PAGEii基于LABVIEW的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要：一種用于將儀器虛擬化的軟件就是LABVIEW，這些年來(lái)我們對(duì)它的使用越來(lái)越多。虛擬測(cè)控儀器被利用的頻率越來(lái)越高，LABVIEW在測(cè)控領(lǐng)域逐漸替代了其他軟件，主要原因是由于我國(guó)科技發(fā)展越來(lái)越迅速，相應(yīng)地，對(duì)測(cè)控軟件的要求也就越來(lái)越高。其次，也是因?yàn)槲C(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，以往的試驗(yàn)方法也逐漸被替代。因此，本世紀(jì)虛擬測(cè)控技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用是電子測(cè)試技術(shù)的重要課題。用于用戶(hù)的智能平臺(tái)和開(kāi)放接口是基于LABVIEW的數(shù)據(jù)采集和信號(hào)處理系統(tǒng)的重要優(yōu)點(diǎn)。相信在不久的未來(lái)，由于虛擬儀器的發(fā)展，傳統(tǒng)儀器肯定會(huì)逐漸被市場(chǎng)所淘汰，而虛擬儀器將大學(xué)里和科研企業(yè)中扮演著主角。LABVIEW由NI公司研發(fā)，與傳統(tǒng)的代碼編程方式不同，它的編程程序是圖形化的，通過(guò)G語(yǔ)言的編譯和操作，設(shè)計(jì)出滿(mǎn)足用戶(hù)需求的虛擬測(cè)控系統(tǒng)，除此以外它還在信號(hào)處理分析方面有著不錯(cuò)的表現(xiàn)，由于以上這些優(yōu)點(diǎn)，所以L(fǎng)ABVIEW是在各行各業(yè)中是使用比較多的虛擬儀器。關(guān)鍵詞： LABVIEW；數(shù)據(jù)采集；信號(hào)處理系統(tǒng)；虛擬儀器；虛擬測(cè)試儀器目錄TOC\o"2-3"\h\z\t"標(biāo)題1,1,次標(biāo)題,1"18092目錄 iii167891緒論 1296931.1論文研究背景和意義 1295831.1.1研究背景 1286521.1.2研究意義 128871.2數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展 2171052虛擬儀器的概述 337322.1虛擬儀器的概念與特點(diǎn) 3262602.1.1虛擬儀器的概念 3136702.1.2虛擬儀器的主要特點(diǎn) 3272462.2虛擬儀器的組成原理 3135802.2.1虛擬儀器的硬件組成 3280322.2.2虛擬儀器的軟件組成 4150872.3本章小結(jié) 4284623數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)平臺(tái)和結(jié)構(gòu) 5148433.1數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案 5111183.1.1系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖 521033.1.2系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 5108533.2數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理 6303193.3數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則 797323.4數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件平臺(tái) 766173.4.1傳感器 7157553.4.2USB數(shù)據(jù)采集卡 9193.5數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件平臺(tái) 9281813.5.1軟件的開(kāi)發(fā)過(guò)程 920353.5.2LabVIEW的簡(jiǎn)介 11165413.6本章小結(jié) 11117774數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 12248644.1軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境 12208824.1.1LabVIEW編程背景 12122244.1.2LabVIEW程序組成 13245364.1.3LabVIEW工具模板 1592414.2數(shù)據(jù)采集卡的軟件設(shè)計(jì) 18318504.2.1基于LabVIEW開(kāi)發(fā)虛擬儀器的步驟 19235924.2.2基于LabVIEW的數(shù)據(jù)采集信號(hào)處理 22151184.2.3程序模塊設(shè)計(jì) 22152124.3本章小結(jié) 27237555結(jié)論與展望 2821128參考文獻(xiàn) 30 緒論論文研究背景和意義研究背景數(shù)據(jù)采集是借助計(jì)算機(jī)來(lái)測(cè)量電子物理現(xiàn)象的過(guò)程，例如電壓、電流、壓力和溫度。