LabVIEW下文件读写的数据处理程序设计

数组 是 ＬａｂＶＩＥＷ 常用 的 数 据类 型 之 一 ， 由 数 据 类 型 、数 据 索引和数据组 成 ， 常 用的 数 组 函数 有：Ａｒｒａｙ Ｓｉｚｅ 返 回输 入 数 组 的 元 素 个数 ， Ｉｎｄｅｘ Ａｒｒａｙ 函 数 返回 输 入 数组 中 由 输 入 索 引 指 定 的一个元素。
３ 字 符 串 、数 组 和 簇 操 作 函 数
ＬａｂＶＩＥＷ 提供了功能强大且简 单 易 用的 字 符 串操 作 函 数， 供 开 发 人员 完 成 字符 串 的 合成 、分 解 和转 换 。其 中常 用 的 字 符 串 常 量 包 括：Ｓｔｒｉｎｇ Ｃｏｎｓｔａｎｔ （字 符 串 常 数）、Ｃａｒｒｉａｇｅ Ｒｅｔｕｒｎ Ｃｏｎ－ ｓｔａｎｔ（回 车 符）、Ｌｉｎｅ Ｆｅｅｄ Ｃｏｎｓｔａｎｔ（换 行 符 ）、Ｅｎｄ ｏｆ Ｌｉｎｅ Ｃｏｎｓｔａｎｔ （回车换行符） 及 Ｔａｂ Ｃｏｎｓｔａｎｔ （制表符）。常用的字符串函 数 有： Ｃｏｎｃａｔｅｎａｔｅ Ｓｔｒｉｎｇｓ 将字符串和一维字符串型数组按前后顺序合 成一个新字符串， Ｓｐｒｅａｄｓｈｅｅｔ Ｓｔｒｉｎｇ Ｔｏ Ａｒｒａｙ 将表单格式的字符
技
术
图 １ 实测数据文件格式 实测数据经计算得到的功率谱密度， 也以文本文件的形式 存储在硬盘上， 第一行为频率值， 每一个通道的功率谱密度是 按频率递增的顺序， 以行的形式存储， 如图 ２ 所示。
图 ２ 功率谱密度文件格式 编写功率谱 密 度 计算 程 序 ， 需要 考 虑 如下 关 键 问题：Ｌａｂ－ ＶＩＥＷ 提供了计算功率谱密度的函数， 该函数 的 输 入端 要 求 的 数据类型是哪种， 输出端的数据又是哪种类型？ 从文件中直接 读取的数据类型能否满足输入端的要求， 如不能满足， 又需要 进行怎样的操作？ 经计算从输出端输出的功率谱密度数据能否 直接存储在文本文件中， 如果不能， 又需要进行怎样的变换？ 参 照 ＬａｂＶＩＥＷ 提 供 的帮 助 文 档和 示 例 ， 并 经 反 复 推 敲 ， 编 写 出 了 计算功率谱密度的程序， 包括如下功能模块：（１） 数据读取及转 换， （２）计算自谱密度函数， （３）结果显示及存储。 数据读取及转换模块编写思路为：如图 ３ 所示， 首先打开数 据文件， 读取数据， Ｒｅａｄ ｆｒｏｍ Ｔｅｘｔ Ｆｉｌｅ 函数输出 的 是字 符 串 ， 而 ＦＦＴ Ｐｏｗｅｒ Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ 函 数 输 入 端 要 求 的 是 时 域 信 号 ， 因 此需要 进 行 数据 转 换 ， 具体 过 程 为字 符 串 经 Ｓｐｒｅａｄｓｈｅｅｔ Ｓｔｒｉｎｇ Ｔｏ Ａｒｒａｙ 函 数 转 换为 二 维 字符 串 数 组 ， 利 用 Ｉｎｄｅｘ Ａｒｒａｙ 函 数 对 数 组 按 列 进 行 索 引 ， 输 出 一 维 字 符 串 数 组 ， 然 后 经 Ｆｒａｃｔ／Ｅｘｐ Ｓｔｒｉｎｇ Ｔｏ Ｎｕｍｂｅｒ 函 数 将 一 维 字 符 串 数 组 转 换 为 一 维 浮 点 型 数 组， 最 后 经 Ｂｕｉｌｄ Ｗａｖｅｆｏｒｍ 函 数 将 文 本 文 件 中 的 数 据 还 原 成 时 域信号。由于每个文件中存储了 １６ 个通道的实测数据， 所以要 将以上函数放在 Ｗｈｉｌｅ Ｌｏｏｐ 结构中， 从 ０ 到 １５， 共循环 １６ 次。
簇（ｃｌｕｓｔｅｒ）类 似 于 Ｃ 语 言 中 的 ｓｔｒｕｃｔ， 可 以 包 含 不 同 的 数 据 类型。在众多的簇函数中 ， 最重 要 的 两个 函 数 是 Ｂｕｎｄｌｅ 和 Ｕｎ－ ｂｕｎｄｌｅ 函数。Ｂｕｎｄｌｅ 函数用于将若干独立元素组合在一个新簇 中， 或者替换 现 有 簇中 的 元 素。Ｕｎｂｕｎｄｌｅ 函 数 用 于从 簇 中 提取 单个元素， 输出端按簇中元素的编号顺序从上到下排列。
