基于LabVIEW 的分布式数据采集系统时钟同步方法
NI LabVIEW中的定时与同步
概览对于所有测试、控制和设计应用而言是至关重要的，在系统中必须作为重点进行考虑。
当需要完成协同动作时，定时和同步技术将事件以时间进行关联。
要让软件完成这些协同动作，程序必须以时间为基准来实现同步。
NI LabVIEW 中包含了定时结构，您可以在系统中用它来同步您的程序。
LabVIEW定时原理——纳秒级引擎和NI-TimeSyncbVIEW使用称为纳秒级引擎的软件组件在程序中记录时间。
引擎在后台运行，与操作系统交互管理时间。
在LabVIEW中有多个函数和结构，使用此引擎记录时间，如等待函数和定时循环结构。
纳秒级引擎可以使用本地实时时钟（RTC），也可以通过NI定时同步架构（NI-TimeSync）用外部参考时钟进行驱动（图1）。
图bVIEW纳秒级定时机制与NI-TimeSync协同为应用程序提供时钟。
LaVIEW 2010在NI-TimeSync中引入全新时钟。
NI-TimeSync 1.1中的IEEE1588插件提供了精度高达1 ms的同步参考时钟。
您可以在网络上配置多个仪器，使用同一个IEEE 1588参考时钟，让多个平台可以在标准的以太网网络上进行同步。
您还可以通过NI测量与自动化浏览器（MAX）工具配置设备使用软件1588精确时间协议（图2）。
图2.从MAX配置设备的时间同步源LabVIEW定时结构——定时循环定时循环是在可配置的定时源产生事件时执行的循环结构。
它可以使用多种定时源（后面的教程会有详细介绍）。
如果开发多速率处理、精确定时与同步、循环执行反馈、动态变化定时特性或多执行优先级的应用，可以使用定时循环。
除了定时循环的严密定时特性之外，定时结构还可以用于为多核编程分配处理器资源。
使用定时循环，您可以指定包括周期、优先级、期限、偏移量和延时等多个定时属性。
结合这些属性和丰富的定时源，无论需要怎样的定时方式，您都可以创建复杂的应用程序。
定时循环的定时源定时源控制定时结构的执行。
您可以从三类定时源中选择：内部定时源、软件触发或外部定时源。
如何使用LabVIEW进行数据采集和分析
如何使用LabVIEW进行数据采集和分析LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一款由美国国家仪器公司（NI）开发的图形化编程环境和开发平台，主要用于测试、测量和控制领域。
LabVIEW具有直观的用户界面、强大的数据采集和分析功能，被广泛应用于工业自动化、科学研究、仪器仪表等领域。
本文将介绍如何使用LabVIEW进行数据采集和分析的基本步骤。
一、实验准备与硬件连接在使用LabVIEW进行数据采集和分析之前，首先需要准备好实验所需的硬件设备，并将其与计算机连接。
LabVIEW支持多种硬件设备，如传感器、仪器和控制器等。
根据实验需要选择相应的硬件设备，并按照其配套说明书将其正确连接至计算机。
二、创建LabVIEW虚拟仪器LabVIEW以虚拟仪器（Virtual Instrument，简称VI）的形式进行数据采集和分析。
在LabVIEW中，可以通过图形化编程来创建和配置虚拟仪器。
打开LabVIEW软件后，选择新建一个VI，即可开始创建虚拟仪器。
三、配置数据采集设备在LabVIEW中，需要为数据采集设备进行配置，以便准确地采集实验数据。
通过选择合适的数据采集设备和相应的测量通道，并设置采样率、量程等参数，来实现对实验数据的采集。
LabVIEW提供了丰富的数据采集函数和工具箱，使得配置数据采集设备变得更加简单和便捷。
四、编写数据采集程序使用LabVIEW进行数据采集和分析的核心是编写采集程序。
在LabVIEW中，可以通过拖拽、连接各种图形化函数模块，构建数据采集的整个流程。
可以使用LabVIEW提供的控制结构和数据处理函数，对采集的实验数据进行处理和分析。
LabVIEW还支持自定义VI，可以将经常使用的功能模块封装成VI，以便在其他程序中复用。
五、数据可视化和分析通过编写好的数据采集程序，开始实际进行数据采集。
LabVIEW提供了实时查看和记录实验数据的功能，可以将采集到的数据以曲线图、表格等形式进行显示和保存。
LABVIEW上位机双串口同步方法与数据采集
引言1.各测井数据的测量原理测量深度系统是由电缆拖动光电编码器转动，并输出双路脉冲信号来计数。
对温度、电阻率和自然伽马的测量均是通过探头采集电压信号，以picf87x系列单片机为主控单元对套管外的介质特性进行探测。
发射线圈输出二次场信号并在接收线圈接收微弱的差分双极性脉冲序列，信号经过滤波、可变增益放大后进入a/d芯片，对信号模数转化，转化结果送入单片机进行编码，再通过单芯电缆上传至地面系统。
地面系统将接收到的信号，进行解码判别通过两个通用异步串行接口rs-232同步与计算机进行通信，然后由上位机采集软件实现数据的接收校验、采集监控、合并存储等工作，实现对井下深度、温度、电阻率、自然伽马数据的采集。
1.1 深度的测量原理测深是测井的一个重要测量参数，对同步于深度的温度、伽马、电阻率的测量有重要影响。
基于光电编码器的测深系统，因为不受复杂地质影响和电磁场的干扰，在探测效率和精度上很占优势。
光电编码器是一种旋转式位移传感器，广泛应用于角位移或角速率的测量。