在大部分?jǐn)?shù)據(jù)收集系統(tǒng)中，電信號(hào)（例如電流和電壓）通常用作所收集信息的載體。真正的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由三部分組成：一是傳感器，二是用于獲得數(shù)據(jù)的硬件，三是可編程軟件的計(jì)算機(jī)。在數(shù)據(jù)獲取的過(guò)程中，首先，借助對(duì)應(yīng)的傳感器將用于測(cè)量的物理量轉(zhuǎn)換為方便處理的電信號(hào)，處理的電信號(hào)，經(jīng)由測(cè)定硬件發(fā)送到計(jì)算機(jī)。在將電信號(hào)發(fā)送到計(jì)算機(jī)后，可以獲得要測(cè)量的物理量的實(shí)際值。眼下，科技發(fā)達(dá)，而且不斷向新高度發(fā)展，數(shù)據(jù)采集技術(shù)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)中。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是1950年左右第一次在美國(guó)誕生的。它一出現(xiàn)，軍隊(duì)就承認(rèn)它最初沒(méi)有很多傳統(tǒng)方法，因?yàn)樗撵`活性和快速獲得。經(jīng)過(guò)10多年后，從軍事市場(chǎng)到市民市場(chǎng)的數(shù)據(jù)取得系統(tǒng)逐漸發(fā)展，但此時(shí)數(shù)據(jù)取得系統(tǒng)的適用范圍仍然限于專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域。1975年以后，隨著大規(guī)模、大規(guī)模集成電路技術(shù)的開(kāi)發(fā)和計(jì)算機(jī)的連續(xù)小型化，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)發(fā)生了很大的變化。在此期間，集成了計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)取得裝置和設(shè)備的新數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)登場(chǎng)了。與以前的系統(tǒng)相比，這個(gè)新的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有更好的靈活性。在20世紀(jì)的10年間，數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)逐漸向軟件和硬件的組合發(fā)展，應(yīng)用范圍也在擴(kuò)大。在今天，由于計(jì)算機(jī)和微電子科技得到了良好的發(fā)展，具有更好的性能，更快的取得速度和更強(qiáng)靈活性的單芯片數(shù)據(jù)取得系統(tǒng)被廣泛使用。研究意義通過(guò)閱讀國(guó)內(nèi)外有關(guān)文獻(xiàn)，我們可以了解到，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，信號(hào)采集技術(shù)的要求逐漸提高。特別是在高速瞬態(tài)數(shù)據(jù)，低重復(fù)高速信號(hào)，單信號(hào)的情況下，高性能數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)可以完成這些不良信號(hào)的獲取，積累和數(shù)據(jù)分析。同時(shí)，在測(cè)量和控制領(lǐng)域也是一個(gè)很大的課題，系統(tǒng)的繁瑣，讓測(cè)試系統(tǒng)的維護(hù)面臨著很大的困難。傳統(tǒng)儀器的功能較為單一不能適應(yīng)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。在實(shí)驗(yàn)室里，需要花費(fèi)巨資購(gòu)買(mǎi)昂貴的測(cè)試儀器進(jìn)行測(cè)試，但傳統(tǒng)儀器無(wú)法開(kāi)展其功能，因?yàn)槲磥?lái)的科研任務(wù)和新指標(biāo)，已經(jīng)不能為科學(xué)實(shí)驗(yàn)工作了。面對(duì)上述困難，硬件平臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)可以節(jié)省一些用戶(hù)的項(xiàng)目成本，但它并不能很好地改進(jìn)現(xiàn)在的測(cè)量和控制行業(yè)的傳統(tǒng)設(shè)備所存在的問(wèn)題。計(jì)算機(jī)和測(cè)量?jī)x器的組合是一個(gè)全新的概念，也就是虛擬儀器設(shè)備技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)不僅能夠使得軟件開(kāi)發(fā)更快更高效，還能夠反復(fù)去使用相關(guān)程序，大大縮短了編程時(shí)間，降低了編程的難度，節(jié)省了很多不必要的開(kāi)支。不夸張地講，虛擬儀器被提出以后，在測(cè)控領(lǐng)域發(fā)生了翻天覆地的變化，它也正不斷取代傳統(tǒng)儀器，站在了新的高度，在不久的未來(lái)，在一些領(lǐng)域或許它將會(huì)完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀器，成為測(cè)控界的主角。