虚拟仪器开发环境LabVIEW7Express及其数据采集_图文

1、 刘明洁姜雪娜(中国农业大学工学院,北京市100083Liu Mingjie Jiang Xuena(College of Engineering, China Agriculture University, Beijing 100083虚拟仪器开发环境LabVIEW7Express 及其数据采集Virtual Instrument Development Enviroment LabView7 Express and Data AcquisitionAbstract: The paper introduced the new features of LabVIEW7 Express, the

2、n discussed the technology of data acquisition in LabVIEW7, and application samples was supplied. Practice illustrated that LabVIEW7 Express can shorten developing period of data acquisition systems and increase their programme efficiency in data acquisition ,test and measurement of project.Key word

3、s: Virtual Instrument LabVIEW7 Express Data Acquisition (DAQ【摘要】介绍LabVIEW7Express 新特点的基础上,分析了LabVIEW7Express 中的数据采集技术,并给出了数据采集应用实例。应用表明,LabVIEW7Express 用于工程领域的数据采集、测试、测量等任务,可以减少系统的开发时间,同时也提高了编程效率。【关键词】虚拟仪器LabVIEW7Express数据采集LabVIEW7是NationalInstruments 发布的图形化开发工具的最新版本,通过升级各种平台上的自动化仪器驱动以及实时系统的高级调试功能和

4、底层运行时序,LavVIEW7把Express 技术扩展到更广泛的自动化测量应用中。Express技术是2003年5月随着LabVIEW7Express 的推出而呈现给用户的,它是专为用户所设计的独特的开发工具。使用Ex-press技术,无论用户是否具有编程经验、使用何种硬件平台,都能成功地完成任务。1LabVIEW7的新特点LabVIEW7.1最为突出的特点是基于配置的自动化仪器开发工具、用于实时系统的高级图形化调试和执行工具和实时平台扩展到桌面PC。其中基于配置的自动化仪器开发工具包括:模块化仪器的Ex-pressVI(5个交互式的用于NI 数字化仪、函数发生器和高速数字I/O 的基于配置

5、的测量函数;NI-D A Q m x 支持高保真D S A 仪器(包括新款的P X I -4461;在LabVIEWPDA 应用中扩展的数据采集(多通道数据采集,支持数字和模拟触发及更高采样速率;支持LabVIEWPDA 的DNM(数字万用表;NI-D A Q m x 支持L a b V I E W R e a l -T i m e (使用N I -DAQmx 能更快地开发实时应用程序并且能更快地运行;NIDW 和NI 开关对LabVIEWReal-Time 的支持;工业标准的L A P A C K /B L A S 算法;50个新的线性代数函数;Xmath 脚本节点(LabVIEW 运行用于

6、分析和显示的Xmath 脚本语言。LabVIEW7新推出用于模块化仪器产品的5个ExpressVI,包括信号发生器、数字化仪和高速数字I/O,功能扩展了的测量助手(assistant,以及用于NI 高性能模块化仪器的NI-DAQmx 数据采集驱动软件。由于在这些高性能仪器上可以使用基于配置的开发工具,LabVIEW7使高端的自动化测量变得更为简单。LabVIEW7Express 中的38个功能强大的快捷VI(ExpressVI可以简化数据采集、信号分析和文件输入/输出等开发任务。通过减少测量程序开发的复杂性,用户们可以将更多的精力投入项目本身而不是把时间花在项目所需的工具上。此外,因为用户们可

7、以轻松地将LabVIEW7Express 扩展到PC、手提电脑、工业计算机、嵌入式计算机、PDA、分布式实时系统和FPGA 上使用,所以他们可以不用考虑硬件的因素,直接享有一个稳定的开发环境。2LabVIEW7Express用于数据采集、分析与显示LabVIEW7Express中用于数据采集和仪器控制的2种交互式测量助手(Assistant可以帮助用户更快速、更轻松地完成测量任务,并获取有效的测量结果。对于基于计算机的数据采集系统,用户利用数据采集助手(DAQAssistant就可以配置并定义复杂的数据采集任务。对于GPIB、串口、VXI 和其它传统的台式仪器,仪器I/O 助手(Instrum

8、entI/O Assistant交互式地为仪器控制系统建立原型,帮助用户实现快速测量,甚至开发出简单的仪器驱动程序。2.1数据采集系统的任务和组成数据采集(DAQ:DataAcquisition系统的基本收稿日期:2005-07-18作者简介:刘明洁(1979-,内蒙古阿拉善人,在读研究生,主要研究方向为汽车电子工程。姜雪娜(1978-,吉林省吉林市人,在读研究生,主要研究方向为汽车电子工程。论述与研究任务是物理信号的产生和测量。要使计算机系统能够测量物理信号,首先要使用传感器把物理信号转换为电压或者电流之类DAQ系统可以采集到的电信号。通常不能把被测信号直接连接到DAQ卡,而必须使用信号调理