该系统采用增量式光电编码器，光码器的内部光码盘的固有分辨率很高，输出脉冲信号，抗电干扰能力强，与计算机接口电路兼容。
1.2 温度的测量原理井下温度，是评价地层信息的重要参考依据。
测井每下井深度增加100m，温度升高3℃，所以要选择高灵敏度且测量准确的耐高温测温材料。
这里井下系统选用pt100铂热电阻，该铂电阻的热响应时间较小，测温范围一般为-70°c～+600°c，因此它很适合于测量井下的表面温度和监测动态温度变化。
根据井下条件，在0～630°c范围内，铂电阻的电阻值与温度间的关系可以精确地表示为：（1）其中，为温度为t℃时铂电阻的电阻值，表示温度为0℃时铂电阻的电阻值（ω），a、b、c分别为常数。
对于pt100，=100ω，a=3.90802℃，b=-5.802℃，c=0。
由公式（1）可以得出在100℃时，电阻值的变化量是38.5ω，而由bt2带来的变化量为0.58ω，在系统中影响为1.5%。
NILabVIEW中的定时与同步
概览对于所有测试、控制和设计应用而言是至关重要的，在系统中必须作为重点进行考虑。
当需要完成协同动作时，定时和同步技术将事件以时间进行关联。
要让软件完成这些协同动作，程序必须以时间为基准来实现同步。
NI LabVIEW 中包含了定时结构，您可以在系统中用它来同步您的程序。
LabVIEW定时原理——纳秒级引擎和NI-TimeSyncbVIEW使用称为纳秒级引擎的软件组件在程序中记录时间。
引擎在后台运行，与操作系统交互管理时间。
在LabVIEW中有多个函数和结构，使用此引擎记录时间，如等待函数和定时循环结构。
纳秒级引擎可以使用本地实时时钟（RTC），也可以通过NI定时同步架构（NI-TimeSync）用外部参考时钟进行驱动（图1）。
图bVIEW纳秒级定时机制与NI-TimeSync协同为应用程序提供时钟。
LaVIEW 2010在NI-TimeSync中引入全新时钟。
NI-TimeSync 1.1中的IEEE1588插件提供了精度高达1 ms的同步参考时钟。
您可以在网络上配置多个仪器，使用同一个IEEE 1588参考时钟，让多个平台可以在标准的以太网网络上进行同步。
您还可以通过NI测量与自动化浏览器（MAX）工具配置设备使用软件1588精确时间协议（图2）。
图2.从MAX配置设备的时间同步源LabVIEW定时结构——定时循环定时循环是在可配置的定时源产生事件时执行的循环结构。
它可以使用多种定时源（后面的教程会有详细介绍）。
如果开发多速率处理、精确定时与同步、循环执行反馈、动态变化定时特性或多执行优先级的应用，可以使用定时循环。
除了定时循环的严密定时特性之外，定时结构还可以用于为多核编程分配处理器资源。
使用定时循环，您可以指定包括周期、优先级、期限、偏移量和延时等多个定时属性。
结合这些属性和丰富的定时源，无论需要怎样的定时方式，您都可以创建复杂的应用程序。
定时循环的定时源定时源控制定时结构的执行。
您可以从三类定时源中选择：内部定时源、软件触发或外部定时源。
基于LabVIEW的数据采集 系统分析与设计
引言现代技术的进步，特别是以计算机技术为代表的不断革新的计算机技术，正从各个层面上影响并引导着各行各业的技术革新，基于计算机技术的虚拟仪器系统技术也正以不可逆转的力量推动着测量控制技术、数据采集和分析等技术的发展。
传统仪器主要由信号采集与控制模块、分析与处理模块、以及测量结果的表达与输出模块这三大功能模块组成。
传统仪器的这些功能都是以硬件(或固化的软件)形式存在的。
而虚拟仪器则是将这些功能移植到计算机上完成。
它在计算机上插上数据采集卡，然后利用软件在屏幕上生成仪器面板，并利用软件进行信号的分析与处理。
相对于传统仪器，虚拟仪器具有性能高、扩展性强、开发时间少、完美的集成功能等特点。
LabVIEW是一款优秀的虚拟仪器软件开发平台。
LabVIEW以其直观、简便的编程方式，众多的源码级设备驱动程序，多种多样的分析和表达支持功能，可为用户快捷地构建实际生产中所需要的仪器系统创造有力的基础条件。
其中数据采集与仪器控制是LabVIEW最具竞争力的核心技术。
1 系统整体方案设计一个完整的LabVIEW程序主要包括前面板、程序框图、连接器三部分。
前面板是一种交互式图形化用户界面，用于设置输入数值和观察输出：框图是定义VI功能的图形化源代码，可利用图形语言对前面板的控制量和指示量进行控制；图标和连接器窗格用于把程序定义成一个子程序，以便在其他程序中加以调用。
本系统包括波形信号采集、保存标准信号、信号处理和分析、采集数据回放四个部分。
图1是信号采集与分析系统框图。
1．1 波形信号的采集该部分主要利用外部触发方式发出触发信号，以使发出信号和通道的采集达到同步。
以信号发生器发出信号为例；为了分析有限个波形的数据，必须保证采集卡采集的数据是发出的全部信号并且只有一个发出信号。
本系统通过采集卡输出一个脉冲信号来触发信号发生器，以使采集卡的输入通道和脉冲输出通道同步。
实际上，正是基于这一点，其发出的任意信号才必须被无遗漏的同步采集过来。
在LabVIEW中实现数据采集
Easy VIs Intermediate VIs Advanced VIs Utility VIs
Easy Analog Input VIs
这是LabVIEW提供的一组标准的、简单易用的 采集 VI.