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展隨著三大技術(shù)即計(jì)算機(jī)、數(shù)字通信和微電子技術(shù)的不斷成長(zhǎng)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。但是，大數(shù)據(jù)的發(fā)展和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)，對(duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提出了高標(biāo)準(zhǔn)。于是，數(shù)據(jù)采集技術(shù)逐漸朝著智能、網(wǎng)絡(luò)、高速、小型化的方向發(fā)展。（1）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)智能化隨著數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的逐漸發(fā)展改進(jìn)，變得智能化是必然的，另外我們生活的世界也越來(lái)越豐富，對(duì)各類(lèi)數(shù)據(jù)的采集正在不斷變多變雜。以上條件要求數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)需要有更高的標(biāo)準(zhǔn)。隨著數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的智能化，我們就能更好的利用它來(lái)獲取準(zhǔn)確精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，從而更好地服務(wù)于我們的生活。（2）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)逐漸變得網(wǎng)絡(luò)化也是必然的發(fā)展趨勢(shì)。系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)得到更廣泛的應(yīng)用是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化一大優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)不同設(shè)備之間的互相聯(lián)結(jié)，再結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)，就能產(chǎn)生更多的可能，從而數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)也就變得更加完善。（3）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)高速化由于有事很多待采集的數(shù)據(jù)在高速地變化，要完成這些數(shù)據(jù)的采集，數(shù)據(jù)采集要更加高速，這項(xiàng)技術(shù)的根本問(wèn)題就是開(kāi)發(fā)出速度比較高、性能強(qiáng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和處理器件。只有這樣，才能完成上述特殊數(shù)據(jù)的采集。（4）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)小型化虛擬儀器的概述虛擬儀器的概念與特點(diǎn)虛擬儀器的概念虛擬儀器實(shí)際上是一種pc機(jī)，但是和普通的pc機(jī)不同的是它具有一個(gè)虛擬的儀器面板，也就等同于一臺(tái)我們平常使用的電腦加裝上了特有的一組軟件或硬件，這就讓我們?cè)诓僮饔?jì)算機(jī)的時(shí)候，就好像在使用一臺(tái)用戶(hù)自己設(shè)計(jì)的特用傳統(tǒng)電子儀器。其實(shí)，虛擬儀器不是單一的，孤立與其他技術(shù)的，而是由計(jì)算機(jī)技術(shù)和儀器技術(shù)的整合而形成的。計(jì)算機(jī)顯示屏的作用就是形象地表示出各種設(shè)備控制盤(pán)，生動(dòng)地輸出測(cè)試結(jié)果；我們使用計(jì)算機(jī)軟件完成各種功能尤其是測(cè)試，并且用它來(lái)實(shí)現(xiàn)各種信號(hào)分析、處理；鍵盤(pán)或鼠標(biāo)用于交換傳統(tǒng)儀器的按鈕。因此，手不需要直接操作儀器，是的硬件變成“軟件”了。正是因?yàn)橛捎谟?jì)算機(jī)技術(shù)得到了良好的進(jìn)展，才使得我們用虛擬儀器來(lái)完成開(kāi)拓機(jī)器的功能的目標(biāo)成為了事實(shí)，虛擬設(shè)備也可以完成數(shù)據(jù)的收集、分析、顯示、存儲(chǔ)等功能，實(shí)現(xiàn)了替換傳統(tǒng)的電子儀器的目標(biāo)。虛擬儀器的主要特點(diǎn)計(jì)算機(jī)技術(shù)在儀器領(lǐng)域產(chǎn)生的具有活力的新型儀器就是。