP、UDP等）与远程设备进行连接，通过读取设备传感器或者其他数据源的数据，实现实时数据的采集。
开发人员可以自定义数据采集频率和采集间隔，将采集到的数据进行缓存和处理。
2. 数据传输与存储通过LabVIEW，采集到的数据可以实时传输至本地或远程的数据库、文件存储系统等。
借助LabVIEW提供的数据库工具和文件操作函数，可以快速实现数据的存储和管理。
同时，LabVIEW还支持各种数据格式的导入和导出，方便数据的交互和共享。
二、LabVIEW远程控制功能除了数据访问，LabVIEW还可以实现对远程设备的远程控制，以实现实时的远程监控和控制。
1. 远程命令执行通过LabVIEW，我们可以向远程设备发送命令，实现对设备的各种操作。
例如，我们可以通过LabVIEW发送控制指令，来改变设备的状态、调整参数设置等。
这种远程控制功能使得无人值守的远程监控和控制成为可能。
2. 虚拟仪器控制借助LabVIEW的虚拟仪器控制功能，我们可以远程操控各种实验设备，实时获取设备状态、监测各种参数，并进行相应的控制操作。
使用LabVIEW进行网络通信和数据传输
使用LabVIEW进行网络通信和数据传输LabVIEW是美国国家仪器公司开发的一种图形化编程环境，广泛应用于测量与自动化领域。
通过LabVIEW的网络通信和数据传输功能，可以实现设备之间的数据交换和通信，为实验设计和自动化控制提供了便利。
一、LabVIEW网络通信基础1. 网络协议LabVIEW支持多种网络通信协议，如TCP/IP（传输控制协议/因特网协议）和UDP（用户数据报协议）。
TCP/IP协议可提供可靠的数据传输，而UDP协议则更适用于实时性要求较高的应用。
2. 网络连接在LabVIEW中，可以使用TCP/IP和UDP函数库来实现网络连接。
通过指定IP地址和端口号，建立起与目标设备的通信链路。
使用TCP/IP连接时，通信的始发点和终点形成一个可靠的连接，而使用UDP连接时，则更加灵活，但不保证数据的完整性和可靠性。
二、LabVIEW网络通信实例以使用TCP/IP协议进行网络通信为例，介绍LabVIEW的应用。
1. 建立服务器端在LabVIEW中，可以使用创建TCP/IP服务器的功能来建立服务器端。
通过指定本机的IP地址和端口号，使其监听客户端的连接请求。
2. 建立客户端同样地，LabVIEW也提供了创建TCP/IP客户端的功能。
通过指定服务器端的IP地址和端口号，建立与服务器端的连接。
3. 数据传输一旦服务器端和客户端建立连接，数据传输就可以开始了。
LabVIEW提供了TCP/IP Write和Read函数，用于向连接的另一端发送和接收数据。
4. 异常处理在网络通信中，经常会遇到连接异常的情况。
LabVIEW提供了相应的异常处理功能，使程序能够及时响应并处理异常事件，保证通信的可靠性和稳定性。
三、LabVIEW数据传输基础除了网络通信，LabVIEW还提供了丰富的数据传输功能，如文件读写、串口通信等。
1. 文件读写使用LabVIEW的文件读写功能，可以方便地操作本地文件。
通过选择文件路径和指定读写模式，可以实现对文件的读取和写入操作，实现数据的存储和读取。
基于LabView远程数据采集与传输系统的设计与实现
．．．— —
图１ 数据采集程序框 图
图 ２数据发送 流程序框图 ４２客户端的设计 ． 客户端主要完成数据接收 ， 并提供接 口用于数据的相关后续处理。 其流程为： 设置客户端链接地址， 连接参数 ； 检测网络连接情况及状 态； 读取数据 ； 标度变换及将数据存储在 Ｅ ｃｌ ｘｅ 中。图 ３ 是接收端数据和标 度转换程序框图。