:从指定通道获得一个样本.
:从通道组获得一个样本,这些样本返回到一个样本数组.
:由一个通道得到一个波形，这些样本返回到一个waveform 数组.
System
该设置项显示了设备占用的系统资源以及设备的编号。
AI
AO
Accessory
OPC
在完成上述设置后，单击确定，会出现“Test Resources”和“Test Panels”按钮。单击 “Test Resources”出现测试结果对话框。
单击“Test Panels”按钮出现测试面板。
Device—采集卡的设备号. Channel—指定模入通道号的串数组. Buffer size—单位是scan，用于控制采集数据计算 机内存的大小.
AI Start启动带缓冲的模入操作。它控制数据采 集速率，采集点的数目，及使用任何硬件触发 的选择。它的两个重要输入是：
Scan rate (scan/sec)—对每个通道采集的每秒扫描次 数. Number of scans to acquire—对通道列表的扫描次数。
8 differential 12bits 200kS/s guaranteed Bipolar only 512 samples
Analog Output Number of channels Resolution Range
2 16bits +-10V
2 12bits +-10V
分布式数据采集系统中的时钟同步[图]
![分布式数据采集系统中的时钟同步[图]](https://img.taocdn.com/s3/m/836c70403c1ec5da50e27079.png)
分布式数据采集系统中的时钟同步[图]在高速数据传输的分布式数据采集系统中，各个组成单元间的时钟同步是保证系统正常工作的关键。
由于系统工作于局域网，于是借鉴了IEEE1588时钟同步协议的原理，设计出简易、高效的时钟同步方案，并在基于局域网的分布式数据采集系统中实现微秒级的精确同步。
鉴于方案的高可行性和高效性，可将其推广到其他分布式局域网系统中。
引言随着网络技术的发展，各种分布式的网络和局域网都得到了广泛的应用[1]。
分布式数据采集系统广泛应用于船舶、飞机等采集数据多、实时性要求较高的地方。
同步采集是这类分布式数据采集系统的一个重要要求，数据采集的实时性、准确性和系统的高效性都要求系统能进行实时数据通信。
因此，分布式数据采集系统中的一个关键技术就是实现数据的同步传输。
由于产生时钟的晶振具有频率漂移的特性，故对于具有多个采集终端的分布式系统，如果仅仅在系统启动时进行一次同步，数据的同步传输将会随着系统运行时间的增长而失步。
因此时钟的同步就是保证数据同步传输的关键所在。
2002年提出的IEEE1588标准旨在解决网络的时钟同步问题。
它制定了将分散在测量和控制系统内的分离节点上独立运行的时钟，同步到一个高精度和高准确度时钟上的协议。
由于分布式数据采集系统工作于局域网的环境中，于是借鉴IEEE1588标准中的思想，设计出一种针对基于局域网的分布式系统的时钟同步的机制，成功地在分布式数据采集系统中实现了μs级的同步。
1 时钟同步原理及实现时钟同步原理借鉴了IEEE1588协议中的同步原理。
IEEE1588 定义了一个在工业自动化系统中的精确同步时钟协议(PTP 协议)，该协议与网络交流、本地计算和分配对象有关。
IEEE1588 时钟协议规定，在进行时钟同步时,先由主设备通过多播形式发出时钟同步报文,所有与主设备在同一个域中的设备都将收到该同步报文。
从设备收到同步报文后,根据同步报文中的时间戳和主时钟到从时钟的线路延时计算出与主时钟的偏差,对本地的时钟进行调整[2]。
基于LabVIEW的数据采集系统的实现
基于LabVIEW的数据采集系统的实现一、本文概述随着科技的飞速发展，数据采集系统在众多领域如工业自动化、环境监测、医疗设备、科研实验等中发挥着越来越重要的作用。
数据采集系统的主要任务是从各种传感器或设备中收集数据，然后对这些数据进行处理、分析和存储，以供后续使用。
为了实现这些功能，需要一个高效、稳定、易于使用的数据采集软件平台。
LabVIEW （Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）作为一种由美国国家仪器（National Instruments，简称NI）公司开发的图形化编程语言，以其直观易用的界面和强大的数据处理能力，在数据采集领域得到了广泛应用。
本文旨在介绍基于LabVIEW的数据采集系统的设计与实现。
文章将首先介绍LabVIEW的基本概念和特点，然后详细阐述数据采集系统的整体架构、硬件组成和软件设计。
在硬件组成部分，将介绍传感器的选择与连接、数据采集卡的功能与配置等；在软件设计部分，将详细介绍如何利用LabVIEW实现数据采集、数据处理、数据存储以及用户界面设计等。
文章还将讨论系统的性能测试与优化，以及在实际应用中的案例分析。
通过本文的阅读，读者可以对基于LabVIEW的数据采集系统的实现有一个全面而深入的了解，从而为相关领域的研发和应用提供有益的参考。