图 ３ 数据读取及转换 计 算 功 率 谱 密 度 相 对 较 简 单 ， 关 键 是 要 对 ＦＦＴ Ｐｏｗｅｒ Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ（ＰＳＤ）函 数 有 一 个 全 面 了 解 ， 该 函 数 输 出 的 功 率 谱密度是一个包含三个元素的簇， 这三个元素分别是频率初始 值 ｆ０（双 精 度 数 ）， 频 率 间 隔 ｄｆ（双 精 度 数 ）， 及 功 率 谱 密 度 幅 值 ｍａｇｎｉｔｕｄｅ（一维双精度数数组）。利用 Ｕｎｂｕｎｄｌｅ Ｂｙ Ｎａｍｅ 函数将 幅值 ｍａｇｎｉｔｕｄｅ 提取出来， 经 Ｓａｍｐｌｅ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ 函数 进 行 平滑 处理， 之后再经 Ｂｕｎｄｌｅ 函数将三个元素合并为簇供结果显示和 存储模块使用。
穆立茂： 硕士 讲师 基金项目：军队科研计划项目（编号不公Biblioteka Baidu）
的数 据 ， 而且 很 容 易随 机 访 问 数 据 ， 但 是 只 有 ＬａｂＶＩＥＷ 可 以 读 取 或 处 理 这 种 格 式 的 文 件 。ＬａｂＶＩＥＷ 测 试 数 据 文 件 有 两 种 格 式 ， 一 是 扩 展 名 为．ｌｖｍ 的 基 于 文 本 的 测 试 数 据 文 件 ， 它 是 一 种 以 制 表位 Ｔａｂ 分 隔 的文 本 文 件， 也 可 以 用字 处 理 软 件 或 电 了 表 格 程 序打 开 ， 除 了数 据 以 外， 还 包 括 生成 数 据 的日 期 、时 间等 信 息 ； 另 一 种 是 扩 展 名 为．ｔｄｍ 的 二 进 制 测 试 数 据 文 件 ， 它 可 以 在 不 同 的 虚 拟 仪 器 软 件 间 共 享 ， 如 ＬａｂＶＩＥＷ 和 ＤＩＡｄｅｍ， 与 基 于 文本的测试数据文件相比， 具有占用磁盘空间少， 存取速度快， 及提高浮点数精度等优点。
处理函数和现代的高级信号分析工具， 而且还提供了一套方便
灵 活的 文 件 操作 工 具 ， 虽然 在 ＬａｂＶＩＥＷ 的 帮 助 中 有 不 少 关 于
文件操作的示例， 但仅是对文件操作基本功能的介绍， 而工程
实践中遇到的不单单是简单的文件操作， 还涉及直接从文件中
读出的数据往往不能用于数据处理， 如何操作才能满足相应的
２ 文件格式的选择
ＬａｂＶＩＥＷ 提 供 的 文 件 Ｉ／Ｏ 功 能 函 数 可 以 读 写 以 下 三 种 格 式 的文 件：文 本 文 件 ， 二 进 制 文 件 、数 据 记 录 文 件 和 测 试 数 据 文 件。其中文本文件的优点是容易使用和共享， 可以用字处理软 件或电子表格程序来读取或处理文本文件中的数据， 文本文件 的缺点是占用的磁盘空间较大， 存取速度慢， 不能随机地访问 其 中 的 某 个 数 据 而 且 对 于 数 值 可 能 会 损 失 一 些 精 度 。二 进 制 文 件的优点是存取速度快， 格式紧凑， 它使用固定的字节长度存 储数据， 因此节省了存储空间， 还可以随机的访问文件中任何 一个数据。数据记录（Ｄａｔａｌｏｇ）文件也是二进制格式文件， 它以记 录序列的形式存放数据， 一个记录中可以存储几种不同类型的 数据， 但是各个记录的数据类型必须一致， 适合存储复杂结构
－ ８４ － ３６０元 ／ 年 邮局订阅号： ８２－９４６
《现场总线技术应用 ２００ 例》
您的论文得到两院院士关注
数采与监测