２ Ｌ ｂ ｅ 介 绍 、 ａ Ｖｉ ｗ
Ｌｂ ｉ ａ Ｖｅ ｗ的程序由前面板 （ ｏｔ ｎ ） ｆ ｎ ａｅ 和流程图 （ｌ ｋ ｉ ｒ ｐ １ ｂ ｃｄ ｇ ｍ） 部 ｏ ａａ 分组成 ， 整个程序是基于多线程 的设计 ， 前面板和流程图各 占 一个线 用 程。前面板是 Ｌ ｂ ｉ ａＶｅ ｗ程序 的图形用户接 口， 此接 口集成了用 户输 入 ， 并显示程序的输出 ， 相当于传统仪器的面板 。 流程图包含虚拟仪器程序 的图形 化源代码 ， 编程控制 和定义在前 面板上的输人和输 出功能。 在虚 拟仪器设计 中， 从控制模板 中选取所需的控制及 显示对象 构建 出仪器 的操作 面板 ；在功能模板 中选取适当的功能模块 并进行必要 的连接与 设置 ， 制作控制流程 图， 完成所设计 仪器 应具有的功能 ， 程序的模块化 与层 次化更为直观。 ３ Ｄ ｔ ｏ ｋ ｔ 、 ａａｓ ｃ ｅ 技术 Ｄ ｔｓｃ ｅ 与 ｗｗＷ 浏 览 器 一 样 通 过 Ｕ Ｌ来 定 义．ａａｏｋｔ ａａ ｏｋｔ Ｒ Ｄ ｔＳｃｅ 数据源和数据 目 的地 ， 这些数据资源可以是 Ｄ Ｔ ，Ｐ ， ｌ ， ｉ 等形 Ｓ Ｐ Ｃ ｇ＇ Ｆ ｅ Ｏ Ｐ ｌ 式。其 中 Ｄ Ｔ ａ Ｓ ｋｔ ｒ ｓ ｒ ｒ ｏ １是 Ｄ ｔ ｏｋｔ Ｓ Ｐｆ ｔ ｏ ｅ Ｔａ ｆ ｏ ｃ ） ａ Ｓ ｅ 专用 于运行 Ｄ ａｃ ｎ ｅ Ｐ ｔ ｏ ａｃ Ｄ ｔ ｏｋｔ ａ Ｓｃ ｅ服务器进行数据读写的协仪 ， Ｄ ｔ ｏｋｔ ａ 在 ａ Ｓ ｅ 传输 中主要 使用 ａｃ Ｄ Ｔ 进行数据源和数据 目的地 的连接。 ＳＰ Ｄ ｔＳｃｅ 由 Ｄ ｔ ｏｋ ａ ｏｋｔ ａ ａａ ｃ ｅ函数 ， ｔ ｏｋｔ ｅｅＭａａｅ，ａ Ｓｃｅ Ｓ Ｄａ Ｓ ｅ Ｓ ｖｒ ｎｇｒ ｔ ｏ ｋｔ ａｃ Ｄａ Ｓｖｒ ｅｅ 组成。其中 Ｄ ｔ ｏｋｔ ｅｅＭａ ａｅ 主要 功能是创建用户组和数 ａ Ｓ ｅ Ｓｖｒ ｎｇ ｒ ａｃ 据项； Ｄ ｔ ｏｋ ｔｅｅ 进行配置； 对 ａ Ｓ ｅ ｖｒ ａｃ Ｓ 设置用户创建数据项和读写数据项 的权 限 ， 增加 网络安 全性； 也可以对多用户读写进行选择 。Ｄ ｔ ｏｋ ｔ ａ Ｓ ｃｅ ａ Ｓ ｖ 主要功能为用户解决 网络通信 问题 ， ｅｅ ｒ 根据 Ｄ ｔ ｏｋｔ ｅｅ ａａｅ ａ Ｓ ｅＳｖｒ ｎｇｒ ａｃ Ｍ 创建的用户组和设定的相应访 问权限同客户程序进行通信 。 Ｄ ｔ ｏｋｔ ａ Ｓ ｃｅ传输 的数据本身包含很小的头文件 。因此， ａ 数据传输 速 度快， 于网络数据动态传输 。 适 本文利用 Ｄ ｔ ｏｋｔ ａ Ｓｃｅ 实现各数据采集点与处 理主机 的连接。 ａ ４ Ｌ ｂ ｉｗ中 Ｄ ｔ ｏ ｋ ｔ 、ａ ｖ ｅ ａａｓ ｃｅ 传输的实现 系统 网络模式一般有两种： ／（ ＣＳ 客户机 ， 服务器式 ） Ｂｓ 浏览器 和 ，（ ／ 服务器） 模式。本文设计上采用 Ｃ 通信模式 ， Ｉ ／ Ｓ Ｖ 程序分成两部分 ： 工 作于客户端模式上的计算机 ， 完成数据接收 ， 并提供接 口用 于数据 的相 关后续处理 ； 于服务器端模式计算机 ， 工作 实现数据采集和发送。 系统的硬件组成 ： 计算机 、 数据采集 卡、 传感器 、 信号调理器等 。论 文中采用数据采集卡是美国国家仪 器公司的 Ｕ Ｂ ６ ０ 采集卡 ，传感 Ｓ 一０９ 器是热 电偶温度传感器和信号调理器是 Ｈ — ＷＢ型温度变送器 。 ＢＳ ４１ ． 服务器端 的设计 服 务器端 主要 是 实现 数据 的采 集和 数据 的传 输 。数 据 采集 是 Ｌｂ ｉ ａ Ｖｅ ｗ的核心技术之一 ， 本文采用的 ＤＡ ｍ Ｐ 来实现数据的采集。 Ｑ ｘＡ Ｉ 系统采用输人方式是单端输 入、 采样频率 ２ Ｈ 。其采集子程序如 图 ｌ Ｋ Ｚ 所示 。 采集 的数据经过全局变量将数据传送 给数据发送端程序 。 其数据