二、LabVIEW概述LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是由美国国家仪器（National Instruments，简称NI）公司开发的一款图形化编程语言，它采用了图形化的代码块，以数据流编程方式实现各种功能的开发。
相较于传统的文本编程语言，如C、C++或Python等，LabVIEW提供了更加直观、易于理解和学习的编程环境，特别适合于工程师和科学家进行数据采集、仪器控制、自动化测试以及数据分析等应用。
基于LabVIEW的电子时钟设计
文档从互联网中收集，已重新修正排版，word格式支持编辑，如有帮助欢迎下载支持。
编号：虚拟技术与仪器课程设计题目名称：基于LabVIEW的电子时钟设计专业班级：学生姓名：学号：指导教师：目录1目的及基本要求 ........................................................................ 错误!未定义书签。
2电子时钟原理 ............................................................................ 错误!未定义书签。
2.1L AB VIEW课程设计的原则 ................................................... 错误!未定义书签。
2.2设计要求............................................................................. 错误!未定义书签。
2.3设计思路 ............................................................................ 错误!未定义书签。
3电子时钟设计和仿真 (4)3.1具体设计步骤 (5) (6) (2) (3) (5) (6).................................................................................................错误!未定义书签。
3.2设计任务流程 (2)3.3设计中遇到的问题 (3)3.4课程设计的实验验收 (5)4 结果及性能分析 ....................................................................... 错误!未定义书签。
如何使用LabVIEW进行数据采集与处理
如何使用LabVIEW进行数据采集与处理LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一种流程图形编程环境，广泛应用于科学研究、工程控制和教育等领域。
其特点在于易学易用，使得用户可以通过简单的拖拽和连接图标来构建程序。
本文将介绍如何使用LabVIEW进行数据采集和处理，帮助读者迅速掌握该工具的基本操作。
一、数据采集数据采集是实验和研究过程中一项重要的任务，而LabVIEW提供了丰富的工具和函数来实现数据采集。
下面将介绍一种常见的数据采集方法。
1. 准备工作在使用LabVIEW进行数据采集之前，需要首先选择合适的硬件设备。
常用的数据采集设备包括模拟输入设备和数字输入设备。
可以根据实验需求选择适合的设备。
2. 建立数据采集程序打开LabVIEW，创建一个新的VI（Virtual Instrument）文件，VI文件是LabVIEW的程序文件。
在设计界面上拖拽和连接相应的控件和函数，来实现数据采集。
比如，可以使用“控制”面板上的“模拟输入”，“数字输入”等控件，将其与“图形”面板上的图表控件相连接，实现数据的实时显示。
3. 配置数据采集参数通过双击输入设备控件来打开属性对话框，配置采样频率、采样位数、输入通道等参数。
根据实验和研究需求，选择合适的参数。
4. 启动数据采集点击“运行”按钮来启动数据采集程序。
数据采集设备将开始采集并传输数据，在图表控件中实时显示采集到的数据。
二、数据处理数据采集后，通常需要对数据进行进一步处理和分析。
LabVIEW提供了强大的数据处理工具和函数，下面将介绍一些常用的数据处理方法。
1. 数据滤波数据采集过程中，常常会受到噪声和干扰的干扰，影响数据质量。
LabVIEW提供了多种滤波方法，如中值滤波、低通滤波、高通滤波等。
用户可以根据实际情况选择合适的滤波方法，提高数据的准确性和可靠性。
2. 数据分析LabVIEW提供了丰富的数据分析工具和函数，用于对采集的数据进行统计分析、频谱分析、图像处理等。
分布式数据采集与监控系统的时间同步及其软件编程
分布式数据采集与监控系统的时间同步及其软件编程
李建平 新疆威奥科技股份有限公司