9、辅助电路,先将信号进行一定的预处理。总之,数据采集是借助软件来控制整个DAQ 系统的,包括采集原始数据、分析数据以及显示结果等。2.2模拟信号采集在L a b V I E W7中增加了一组D A Q函数,即DAQmx。DAQAssistant是一个配置测量任务、通道和标定端图形化接口,用户还可以使用它来产生某一任务的N I-D A Q m x程序。要采集来自D A Q系统的硬件设备中的信号,可以通过配置DAQAssis-tant这一ExpressVI快速方便地完成测量任务。下例使用NI公司的DAQcard-6062E多功能数据采集卡,从函数发生器上采集正弦波信号,然后进行分析,并在波形图中显示

10、。将函数发生器的正弦波信号端口与数据采集卡的模拟输入1通道(ai1相连。下面创建一个基于NI-DAQmx和DAQAssis-tant的应用程序,程序的程序框图及前面板分别如图1,2所示。图1基于NI-DAQmx和DAQAssistant的应用程序框图图2基于NI-DAQmx和DAQAssistant的应用程序前面板(1创建一个新VI;(2从TaskName模板中找到TaskNameControl,并将它放置到前面板(FrontPanel中;(3右键单击这个控件,并从弹出的快捷菜单中选择NewTask(DAQAssistant。这样就启动了,并出现了“CreateNew.”的对话框。在这个窗口中

11、用户可以进行数据采集任务的配置。选择模拟输入(A n a l o gI n p u t,然后再选择电压采集(Voltage。选择之后DAQAssistant会把支持这一采集的物理通道全都列出来,用户可以选择与正弦波信号相连的模拟输入通道。如图3所示。图3数据采集物理通道选择然后点击完成(Finish,就可以看到另外一个窗口弹出,如图4所示。这个窗口就是针对用户所选通道的具体配置,例如:输入范围、采样点数量、采样频率,用户可以根据实际情况进行配置。在这个窗口中点击测试(Test还可以对当前的配置进行测试,看配置结果是否有效,程序能否正常工作。如果程序正常工作,就可以点击OK,使DAQAssist

12、ant 自动生成这些代码。代码生成以后,可以看到在DAQ Assistant中多了一个data的输出端,这就是采集到的数据的输出端口。这样就完成了模拟信号的采集任务。图4通道选择具体配置2.3数据的分析(下转第27页Review and Research CANopen 协议采用CiADS404设备描述8。图6为1451.6标准网络接口简图。IEEE1451.6标准将为本质安全(IS定义一个开放的物理层。2结束语基于IEEE1451标准族所定义的网络化智能传感技术代表了未来测控系统的发展方向,随着IEEE 1451系列智能变送器接口标准体系的建立、完善和系列标准陆续颁布执行,网络化智能传感技术

13、的春天已经到来。参考文献1RyonColeman.OutlineofP1451.5Draft Specification.SensorsExpo.2004(62RobertN.Johnson.ProposedIEEEStan-dardP1451.0.Sensors.2003(63童利标,徐科军.IEEE1451网络化智能传感器标准的发展及应用探讨.传感器世界.2002(65李正晓,叶湘滨.基于IEEE1451.4智能传感器标准的研究.仪器仪表与传感器.2005(46NationalInstruments.SensorsPlug&Play 智能传感器测量的新标准.http:/www.ni

14、.c o m7/groups/1451/5/8TheProposedIEEE1451.6.Standard./groups/1451/6/index.htm(上接第18页下面对所采集的信号进行分析。LabVIEW7中包括了许多分析工具。在函数(Function的首页,集中安放了信号分析(SignalAnalysis方面的ExpressVI。利用这些ExpressVI用户就可以对所采集到的数据进行分析,并且能够方便、快速地看到数据通过算法之后产生的结果,以便用户进行快速精准的分析功能的开发。将这些功能集成到测

15、试应用当中,可以帮助在线技术分析,进行数据提炼,或者开发控制系统。在这里选择SpectralMeasure-ments 这一分析工具对所采集的正弦波信号进行分析。除了LabVIEW7内建的大量分析工具,NI 还为大量特殊的分析提供专用的分析包。如声音和震动分析、阶次分析、数字信号处理。将分析功能直接加入测量应用,可以为用户省去测量后分析的步骤,并且能够更快速地得到分析结果。2.4数据的显示在DAQAssistant 的data 端,单击鼠标右键,选择Create然后再选择波形显示(GraphIndictor,在前面板(FrontPanel上就会自动生成一个波形显示器。运行程序就会看到所采集到的数据的波形。3结束语通过以上的例子可以看出,利用两个Express VI就轻松地完成了原来需要大量时间才能完成的数据采集、分析、显示的功能,而所有的ExpressVI 都是通过配置来完成而且可以自动生成程序代码,这样用户不但可以省去了自己编程的复杂性,而且可以避免编程过程