LabVIEW中远程数据采集的实现
现今 ， 虚拟 仪 器 软 件 开 发 平 台 Ｌ ｂ ｌＷ 加 上 多 功能 数 据 采 ａ ＶＥ
用 Ｗｅ ｂ服 务 器 提 供 Ｗｅ ｂ服 务 ，客 户 端 通 过 下 载 的 Ａ ｔｅ ｃｉ Ｘ控 ｖ
集卡， 使得远程数据采集简便易行。一般在 Ｌ ｂ ｌＷ 中有两种 ａ ＶＥ
方 法 实 现 远 程 数 据 采 集 ： Ｄ 和 Ｄ ｔＳ ｃ ｅ 技 术 。 利 用 Ｒ Ａ ａａ ｏ ｋ ｔ Ｌ ｂ ｌＷ 本 身 的通 信 功 能 ， 现 远 程 的 数 据 采 集 也 非 难 事 。本 ａ ＶＥ 实 文 结 合 Ｌ ｂ Ｅ 中各 网 络通 信 功 能节 点 以 及 ＮＩ 司多 功 能 数 ａ ＶＩＷ 公 采卡 尸 ６２ 实现远程数据采集。 ＣＪ ２ １ 一
成 ， Ｗｉ ｏ ｋ Ｄ Ｌ封 起 来 ， 成 Ｔ 将 ｎ ｃ Ｌ ｓ 形 ＣＰ与 Ｕ ＤＰ图 形 化 编 程 节 点与 Ｖ。 Ｉ
（ Ｄａａ ｃ ｅ ２） ｔＳｏ ｋ ｔ
ａ 前面板
Ｄ ｔＳ ｃ ｅ 是 ＮＩ 供 的一 种 编 程 工 具 ，借 助 它 可 以 在 不 ａａ ｏ ｋ ｔ 提 同 的应 用 程 序 和 数 据 源 之 间 传递 数 据 。Ｄ ｔＳ ｃ ｅ 可 以访 问本 ａａ ｏ ｋｔ 地 文件 以及 Ｈ ＿Ｐ和 Ｆ Ｐ服务 器 上 的数 据 。 ａａ ｏ ｋ ｔ １ｒ Ｔ Ｄ ｔＳ ｃ ｅ 为低 层 通 讯 协议 提 供 了 一致 的 ＡＰ ，编 程 者 无 需 为 不 同 的 数 据 格 式 和 Ｉ
使 用 Ｖ ｅｖ ｒ首 先 需 要 对 Ｖｌ ｅｖ ｒ 行 设 置 ， 置 内 ｌＳ ｒｅ ， ｒｅ 进 Ｓ 设 容 有 三 项 ： ｏ ｆ ｕａｉｎ Ｔ ／Ｐ Ａ ｃ ｓ 、ｘ ｏ ｅ ｓ 接 着 Ｃ ｎｉ ｒｔ 、ＣＰ Ｉ ｃ ｅ ｓ Ｅ ｐ Ｓ ｄ Ｖｌ； ｇ ｏ
基于PXI和LabVIEW的远程数据采集系统
务器之间利用基于 Ｔ Ｐ Ｉ Ｃ ／Ｐ的网络相连接 。在客户
收稿 １期：０ ５ ０ — １ ３ ２０ — ８ ３
作者简 介： 杨 霞 （９ ６一）女 。 １７ ， 河北省磁县人 ， 硕士生 ， 主要从
数据采集卡 Ｐ Ｉ ００ Ｘ － ７ Ｅ可以满足工业现场对多 ６
ＹＡＮＧ Ｘｉ ，Ｉ Ｇ ｈ —ｏ。 ＨＥ ｎ —ｉｏ ＺＨＡＮ Ｌ 。 ＨＡＮ Ｙｕ ｈ ａ ａ ＪＡＮ Ｓ ｕ ｂ Ｃ ＮＧ Ｍｉｇ ｘａ ， Ｇ ｉＺ Ｇ —ｕ （ ｏｅ ｅｏ ｕｏ ａｉ 。Ｎ ｎｎ ｎｖｒｔ ｅｈ ｏｏｙ Ｊ ｎ ｓ ａｆ ｇ２ ０ ０ 。 ｈｎ Ｃ ｌｇ ｌ ｆＡ ｔｍ ｔ ｎ ａｊ ｇＵ ｉ ｓｙｏ Ｔｃｎ ｌ 。ｉ ｇｕＮ ｎ ｎ １０ ９ Ｃ ｉ ｏ ｉ ｅｉ ｆ ｇ ａ ｉ ａ）
经 网络传输到远端服务器 ， 实现远程数据采集 ， 为在 服务器上进行数据处理 、 分析及做 出控 ， 对测控设备 的网
络化要求越来越高。尤其在工业控制领域 ， 由于环
境条件等原因， 往往生产现场和控制站是分布式的 ， 这就要求对被测对象进行远程数据采集。虚拟仪器