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三是各节点接受 ￣ Ｏ Ａ Ｓ Ｃ Ｉ Ｉ 流之 后， 再把 数据转换 为长 整型数 ， 最后 【 摘要 】随着通信技 术的发展 ， 时间同步 技 术获得 了 明显进步。 时间 播。 同步技 术应 用十分广泛 。在通信技 术中分布式数据 采集是经 常要 用到的 就是对系统时 间进行设置 。 方法。 本 文将重点探讨时间同步技术在 分布式数据采集与监控 系统中的应 三 装 置 时钟 同步 用。 装 置时钟 同步要 比系统 时钟 同步更为复 杂 ， 系统 技 术要 求也要 比 系统级 的同步更高。 在 装置时钟同步中所采用的记录与拴测装 置的计数 器频率也 呈现 出各自 不 同的特点 。 这样在 系统运 行中就会相 互之间产生 时间同步技 术是通 信技 术中一种专 门用于数据 传输 的技 术 ， 时间 计 时误差 ， 为了消除这种误 差主要采用的是Ｉ Ｐ Ｐ Ｓ 脉 冲信号 来消除。
【 关键词 】分布式； 数据 采集； 监控 系统； 时间同步； 软件编程
同步技 术应 用十分广泛 。 时间同步技 术在 数据 传输 过程 中可以实现 通 运用 １ Ｐ Ｐ Ｓ 冲实现装 置时钟的 同步可 以采用多种 方式 实现 ， 一种 方 信系统的可靠稳 定迅速 运行。 它主要运用于工程和技 术领域 。 时 间同步 式 是纯硬 方式 。 这 种方 式是把 Ｉ Ｐ Ｐ Ｓ 脉 冲信号 当作输 入开关 量， 运 用空 还有一种方 式是 运用查询 中断的方 式 技术是 基于 同步数 据采集原 理产生 的。 它在 分布式数 据采 集与监 控系 接 点方式输 入到输 入输出装 置。
统中应 用非 常广泛 。 来实现 同步。 运用这种 方式有个前提 ， 系统 必须要保证输入输 出装 置可 分布式数据 采集 与监 控系统是 专门用来对数 据进行分布式 采集并 以编 程。 在 系统运行 中最为常见的就是运 用１ Ｐ Ｐ Ｓ 脉 冲来进行同步。 在同 予以 全方位监 控 。 在 分布 式数 据采 集监控 系统 中时 间同步技 术是其 核 步过 程中还 要注意到分 辨率的要求。
NI-DAQmx的定时和同步特性
NI-DAQmx的定时和同步特性目录1. 概述2. 为什么需要定时和同步？3. 后台API4. 混合模式测量5. 同步模拟输入/输出6. 模拟和同步7. 信号路由选项8. 高级功能9. 多设备同步10. 结论NI-DAQmx入门指南系列旨在帮助用户了解NI-DAQmx编程的基础知识。
从使用Measurement & Automation Explorer (MAX)验证设备运行情况到使用LabVIEW编程数据采集应用，本系列将通过视频和文本教程为您一一介绍。
本系列既适用于希望学习使用DAQ助手的初学者，也适合需要使用NI-DAQmx高级功能的有经验用户。
1. 概述NI-DAQmx入门指南系列旨在帮助用户了解NI-DAQmx编程的基础知识。
从使用Measurement & Automation Explorer (MAX)验证设备运行情况到使用LabVIEW编程数据采集应用，本系列将通过视频和文本教程为您一一介绍。
本系列既适用于希望学习使用DAQ助手的初学者，也适合需要使用NI-DAQmx 的高级功能的有经验用户。
2. 为什么需要定时和同步？许多应用都需要精确的定时控制和同步操作功能。
例如，在测量和分析大量高度动态信号时，任何相位不匹配都是不可接受的。
这就需要将某一点某个信号的即时测量数据与同一点其他信号的即时测量数据进行比较评估，因此，这些数据采集就需要采用某种同步方案。
NI-DAQmx和LabVIEW图形化编程环境为用户提供了各种工具，使其可以轻松构建此类数据采集系统。
3. 后台APINI-DAQmx为用户提供了许多强大的定时和同步解决方案。
在LabVIEW中使用NI-DAQmx的功能代表着新一代数据采集编程。
专门为设备间的信号指定路径连线的时代已不复存在了--NI-DAQmx可自动在用户需要时帮助用户获取信号。
用户需要做的仅仅是指定目标。
因此，驱动程序可在后台智能运行，帮助用户省去复杂的配置操作。
如何使用LabVIEW进行数据采集和处理
如何使用LabVIEW进行数据采集和处理LabVIEW是一款由美国国家仪器公司（National Instruments）开发的图形化编程环境，可用于数据采集和处理。
本文将介绍如何使用LabVIEW进行数据采集和处理的步骤和技巧。
一、LabVIEW简介LabVIEW是一款基于图形化编程的工具，它使用了G语言（G Programming Language）进行程序设计。
与传统的文本编程相比，LabVIEW具有直观的图形界面，易于理解和使用。
LabVIEW广泛应用于工程、科学实验等领域，具有强大的数据采集和处理能力。
二、数据采集1. 准备工作在进行数据采集之前，首先需要准备好硬件设备和传感器。
根据需求选择合适的设备，并将其连接到计算机上。
2. 打开LabVIEW软件安装并打开LabVIEW软件后，可以看到界面上有一块称为"Front Panel"的区域，用于设计用户界面和显示数据。
3. 创建数据采集程序在"Block Diagram"区域中，通过从左侧的工具栏中拖拽和连接各种功能模块来构建数据采集程序。
例如，可以使用"Data Acquisition"模块来选择数据采集设备和配置采集参数。