串 转 换 成 预 先 设 置 好 数 据 格 式 的 数 组 ， Ａｒｒａｙ Ｔｏ Ｓｐｒｅａｄｓｈｅｅｔ Ｓｔｒｉｎｇ 将 ｎ 维数组转换成字符串格式的表单， Ｆｒａｃｔ／Ｅｘｐ Ｓｔｒｉｎｇ Ｔｏ Ｎｕｍｂｅｒ 将输入的字符串中的数字字符转换成浮点数。
数采与监测 文章编号：１００８－ ０５７０（２００８）０６－ １－ ００８４－ ０２
中 文 核 心 期 刊 《 微 计 算 机 信 息 》（ 测 控 自 动 化 ）２００８ 年 第 ２４ 卷 第 ６－１ 期
Ｌａ ｂ ＶＩＥＷ下文件读写的数据处理程序设计
Ｄｅ ｓ ｉｇ ｎ ａ ｔｉｏ ｎ ｏ ｆ Ｄａ ｔａ Ｐｒｏ ｃｅ ｓ ｓ ｉｎ ｇ Ｐｒｏ ｇ ｒａ ｍ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｄａ ｔａ Ｆｉｌｅ Ｒｅ ａ ｄ － ｗ ｒｉｔｅ Ｕｎ ｄ ｅ ｒ Ｌａ ｂ ＶＩＥＷ
无论是哪种格式的文件， 文件读写的基本操作流程都是一 样的， 包括三个步骤： 打开一个己存在的文件或创建一个新文 件； 对文件读或写； 关闭文 件。除 此 之 外， ＬａｂＶＩＥＷ 的 文 件 操作 还 包 括文 件 或 路径 的 改 名与 移 动 ， 改变 文 件 属性 ， 创 建 、修改 与 读取系统设置文件， 记录前面板对象数据等方面的内容。
处理要求， 以及数据处理完毕后如何操作才能存储为满足格式
要 求 的 文 件 等 问 题 。所 以 文 件 操 作 实 际 上 并 不 仅 限 于 简 单 地 文
件读写， 为此， 下面以随机振动环境数据的功率谱密度计算程
序设计为例， 说明数据读写操作功能的具体实现， 希望通过该
例能丰富大家的编程经验。
（军械工程学院） 穆 立 茂 黄 海 英 张 靖
ＭＵ Ｌｉ－ｍａｏ ＨＵＡＮＧ Ｈａｉ－ｙｉｎｇ ＺＨＡＮＧ Ｊ ｉｎｇ
摘要： 针 对 基 于 ＬａｂＶＩＥＷ 平 台 的 数 据 处 理 程 序 设 计 中 ， 常 遇 到 的 数 据 文 件 的 读 写 及 数 据 格 式 的 转 换 等 问 题 ， 以 实 测 随 机 振
４ 随机振动环境数据的功率谱密度 计算程序设计
先 对 待 处 理 实 测 数 据 进 行 简 要 的 说 明 。实 测 数 据 以 文 本 文 件的 形 式存 储 在 硬盘 上 ， 文 件中 包 含 １６ 个通 道 的 数据 ， 每 个 通 道 的 数 据 是 按 时 间 顺 序 ， 以 列 的 形 式 存 储 的 ， 所 以 共 有 １６ 列 ， 如图 １ 所示。
实际应用中到底采用哪种格式， 应遵循如下原则：如果希望 让其他的软 件（譬 如字 处 理 程序 或 者 电子 表 格 程序）也 可 以访 问 数据， 就需要将数据存储为 ＡＳＣＩＩ 格式； 如果需要完成随机读写 数据或者速度和磁盘空间要求严格的话， 选用二进制文件格式 比较合适， 因为二进制文件比文本文件更节省磁盘空间且读写 速 度 更高 ； 如 果 仅在 ＬａｂＶＩＥＷ 范 围 内 读 写 数 据 ， 而 且 需 要 存 储 不同类型的数据时， 宜采用数据记录格式文件， 因为它可以把不 同的数据类型存储到同一个文件记录中， 类似于数据库文件。
创
新
图 ４ 计算功率谱密度 结 果 显 示 的 思 路 是 实 现 １６ 个 通 道 的 功 率 谱 密 度 分 别 显 示 ， 因 此 将 负 责 每 一 通 道 结 果 显 示 的 Ｗａｖｅｆｏｒｍ Ｇｒａｐｈｓ 置 于 Ｃａｓｅ 结 构 的 一 个 子 框 图 中 ， 每 处 理 完 一 个 通 道 的 数 据 ， 其 结 果 随即显示出来。结果存储的实现稍复杂些， 具体思路为：如果当 前要存储的是 ０ 通道的功率谱密度， 则构造如图 ２ 所示的前两 行数值， 第一行是频率值， 第二行是 ０ 通道的功率谱密度值； 如 果当前要存储的是其他通道的结果， 则只需构造一行数值， 也 就是该通道的功率谱密度值。