Ｋｅ ｒ ｓ ｖｒ ａ ｉｓ ｕ ｎ ； ＸＩｂ ｓ ｄ ｔ ｃ ｕｓｔ ｎ； ｔＳ ｃ ｅ ｙ ｗｏ ｄ ：ｉ ｕ ｌ ｎｔ ｍｅ ｔＰ ｕ ； ａａ ａ ｑ ｉｉ ｏ Ｄａａ ｏ ｋ ｔ ｔ ｒ ｉ
０ 引言
在测试测量 、 自动化及工业生产领域 ， 为了提高
机端 ， 传感器把被控对象 的物理信号转 化成 电信号 后， 通过数据采集卡采集数据传送 至客户机主机， 并
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔ ｉ ｐ ｐ ｒｄ ｓ ｒ ｅ ｅ ｉｎ ｐｏ ｏ ａ ｒａｄ ｔ ｃ ｕｓｔ ｎ ａ ｄ ｒｍｏｅ ｔ ｎｍｉｓ ｎ ｓｓ ｓｒ ｃ ： ｈ ｓ ａ ｅ ｅｃｉ ｓａｄ ｓ ｒｐ ｓｌ ｏ ａａａ ｑ ｉ ｉ ｎ ｅ ｔ ｒ ｓ ｓｉ ｙ — ｂ ｇ ｆ ｉｏ ａ ｏ ｔｍ ｎ ｌｄｎ ｈ ｍｐｅ ｎｉｇｏ ｓｈ ｒ ｗａｅ ａ ｄ ｓ ｆ ｒ ａ ｅ ｎ ｔｅＰ ｕ ． ｈ ｙｔｍ ｌｏｐ ｒ ｅ ｉｃｕ ｉｇｔｅ ｉ ｌｍｅ ｔ ｆｉ ａｄ ｒ ｎ ｏｔ ｅｂ ｓｄ ｏ ｈ ＸＩｂ ｓ Ｔ ｅ ｓｓｅ ａｓ ｅ ｎ ｔ ｗａ
基于LABVIEW平台实现远程模块采集示例
基于LABVIEW平台实现远程模块采集示例目录一．引言 (2)二．硬件线路介绍 (2)2.1硬件介绍 (2)2.2硬件接线原理图 (2)三．模块软件配置 (3)3.1软件介绍 (3)3.2模块配置过程 (3)四．LABVIEW开发编程 (6)4.1程序设计任务说明 (6)4.2具体程序设计 (6)4.3运行程序 (10)一．引言近年来，远程I/O模块在工业现场上的应用很广泛，远程模块以通信方式和计算机交换信息，完成A/D转换，D/A转换，I/O控制，计数测频等操作。
研华ADAM-4000/4100系列远程I/O模块，通讯接口统一采用RS-485总线，所有模块均支持面向字符的研华协议（ASCII），部分模块支工业标准的MODBUS RTU协议，用户可以根据自己的需要来选择采用何种协议。
本文主要是以研华ADAM-4018+温度采集模块，采用研华协议，利用LABVIEW 2010平台的VISA串口控件实现对现场温度的采集示例。
二．硬件线路介绍2.1硬件介绍供电电源：10~30V直流电源上位机：含RS-232串口硬件模块：ADAM-4520串口转换模块，ADAM-4018+热电偶输入模块传感器：K型热电偶2.2硬件接线原理图上位机和ADAM-4520模块用串口直连线连接，ADAM-4520和ADAM-4018+均采用10~30V的直流电供电，两模块的RS-485通讯端口DATA+,DATA-直连，在ADAM-4018+模块的0通道接入K型热电偶，连接好的硬件接线原理图如图一：图一三．模块软件配置3.1软件介绍配置软件：AdamApax .NET Utility V2.05.03配置软件下载地址（研华技术支持官网）：/support/DownloadSRDetail_New.aspx?SR_ID=1-2A KUDB&Doc_Source=Download3.2模块配置过程打开配置软件，在相应的COM1 口下面搜索ADAM-4018+模块，如图二所示，在提示扫描模块范围栏中输入0~255之间的的一个值（默认从地址0开始扫描，如不确定模块地址，建议从地址0开始搜索），点击开始搜索。
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目录
摘要 (1)
关键词 (1)
一、前言 (1)
二、关于LabVIEW (1)
三、TCP /IP 技术及TCP 传输的实现 (2)