4. 配置采集参数通过设置采样频率、采样时间等参数，对数据采集进行配置。
可以根据实际需求设置不同的参数。
5. 启动数据采集在程序完成设计后，点击LabVIEW界面上的"Run"按钮，即可开始数据采集。
此时，LabVIEW会将传感器采集到的数据实时显示在"Front Panel"区域中。
三、数据处理1. 数据分析LabVIEW提供了丰富的工具和函数，方便用户对数据进行分析和处理。
可以通过拖拽和连接各种模块，实现数据的滤波、平均、峰值检测等操作。
根据实际需求，选择适合的功能模块，并进行参数设置。
2. 数据可视化LabVIEW支持将数据以图表、曲线等形式进行可视化展示。
LabVIEW与网络通信实现分布式数据采集与控制
LabVIEW与网络通信实现分布式数据采集与控制在当今的科技发展中，网络通信作为一种高效、便捷的数据传输方式，被广泛应用于各个领域。
而在工程领域，尤其是数据采集与控制方面，LabVIEW作为一种强大的开发平台，也逐渐受到了广大工程师的重视和使用。
本文将介绍如何利用LabVIEW与网络通信技术实现分布式数据采集与控制。
一、LabVIEW简介LabVIEW全称为Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench，是一款由美国国家仪器公司（National Instruments）开发的集数据采集、控制、仪器仿真、数据处理分析等多功能于一体的图形化编程软件。
其独特的编程方式，使得工程师无需掌握复杂的编程语言，就可以通过简单的图形化界面，实现各种应用需求。
二、网络通信与LabVIEW的集成1. 理论基础网络通信是指不同设备之间通过通信网络进行信息交流的过程。
常用的网络通信协议有TCP/IP、UDP等。
LabVIEW通过自带的网络通信模块，可以轻松实现与外部设备的数据交互。
2. LabVIEW网络通信模块LabVIEW提供了一系列的网络通信工具，包括TCP/IP协议的客户端与服务器端、UDP协议、HTTP通信等。
用户可以根据自己的开发需求选择适合的网络通信方式。
三、分布式数据采集实现分布式数据采集是指将数据采集任务分散到不同的设备上进行，通过网络传输数据，最后集中处理。
以下是使用LabVIEW实现分布式数据采集的步骤：1. 设计采集节点将需要采集的数据与实际硬件设备进行对应，并在LabVIEW中进行节点的设计。
可以使用LabVIEW提供的各种传感器模块、数据采集卡等，也可以自定义传感器接口与数据采集模块。
2. 配置网络通信在LabVIEW中配置相应的网络通信模块，选择TCP/IP或UDP协议，并设置相应的IP地址、端口号等参数。
3. 数据传输通过网络通信模块，将采集到的数据传输到数据中心。
在LabVIEW中实现数据采集讲解
运行MAX
A
B
MAX
Details
虚拟通道 设备特性
配置第一个虚拟通道
完成
引用虚拟通道
使用DAQ通道名称控件的方法
B A
采集单点
单点模拟输入从指定的输入通道中读入一 个值并立即将其返回VI中
使用AI Acquire Waveform VI
Shannon 采样定律 抗伪信号滤波器
PCI6014、PCI6024
PCI6014
采样率：200kS/s 16位 区间：±0.05V～ ± 10V
PCI6024
采样率：200kS/s 12位 区间：±0.05V～ ± 10V
数据采集的基本流程
传感 信号
信号 调理
参数说明
Device：DAQ卡的设备号。当使用由MAX 配置的通道名称时，不需要使用设备值。
Channel：指明模拟输入通道号或由MAX配 置的通道名称。默认值为0
上、下限：指明输入信号的幅度极限集合。 上、下限默认值为+10V和-10V
如果使用的是MAX，则无需将数据取值与 这些输入相连，因为已经配置了相关信息
在LabVIEW中实现数据采集
虚拟仪器实验课之二 2006.11
数据采集的基本结构
图1 数据采集的基本结构示意图
数据采集中的基本参数
分辨率(resolution)
分度数量越多则分辨率越高，测量精度也越高
区间(range)
模数转换所能处理模拟信号电平的极限 应尽量使输入与此区间匹配，物尽其用
软件触发
软件触发是在数据采集时，对A/D转化的信号 进行比较监测，当满足软件触发的条件时开始 将采集数据读取到数据缓冲区，并在采集结束 后将数据传输到计算机。
分布式数据采集与监控系统的时间同步及其软件编程
2019年6期技术创新科技创新与应用Technology Innovation and Application分布式数据采集与监控系统的时间同步及其软件编程黄雅琼（江西旅游商贸职业学院，江西南昌330000）引言基于通信理论技术内容，将时间同步技术与其数据传输的技术进行整合，并他进行推广和使用。
现阶段，时间同步技术已经得到广泛应用，同时为实现通信理论，其主要是依靠技术可靠性，结合实际工程应用技术，来提升时间的同步运行。
在同步数据整合领域中，应以分布式数据采集为主，实现监测控制理论及系统的有效性。
分布式数据监控技术理论内容具有完备的综合监测技术，且在合理分析技术内容及技术特征的基础上，实现以基础理论内容为主的系统功能的全面升级。
