基于LabVIEW温度数据采集文献综述

基于LabVIEW温度数据采集文献综述

摘要：本课题介绍了虚拟仪器概况及其发展背景；通过对虚拟仪器的学习和研究，运用软件工具，实现温度显示系统的模拟。实现系统软件设计思路是：利用LabVIEW中的各种控件，实现温度数据采集显示。利用虚拟仪器的优越性实现了基于操作系统下的交通终端服务系统的展示部分。

关键字：labVIEW，温度，数据采集

引言

美国国家仪器公司推出的LabVIEW不仅是一个图形化编程语言，而且是一个广泛应用于虚拟测控系统的虚拟仪器平台，它与数据采集卡一起构成虚拟测试仪器，其测试系统的构建可以通过图形化的语言描述，组态容易，设计简单，广泛应用于测量与控制。

LabVIEW是虚拟仪器领域中最具有代表性的图形化编程开发平台[1] ，是目前国际上首推并应用最广的数据采集和控制开发环境之一，主要应用于仪器控制、数据采集、数据分析、数据显示等领域，并适用于多种不同的操作系统平台。与传统程序语言不同，LabVIEW采用强大的图形化语言（G 语言）编程，面向测试工程师而非专业程序员，编程非常方便，人机交互界面直观友好，具有强大的数据可视化分析和仪器控制能力等特点。使用LabVIEW 开发环境，用户可以创建32位的编译程序，从而为常规的数据采集、测试、测量等任务提供了更快的运行速度。LabVIEW是真正的编译器，用户可以创建独立的可执行文件，且该文件能够脱离开发环境而单独运行。

1.1虚拟仪器的优势

1．经济实惠 2．方便适用 3．提高测试效果 4．开放且灵活

远程虚拟仪器的优势在于不受地域限制，功能可由用户自己定义，且构建容易，所以使用面极为广泛，是科研、开发、测量、检测、计量、测控等领域不可多得的好工具，更值得一提的是它可应用在高危险的区域进行在线的数据采集和检测[5]。使测量人员的工作不但摆脱了地理位置和条件的限制，还可以通过Intcrnet 把所采集到的数据自动地转送到另一台计算机进行评估。

1.2 VI及相关知识

使用LabVIEW开发平台编制的程序称为虚拟仪器程序，简称为VI。VI包括三个部分：程序前面板、框图程序和图标/ 连接器。程序前面板用于设置输入数值和观察输出量，用于模拟真实仪表的前面板。在程序前面板上，输入量被称为控制（Controls），输出量被称为显示（Indicators）。控制和显示是以各种图标形式出现在前面板上，如旋钮、开关、按钮、图表、图形等，这使得前面板直观易懂。每一个程序前面板都对应着一段框图程序。框图程序用LabVIEW 图形编程语言编写，可以把它理解成传统程序的源代码。框图程序由端口、节点、图框和连线构成。其中端口被用来程序前面板的控制和显示传递数据，节点被用来实现函数和功能调用，图框被用来实现结构化程序控制命令，而连线代表程序执行过程中的数据流，定义了框图内的数据流动方向[3]。

图标/连接器是子VI被其它VI调用的接口。图标是子VI在其他程序框图中被调用的节点表现形式；而连接器则表示节点数据的输入/ 输出口，就象函数的参数。用户必须指定连接器端口与前面板的控制和显示一一对应。

LabVIEW 的强大功能归因于它的层次化结构，用户可以把创建的VI程序当作子程序调用，以创建更复杂的程序，而这种调用的层次是没有限制的。举一个例子，我们创建一个温度计程序(Thermometer VI)一个子程序用于采集数据，另一个程序用于显示温度曲线，并在前面板上设定测量次数和每次测量间隔的延时。把温度计子程序放置在一个FOR 循环里，每次循环过程采集一次测量结果，当循环执行了设定的次数后，程序把采集的数据送到前面板的图表上显示。LabVIEW 具有多个图形化的操作模板，用于创建和运行程序。这些操作模板可以随意在屏幕上移动，并可以放置在屏幕的任意位置。操纵模板共有三类，为工具（Tools）模板、控制（Controls）模板和功能（Functions）模板。

1.3数据处理

数据采集和数据分析、处理而展开，各模块结构都被嵌套在系统管理VI中．数据采集部分带有很大的灵活性，能因实际需要来调整以适应不同传感器的电压或电流输出，还可以改变信号参数来处理不同的采集对象[9]．各种因素决定了对采集程序的编写、功能模块的选定等问题，可以根据具体需要编写成对应的子V1．数据分析处理部分是负责对数据的后期处理．

系统管理V1完成整个测试系统的调度和管理，包括系统初始化、系统设置、存储和打印以及系统数据采集子VI、数据分析处理子VI、数据显示等子VI的调度工作。

1.4分析软件库

LabVIEW 的Advanced Analysis 软件库包括数值分析、信号处理、曲线拟合以及其他软件分析功能。该软件库是建立虚拟仪器系统的重要工具，除了具有数学处理功能外，还具有专为仪器工业设计的独特的信号处理与测量功能。除了Advanced Analysis 软件库，NI公司还提供一些附加的分析工具库，借助这些分析软件包，LabVIEW 可以具有更加强大的分析功能。

包括：

（1）联合时频分析(Joint Time Frequency Analysis) 工具箱

（2）G Math 工具箱

（3）数字滤波器设计工具箱高级分析程序库分成两个子模板：Signal processing 子模板和Mathematics 子模板。有了这些强大的功能，方便我们处理更多的问题。

1.5仪器驱动程序模板

在LabVIEW>EXAMPLES>INSTR>INSTTMPL.LLB 程序库中，有许多VISA仪器驱动程序模板程序。这些模板程序适用于大多数仪器的驱动程序，并且是LabVIEW仪器驱动程序开发的基础。这些模板程序符合仪器驱动程序的标准，并且每个程序都有指导帮助指令以便修改程序以适应某种仪器。

1.6 LabVIEW的仪器驱动

仪器的驱动软件是专门控制某种仪器的软件。LabVIEW 因为具有面板控制的概念，特别适合于创建仪器的驱动程序。软件的前面板部分可以模拟仪器的前面板操作。软件的框图部分可以传送前面板指定的命令参数到仪器以执行相应的操作。当建立了一个仪器的驱动程序后，就不必再记住仪器的控制命令，而只要从前面板输入简单数据即可。仅仅拥有控制单台仪器的软件，意义并不大。其真正意义在于可以把仪器驱动程序作为子程序调用，与其他子程序一道组成一个大控制程序，从而控制整个系统。