四、系统硬件构成 (3)
五、系统软件设计 (4)
六、结论 (5)
参考文献 (5)
基于LabView的远程数据采集与传输系统
(通信与信息系统，徐洁 2010020438)
摘要：针阐述了开放式虚拟仪器平台LabVIEW的特点, 介绍了在LabVIEW平台上结合数据采集卡和TCP/IP 协议进行数据采集和远程传输的设计方法。
在此基础上开发了基于计算机控制的远程数据采集和传输系统。
关键词：嵌入TCP/IP；虚拟仪器；LabVIEW；数据采集；
一、前言
在现代仪器系统中, 计算机与仪器结合得非常紧密, 已成为整个系统的核心, 许多传统仪器正在逐渐被计算机部分、甚至全部取代。
虚拟仪器正在成为当今世界流行的一种仪器构成方案。
虚拟仪器的结构是开放式的, 它把计算机平台与具有标准接口的硬件模块, 以及与开发测试软件结合起来构成仪器系统, 这种系统具有通用性、灵活性, 便于开发测试应用。
软件部分是虚拟仪器的心脏。
随着计算机网络的发展, 虚拟仪器与Internet 技术的结合为虚拟仪器网络化、工业现场远程测控提供了更好的实现平台。
文中介绍在LabVIEW 开发平台上结合NI 数据采集卡和TCP /IP 技术实现远程数据采集与传输系统。
二、关于LabVIEW
LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一种用图标代替文本行创建应用程序的图形化编程语言。
传统文本编程语言根据语句和指令的先后顺序决定程序执行顺序，而LabVIEW则采用数据流编程方式，程序框图中节点之间的数据流向决定了VI及函数的执行顺序。
VI指虚拟仪器，是LabVIEW的程序模块。
LabVIEW提供很多外观与传统仪器（如示波器、万用表）类似的控件，可用来方便地创建用户界面。
LabVIEW 的程序由前面板( Frontpanel) 、流程图(Blockdiagram) 和图标/接线端口( Icon /Connector)三部分组成。
前面板是LabVIEW 程序的图形用户接口, 集成了用户输入和输出显示, 相当于传统仪器的面板; 流程图包含虚拟仪器程序的图形化源代码, 对前面板上的控制对象进行控制; 图标
/接线端口则用于将LabVIEW 程序定义成子程序, 从而实现模块化编程。
在虚拟仪器设计中, 从控制模板中选取所需的控制及显示对象构建仪器的操作面板; 在功能模板中选取适当的功能模块进行必要的连接与设置形成控制流程图, 完成所设计仪器应具有的功能, 程序的模块化与层次化更为直观。
三、TCP /IP 技术及TCP 传输的实现
TCP /IP 协议体系是目前最成功, 使用最频繁的Intranet /Internet 协议, 有着良好的实用性和开放性。
它定义了网络层的网际互连协议IP, 传输层的传输控制协议TCP、用户数据协议UDP 等。
基于TCP /IP 技术可以架构各种Web 服务, 如邮件传输SMTP、文件传输FTP, 以及利用超文本传输协议HTTP 实现动态网页发布和网络浏览。
在数据传输中, TCP /IP 网络通过提供通用网络服务, 使得具体网络技术对用户或应用程序透明,从而将具体通信问题从网络细节中解放出来, 使网络应用更加灵活方便。
协议结构上, TCP /IP 体系利用基于无连接传输的IP 协议, 具体表现为用IP 地址来区分网络中不同的数据站点。
数据传输通过确定各主机的IP 地址及通信的源端口号、目标端口号, 从而实现端口对端口的面向连接的数据通信。