虛擬設(shè)備與傳統(tǒng)儀器不同的特征可以歸納如下：傳統(tǒng)儀器的概念認(rèn)為硬件為主體，與之不同的是虛擬儀器概念認(rèn)為軟件就是儀器。虛擬儀器的“大腦”是軟件，它帶起了以前的舊觀(guān)念：硬件充當(dāng)主要作用，那么硬件就沒(méi)作用了嗎？硬件的作用是解決傳輸信號(hào)和處理信號(hào)。（2）我們可以根據(jù)自己的需要，利用軟件設(shè)計(jì)來(lái)開(kāi)發(fā)不同的功能，不再受其他因素的影響，例如硬件設(shè)備。（3）虛擬儀器能在網(wǎng)絡(luò)上互聯(lián)而且可以與其他附近的設(shè)備聯(lián)接。當(dāng)前，網(wǎng)絡(luò)越來(lái)越發(fā)達(dá)，基于此的虛擬儀器——網(wǎng)絡(luò)虛擬儀器早已出現(xiàn)在我們的日常生活中。（4）虛擬儀器的分塊化布局，使系統(tǒng)的開(kāi)放性和拓展性得到了很大的提升。虛擬儀器的組成原理一般來(lái)講，絕大多數(shù)的測(cè)量?jī)x器的主要作用分為以下幾個(gè)方面：數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)處理分析和結(jié)果的顯示，而虛擬儀器也不例外。有了數(shù)據(jù)采集硬件，就形成了基于計(jì)算機(jī)的虛擬測(cè)量?jī)x器。虛擬設(shè)備不是單一的儀器，而是有多個(gè)部分組成的，分別是pc機(jī)、硬件接口電路和software。虛擬儀器的硬件組成虛擬儀器的要實(shí)現(xiàn)一定的功能最離不開(kāi)的就是計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)與接口電路是硬件。前者主要功能是分析處理數(shù)據(jù)和顯示結(jié)果，后者主要完成測(cè)試信號(hào)的獲取等功能，按照不一樣的接口總線(xiàn)，主要可分為以下幾種方案，如圖2.1所示。圖2.1硬件組成虛擬儀器的軟件組成硬件是基礎(chǔ)設(shè)備，而軟件則是核心技術(shù)。針對(duì)不同的要求，我們可以利用設(shè)計(jì)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)各種各樣的功能。虛擬儀器系統(tǒng)軟件可可以分為三個(gè)不同的部分，第一個(gè)是visa庫(kù)、第二個(gè)是儀器驅(qū)動(dòng)程序，最后一個(gè)是應(yīng)用程序。本章小結(jié)本章節(jié)介紹了對(duì)虛擬儀器進(jìn)行了介紹，分別從概念，特點(diǎn)，軟硬件組成等方面對(duì)虛擬儀器進(jìn)行了比較系統(tǒng)的介紹，使我們能夠很好地對(duì)虛擬儀器有一個(gè)直觀(guān)的認(rèn)識(shí)，為后續(xù)介紹LABVIEW2018軟件打下基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)平臺(tái)和結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的時(shí)候，要先有一個(gè)清楚的設(shè)計(jì)思路。這樣在后續(xù)工作開(kāi)展的時(shí)候就能夠有章可循，能夠比較系統(tǒng)的完成設(shè)計(jì)工作。于是我通過(guò)對(duì)相關(guān)論文的閱讀，初步選出了幾個(gè)設(shè)計(jì)方案，并且通過(guò)老師的指導(dǎo)選出了一個(gè)整體的方案。就是比較常規(guī)的設(shè)計(jì)思路，就是利用先用傳感器收集目標(biāo)信號(hào)，然后將這些信號(hào)，傳給數(shù)據(jù)采集卡，通過(guò)它的整理以后發(fā)送到pc機(jī)做進(jìn)一步的處理和分析。最困難的地方就是后續(xù)的處理，需要學(xué)習(xí)LABVIEW2018軟件，并且要能夠有一個(gè)良好的操作水平，通過(guò)它完成相關(guān)程序設(shè)計(jì)，來(lái)對(duì)我們采集的溫度信號(hào)進(jìn)行比較理性準(zhǔn)確的分析。以上就是整體方案的大概。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖本篇論文是在LabVIEW2018軟件的基礎(chǔ)上，利用USB數(shù)據(jù)采集卡而進(jìn)行設(shè)計(jì)的一種信號(hào)采集與分析系統(tǒng)。原理圖如圖3.1所示：圖3.1原理圖系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)本論文在相關(guān)硬件的基礎(chǔ)上，通過(guò)軟件設(shè)計(jì)來(lái)完成我們需要的各項(xiàng)功能的實(shí)現(xiàn)。比如數(shù)據(jù)的采集，數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)等等。在后續(xù)的程序設(shè)計(jì)中，無(wú)論是前面板，還是程序框圖都比較清楚簡(jiǎn)潔，層次分明。整體的設(shè)計(jì)思路層次分明，從開(kāi)始的對(duì)數(shù)據(jù)的采集到最后的顯示與處理設(shè)計(jì)起來(lái)思路是比較清楚的，程序設(shè)計(jì)也不會(huì)過(guò)于繁瑣，而是比較清楚明了。