由于时间同步技术对于数据的分布式采集效率及实现的途径要求较高，同时在正常的运行及管理的过程中，实际的分布式数据采集理论中结合分布式技术的要求，将实时的数据结果及时进行上传分析，并利用精确的标准化内容进行监控，在包含大量的实时数据整合的过程中，应以实时数据的上传与分析为主，将实时的时间逻辑顺序进行整合，在整个事故召回过程中，推动时间同步技术的应用和分析。
同时由于自身需求的变化，使得以任务调度为主的时间同步技术得以正常使用。
1时间同步技术应用原理在时间同步技术应用环节中，应注重对于时间同步原理和同步理论的分析，加强提升系统整合性思路，促进分布式系统结构及理论的不断完善。
其次，在基于同步脉冲信号的采集及数据理论的分析中，应充分结合信号同步渠道，实现对系统运行中的相关数据更新理论的分析，进而以串口的形式向整个通信系统结构提供时间内容，相同的时间内容及基础是基于创新应用为主的技术内容实现的。
它主要使用IPPS 等同步脉冲信号，根据系统分辨率的要求实现设备时钟同步。
在时间同步技术应用中，其具有高精度的时间控制，其涉及到多个领域。
由于同步数据过程中的数据仓技术的使用，使得计算机协同技术工作环境受到多媒体信息的同步分析。
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基于LabVIEW 的分布式数据采集系统时钟同步方法
作者：刘娜
来源：《科技创新与生产力》 2015年第7期
刘娜
（中航高科智能测控有限公司，北京 100176）
摘要：通过IEEE1588时钟同步方式实现局域网中分布式系统采集单元的时钟同步，重点
介绍了通过LabVIEW软件来实现时钟同步的方法，最终可达到微秒级的同步，并对此种方法进
行了验证。
用LabVIEW软件通过IEEE1588方式实现时钟同步的方法简单、便捷，可推广到其他分布式局域网系统中。
关键词：分布式数据采集；IEEE1588时钟同步；LabVIEW
中图分类号：TP274 文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1674-9146.2015.07.048
收稿日期：２０15－03－26；修回日期：２０15－06－26
作者简介：刘娜（1982-），女，山西太原人，工程师，主要从事数据采集系统开发研究，E-mail：liunana2005@。
随着计算机网络的发展，分布式网络已广泛应用于航空飞机测试、航海舰载以及核能发电
等采集数据多、实时性要求较高等领域。
同步采集是这类分布式数据采集系统的一个关键点，
数据采集的实时性、准确性和系统的高效性都要求系统能进行实时通信。
为此，笔者针对分布
式实时数据采集系统提出了相应的IEEE1588方式时钟同步方案，并详细阐述了实现时钟同步的具体方法，以此满足不同系统对时间精度要求的目的。
1 分布式数据采集系统
分布式数据采集系统属于局域网构架，单元间通过网络进行数据交互，主要由集线器和数
据采集单元、服务器、客户端等组成。
其中各个数据采集单元的设计相同，均由一个系统控制
器和多个功能板卡搭建的系统构成。
而系统控制器是采集器的核心，它控制着数据采集单元内
的各个功能板卡的配置和单元内的数据传输，同时保持数据采集单元与外部通信；功能板用以
实现A/D，FIFO处理等功能，包括数据采集传送。
大量数据从各个数据采集单元采集到再通过
网络实时传输到可进行显示的客户端和可存储数据的服务器。
在一个数据采集系统中，对于来
自不同数据采集单元的数据在记录和保存时都需要统一的时间标识，以便存储和事后处理，这
就需要各个数据采集单元的时间同步。
对于高速数据采集来说，采集单元的时钟同步精度要求更高。
然而，由于产生时钟的晶振
具有频率漂移的特性，故对于具有多个采集单元的分布式系统，如果仅仅在系统启动时进行一
次同步，数据的同步传输将会随着系统运行时间的增长而失步。
因此时钟的同步就是保证数据
同步传输的关键所在，也是保证系统正常工作的条件。
IEEEl588标准旨在解决网络的时钟同步
问题，它制定了将分散在测量和控制系统内的分离节点上独立运行的时钟同步到一个高精度和
高准确度时钟上的协议。
2 时钟同步原理
IEEEl588标准全称是网络测量和控制系统的精密时钟同步协议标准（Precision Timing Protocol，PTP）。
该协议能够在所有支持多播的网络上实现，特别适合于以太网，但并不局限于以太网，目的是使分布式网络中的所有时钟保持精确的同步。
PTP协议是一个关于时钟同步
的协议标准，它被应用于由多个节点组成的分布式系统中，在系统中每个节点代表一个独立运
行的时钟。
PTP协议将整个网络内的时钟分为主时钟和从时钟，整个系统中的最优时钟为最高
主时钟。
时钟同步原理借鉴了IEEEl588协议中的同步原理，同步时先由主设备通过多播形式发出时钟同步报文，所有与主设备在同一域中的设备都将收到该同步报文后，再根据同步报文中
的时间戳和主时钟到从时钟的线路延时计算出与主时钟的偏差，对本地的时钟进行调整。
3 时钟同步的硬件结构