LabVIEW 运用内嵌的TCP /IP 网络通讯协议组通讯, 可以直接调用TCP 模块完成流程图编写, 而无需过多考虑网络的底层实现。
在LabVIEW中可以利用已发布的TCP 模块实现TCP 通信。
设计上可采用服务器/客户端通信模式, VI 程序分成两部分: 处理主机工作在Server 模式, 完成数据接受, 并提供接口用于数据的相关后续处理; 数据点采集站工作于Client 模式, 实现数据传送。
服务器程序中, 利用TCP Create Listen 子程序接收客户端连接请求。
建立TCP 连接后, 利用节点函数TCP Write 把需传输的数据( 振动、时间、应变、位移等) 通过网络发送出去。
为发送不同类型的数据, 程序首先利用Type Cast 节点函数把不同类型的数据都转变为字符类型, 再利用ConcatenateStrings 节点函数把多个字符数据连接成一个字符,然后发送到网络。
客户端程序中, 首先利用节点函数TCP Open onnection 打开一个指定服务器和远程端口的TCP连接。
利用节点函数TCP Read 接收服务器发送来的数据, 用Match Pattern 把接收到的字符数据分为不同类型的数据进行不同的处理和分析。
服务器与客服端通信流程如图1所示。
图1 双机通信流程图 四、系统硬件构成
结合某大桥实际监测项目需求, 设计了基于虚拟仪器技术的远程数据采集与传输系统。
系统主要由NI 公司的数据采集卡、串行接口设备、现场数据采集计算机、传输网络和远程监控计算机组成。
系统硬件组成如图2所示。
图2 系统硬件结构图
现场数据采集与预处理系统由数据采集计算机( 或微控制器) 、A/D 卡、RS232 /RS485 转换模块和采集与预处理软件组成, 数据采集计算机控制整个系统进行自动信息采集, 数字化后经一定距离将采集到的桥梁状态信息近程传输到数据采集计算机中进行预处理, 然后将相关数据远程传输到监控中心的主计算机上, 供管理人员进行查询和后续分析处理。
振动、应变、位移和挠度等信号通过数据采集卡进行A/D 后进入数据采集计算机中进行预处理和波形显示, 温度等随时间变化缓慢的信号采样间隔长, 采样数据少, 采用串口接受数据。
采集的原始数据和经处理后的特征量经光纤传输到远程监控系统中, 经授权还可通过Internet 访问数据。
远程监控计算机选用高性能的服务器。
五、系统软件设计
本测试系统的数据采集和远程数据接收、分析、显示、报警、数据存储、数据管理软件是在LabVIEW7.0 平台上开发的。
数据采集部分程序流程图如图3所示。
图3 数据采集流程图
六、结论
在远程测控中，由于存在数据采集点多级分散，数据的采集和传输通常需要专用的网络，花费较大。
理由现存的Internet/Intranet网络可以有效的提高资源的使用率、削减应用成本，而实现采用面向连接的传输模式，更能保证数据传输的正确性。
利用LabVIEW的内嵌Web Server发布，采用开放性的协议，更方便了解处理结果。
参考文献
[1] 刘君华．基于LabView 的虚拟仪器设计[M]．电子工业出版社，2003．
[2] 何道清．传感器与传感器技术．北京：电子工业出版社,2004.397．
[3] 雷振．LabView7 Express 实用技术教程．北京：中国铁道出版社，2004. 250-251．
[4] 王建群，南金瑞，孙逢春，等．基于LabVIEW 的数据采集系统的实现[J]．计算机工程与应用，2003，39( 21) ，122-125．
[5] 杨乐平．LabVIEW 程序设计与应用[M]．北京：电子工业出版社，2001．。