系統(tǒng)軟件的總體設(shè)計(jì)過(guò)程如圖3.2所示。圖3.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)本論文的設(shè)計(jì)主要采用分塊化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)不同的功能，各個(gè)部分之間看似分開(kāi)實(shí)際上又是可以相互聯(lián)通的，這種設(shè)計(jì)一方面使我們更加高效地研究問(wèn)題，另一方面設(shè)計(jì)中出現(xiàn)了問(wèn)題時(shí)也是很方便去修改與完善的，最后整體的框圖看起來(lái)也更加簡(jiǎn)單明了，不會(huì)因?yàn)樵O(shè)計(jì)復(fù)雜而顯得比較亂。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一般包括Analogsignal的in/out通道和Digitalsignal的in/out通道。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的inport又稱(chēng)為Datacollection；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的outport又稱(chēng)為Distributionofdata。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通常情況下包含兩種信號(hào)的輸入、輸出通道，這兩種信號(hào)分別是模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。輸入被叫做數(shù)據(jù)的收集，而輸出則被叫做數(shù)據(jù)的分配。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的分類(lèi)數(shù)據(jù)采集根據(jù)不同的標(biāo)通常情況下可以分為以下幾個(gè)種類(lèi)，首先根據(jù)信號(hào)通道的數(shù)量不同可以分為單通道和多通道方式兩種；其次根據(jù)是否智能可以分為智能化和非智能化兩種；另外由于功能不同可以分為數(shù)據(jù)的收集與分配。還有其他各種各樣的區(qū)別，這里不去詳細(xì)的表述出來(lái)，分組的根據(jù)各不相同，種類(lèi)自然也就有所差別。2、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本功能數(shù)據(jù)采集主要完成目標(biāo)信號(hào)的采集與處理，期間要借助相關(guān)硬件（傳感器，數(shù)據(jù)采集卡等）。最后我們通過(guò)對(duì)采集數(shù)據(jù)的分析，了解到目標(biāo)信號(hào)的規(guī)律，以此轉(zhuǎn)換成提高生產(chǎn)加工效率的重要依據(jù)，更好地服務(wù)與我們的生活。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則采集的目標(biāo)不一樣，那么具體的設(shè)計(jì)也就不同，但是由于采集系統(tǒng)組成部分是固定的，所以設(shè)計(jì)的時(shí)候又有一些相似之處。硬件設(shè)計(jì)的一般規(guī)則性?xún)r(jià)比高（2）安全有效（3）穩(wěn)定性高軟件設(shè)計(jì)的一般規(guī)則（1）構(gòu)造妥當(dāng)（2）方便使用（3）運(yùn)行效率高（4）簡(jiǎn)潔明了只要我們?cè)谠O(shè)計(jì)的時(shí)候遵守這些基本原則，并且能夠切實(shí)結(jié)合所研究課題的實(shí)際，實(shí)事求是地做出改變，那么就能夠很好地完成相關(guān)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。但是在設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要格外小心的就是軟件設(shè)計(jì)，因?yàn)檐浖O(shè)計(jì)細(xì)節(jié)比較多，稍微馬虎大意就會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，影響研究進(jìn)度，硬件方面只需要認(rèn)真閱讀使用說(shuō)明書(shū)，正確完成接線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)各個(gè)硬件之間的互聯(lián)就行。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件平臺(tái)硬件方面主要用三部分組成，分別是電腦、數(shù)據(jù)采集卡和傳感器。主要工作流程是目標(biāo)信號(hào)被傳感器采集后傳送到數(shù)據(jù)采集卡上，經(jīng)過(guò)它的進(jìn)一步加工，將處理過(guò)的目標(biāo)信號(hào)傳送到電腦，做更深層次的處理。傳感器在選用傳感器的時(shí)候要認(rèn)真考慮清楚本課題的實(shí)際，選擇最符合需要的傳感器，雖然說(shuō)最重要的是軟件設(shè)計(jì)，但是如果硬件方面出了差錯(cuò)同樣會(huì)影響我們的工作。