本系统在硬件设计上主要采用PXI总线测试技术以提高测试速度和可靠性，减小测试系统
体积，均衡系统负载，扩展系统的使用范围和灵活性。
为此选用NI公司的PXI-6683定时和同
步模块。
PXI-6683模块可用于同步和实时的系统时间，还能够在一台PXI机箱内部或多台机箱
之间低偏移路由时钟信号和触发，为PXI系统提供一个多设备同步方式。
另外，PXI-6683模块
还具有一个板载TCXO，可通过GPS，IEEE 1588，IRIG-B或PPS驯服获得长期稳定性，由各个
采集单元的PXI-6683时钟同步卡来完成同步的工作。
系统采用独立组网方式，网络拓扑结构采用星型网络结构。
系统中的数据采集单元成为星
形网络中的节点，节点间用网线相连。
系统符合协议IEEE802．3和CSMA／CD标准，可以与标
准的以太网完美兼容。
4 时钟同步的软件实现
文中主要基于LabVIEW环境开发程序，LabVIEW使用的是图形化编辑语言编写程序，适合
开发测量或控制系统。
LabVIEW开发环境集成了快速构建各种应用所需的所有工具，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。
此外很多数
采仪器、板卡等都提供了LabVIEW环境可使用的驱动接口，使得对仪器的程控使用更加方便快
捷[1]。
首先通过对时钟同步板卡PXI-6683的设置，使得通过驯服板载TCXO或10 MHz CLKIN时
钟驱动PXI背板10 MHz时钟。
利用LabVIEW环境开发程序，对插在PXI机箱时间槽的PXI-
6683板卡进行时钟同步设置，选用IEEE1588时钟同步方式，驯服TCXO到背板时钟（见图1）。
其次对数据采集单元内的功能板卡进行同步设置，数据采集单元内的所有板卡的时钟源要
选用背板时钟，这样所有数据采集卡就基于同一个时钟基准。
以数据采集AD板卡为例，
PXI_Clk10为背板时钟，选用此时钟作为参考时钟源。
对于每个数据采集卡都同样设置，这样
就有了统一的时钟基准，即10 M背板时钟作为采样时钟基准按一定的采集频率进行数据采集（见图2）。
至此，每个数据采集单元的时钟同步设置完成，但要使所有数据采集单元的时间
统一，还需要对此进行时钟同步。
此时，数据采集单元之间的同步可通过PXI-6683板卡来完成。
当设备接入网络时，按照PTP协议，主时钟将一个同步消息向所有从属时钟发送，并创建
一个内部传送时间标签。
当一个从属时钟接收到同步消息时会创建一个自己的到达时间标签，
主时钟发出一个包括发送时间标签数据的跟进消息。
此时，每个从属时钟都知道主时钟发送同
步信息及该消息到达的时间，这个时间差可使每个从属时钟将其内部时钟与主时钟保持同步。
为了确定网络延时，从属时钟会向主时钟发送一个延时请求消息，并创建一个时间标签。
主时
钟监测到延时请求消息的到达时间，然后将此信息以一个延时响应消息发送回从属时钟，这两
个时间标签之间的时间差代表了网络传播的延时时间。
从属时钟可以处理延时和微调内部时钟。
在定期的间隔内，主时钟发送一个新的同步消息和一个跟进消息以保持时钟同步[2]。
首先选取一个数据采集单元作为主时钟，其他则为从时钟，编程实现见图3。
如果需要采集单元内的板卡同时启动采集，可用定时事件来触发，也可以选择板卡的时钟
触发源等多种软件或硬件来触发启动采集。
本文主要介绍前一种方法（见图4）。
设置一个未
来的时间点，当到达该时刻时，采集被启动。
功能板卡在启动采集前添加触发功能，触发源要
选择和输出时间触发事件一致的触发项（见图5）。
4 同步验证
为了验证系统内不同数据采集单元之间的时钟同步性，由电脑连接两个数据采集单元组成
简单的分布式采集系统，采集单元再把数据实时上传到电脑，并对此数据进行图形显示，从而
观察时钟同步前后的变化。
当两个采集单元连接到同一个信号发生器时，信号发生器会发出1 000 Hz的正弦波形。
当未经时钟同步时，可以看到两个采集单元的波形并不重叠，而是按照各
自采集单元中数据采集板卡的板载时钟来采集，两个波形的相位差会随着时间而进行周期性变化。
当把两个采集单元的时钟进行同步后，两个波形的相位差是固定的，因为两个采集单元时
钟虽然同步了，但两个采集单元并不是同时刻开始采集，所以波形会一直保持固定的相位差。
如果把两个采集单元通过触发的方式同时启动采集（见图6），两个波形几乎重合在一起，同
步精度也达到微秒级别。
5 结束语
本文给出了基于LabVIEW软件平台实现的分布式数据采集系统的时钟同步，开发简单灵活、易实现，满足了一般的基于局域网的高速实时数据采集系统对采集单元同步的要求，经实际验
证和使用，同步精度达到了微秒级别，满足了一般数据采集系统对同步精度的要求，适用于各
种领域和类型的分布式数据采集系统，对类似的数据采集系统时钟同步的设计和使用具有借鉴
作用。
参考文献：
[1] 杨乐平. LabVIEW高级程序设计[M].北京：清华大学出版社，2003.
[2] 李聪，高丽.基于IEEE 1588的时钟同步技术在分布式系统中的应用[J].电子设计工程，2009（12）：21-22.
（责任编辑高腾）。