如图 ５ 所示， 当通道数等于 ０ 时， 布尔值为 Ｔｒｕｅ， 则执行 Ｃａｓｅ 结构中 Ｔｒｕｅ 子框图中的子程序， 首 先经 Ａｒｒａｙ Ｓｉｚｅ 函数计算一维数 组（功 率谱 密 度 值）的 元 素 数量 ， 也是第一行频率值的数量， 减去 １， 作为 Ｆｏｒ Ｌｏｏｐ 结构的循环次 数， 将 第 一 个 频 率 值 ｆ０＋ｄｆ／２ 设 置 为 该 循 环 的 初 始 值 ， 增 量 为 ｄｆ， 循环结束后， 即构造出第一行从第二个频率值开始到 最后 一 个频率值结束的频率值， 而字母 Ｆ 和第一个频率值单独构造， 然后 Ｃｏｎｃａｔｅｎａｔｅ Ｓｔｒｉｎｇｓ 函数将它们合并成第一行， 频率值最初 为双精度数， 合并前需经 Ｎｕｍｂｅｒ Ｔｏ Ｆｒａｃｔｉｏｎａｌ Ｓｔｒｉｎｇ 函数转换 为小数形式的字符串， 而 ０ 通道的功率谱密度的幅值 ｍａｇｎｉｔｕｄｅ 为一维双精 度 数 组， 需 经 Ａｒｒａｙ Ｔｏ Ｓｐｒｅａｄｓｈｅｅｔ Ｓｔｒｉｎｇ 函 数转 换 为字符串格式的表单， 并与第一行以回车换行符作为间隔合并 在 一 起 存 储 到 文 件 中 。 如 图 ６ 所 示 ， 当 通 道 号 为 其 他 值（１￣１５） 时 ， 布 尔 值 为 Ｆａｌｓｅ， 则 执 行 Ｃａｓｅ 结 构 中 Ｆａｌｓｅ 子 框 图 中 的 子 程 序， 只存储各通道的功率谱密度值即可。
技 Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ： ＬａｂＶＩＥＷ；Ｄａｔａ ｒ ｅａｄｉｎｇ；ｗｒ ｉｔｉｎｇ ａｎｄ ｔｒ ａｎｓｆｏｒ ｍａｔｉｏｎ；Ｄａｔａ ｐｒ ｏｃｅｓｓｉｎｇ
术 １ 引言
创
实测数据的处理是完成现场测试工作后要进行的一项基
础性工作， 而实测数据一般是以文件的形式存储在存储设备上
新 的， 因此 依 托 ＬａｂＶＩＥＷ 平台 进 行 数据 处 理 的 过 程 当 中， 经 常 会 涉及到数据文件的读写操作。ＬａｂＶＩＥＷ 不仅提供了经典的信号
动环境数据的功率谱密度计算程序设计为例， 给出了实用的程序设计技巧。
关键词： Ｌａｂ ＶＩＥＷ； 数据读写和转换； 数据处理
中图分类号： ＴＰ３１
文献标识码： Ｂ
Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ， ｓｕｃｈ ａｓ ｒｅａｄｉｎｇ ｆｒｏｍ ｄａｔａ ｆｉｌｅ， ｗｒｉｔｉｎｇ ｄａｔａ ｔｏ ｆｉｌｅ ａｎｄ ｄａｔａ ｆｏｒｍａｔ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ， ａｒｅ ｏｆｔｅｎ ｍｅｔ ｉｎ ｔｈｅ ｓｏｆｔ－ ｗａｒｅ ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＬａｂＶＩＥＷ ｆｏｒ ｄａｔａ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ． Ａｎｄ ｔａｋｉｎｇ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ ｏｆ ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ ｐｏｗｅｒ ｓｐｅｃｔｒａｌ ｄｅｎｓｉｔｙ ｏｆ ｒａｎｄｏｍ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｄａｔａ ａｓ ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ， ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ ｓｋｉｌｌｓ ａｒｅ ｇｉｖｅｎ．