理論甄選了傳感器以后，還要在實(shí)際的案例中分析他們的實(shí)際表現(xiàn)，確保選出來(lái)的傳感器正好能夠被我們所利用。本論文設(shè)計(jì)系統(tǒng)采用的傳感器是PT100熱電阻，也就是通常所說(shuō)的鉑電阻。具體的性能介紹如下：鉑電阻0℃時(shí)，電阻大小為一百歐姆，電阻變化率為0.3851?/℃。之所以采用該溫度傳感器原因如下：它比較穩(wěn)定，而且比較準(zhǔn)確，測(cè)量的溫度范圍也是比較廣的。Pt100如圖3.3所示。圖3.3Pt100USB數(shù)據(jù)采集卡圖3.4USB數(shù)據(jù)采集卡如上圖所示，本論文設(shè)計(jì)中采用的是恒凱電子公司的USB數(shù)據(jù)采集卡，功能豐富，輸出輸入信號(hào)多樣，能夠應(yīng)用到各行各業(yè)中去。用該數(shù)據(jù)采集卡和電腦為硬件，再結(jié)合相應(yīng)的編程軟件，就可以完成信號(hào)采集系統(tǒng)的完整設(shè)計(jì)。而且各個(gè)模塊之間連接也比較方便，出錯(cuò)率比較低。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件平臺(tái)軟件的開(kāi)發(fā)過(guò)程軟件的開(kāi)發(fā)類(lèi)似于人的一生，從開(kāi)始研發(fā)出來(lái)，到后面的測(cè)試完善，再到最后淘汰，其實(shí)這就是一個(gè)軟件的發(fā)展規(guī)律，和我們?nèi)祟?lèi)的生存周期有點(diǎn)像——我們?nèi)祟?lèi)從出生到后邊的讀書(shū)成長(zhǎng)不斷完善自己，再到后便逐漸承擔(dān)起我們的社會(huì)責(zé)任，再到最后我們逐漸老去。研制計(jì)劃我們?cè)陂_(kāi)發(fā)軟件之前要先確定一下，我們開(kāi)發(fā)出軟件的用途是什么，有什么具體的特點(diǎn)、要求，同時(shí)也要針對(duì)不同的方案展開(kāi)討論，確定出最適合的方案。也就是說(shuō)，我們要先有一個(gè)研制計(jì)劃，以此來(lái)指導(dǎo)我們完成后續(xù)工作。明確軟件的功能該階段主要是在已有計(jì)劃的基礎(chǔ)上，去不斷收集用戶(hù)意見(jiàn)，對(duì)我們?cè)O(shè)計(jì)軟件的功能有一個(gè)個(gè)性化的定制，確保滿(mǎn)足用戶(hù)的目標(biāo)。軟件的設(shè)計(jì)階段當(dāng)然一個(gè)軟件的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，軟件的設(shè)計(jì)才是中心工作，也就是如何具體開(kāi)展設(shè)計(jì)工作。期間我們要將之前我們統(tǒng)計(jì)的各項(xiàng)用戶(hù)需求通過(guò)編程的方式轉(zhuǎn)換為實(shí)際軟件的具體功能。程序的每一部分對(duì)應(yīng)著不同的功能，也就是對(duì)照著用戶(hù)不同的需求。合理有效的設(shè)計(jì)好軟件，能夠?yàn)橄虏绞褂密浖治鰯?shù)據(jù)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，能夠?yàn)槲覀兒芎玫匮芯繂?wèn)題提供有力幫助。本篇論文中的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)對(duì)一些溫度信號(hào)的采集目標(biāo)，整個(gè)系統(tǒng)分為以下幾個(gè)方面，分別是運(yùn)行界面、主程序、子VI。圖3.5軟件設(shè)計(jì)的流程圖編寫(xiě)程序階段該階段主要是通過(guò)編程將事先設(shè)計(jì)好的功能用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言表達(dá)出來(lái)。(5)軟件的測(cè)試階段此階段主要目的是為了對(duì)軟件運(yùn)行的穩(wěn)定性進(jìn)行加強(qiáng)，同時(shí)也是通過(guò)不斷地調(diào)試來(lái)完善系統(tǒng)的功能，從而不斷優(yōu)化軟件的使用體驗(yàn)。軟件測(cè)試主要由三個(gè)部分組成。主要是一個(gè)從局部到整體的測(cè)試思路，首先針對(duì)不同的模塊進(jìn)行測(cè)試，將所有的模塊測(cè)試完成以后，要對(duì)整體的布局，界面，功能進(jìn)行一個(gè)測(cè)試，找出不足和漏洞，從而進(jìn)行改善。最后測(cè)試完成以后也要對(duì)相關(guān)測(cè)試改進(jìn)做好記錄備案，方便今后再次開(kāi)發(fā)過(guò)程中避免出現(xiàn)類(lèi)似的問(wèn)題，提高設(shè)計(jì)效率。(6)軟件的維護(hù)這是最后一個(gè)階段，主要是去尋找系統(tǒng)中隱而未現(xiàn)的漏洞。我們可以利用LabVIEW編程過(guò)程中常用的測(cè)試方法比如使用探針和設(shè)置斷點(diǎn)等，從而精準(zhǔn)找到錯(cuò)誤，直擊要害。LabVIEW的簡(jiǎn)介L(zhǎng)abVIEW（實(shí)驗(yàn)室虛擬工程工作臺(tái)）是可以通過(guò)圖形化程序語(yǔ)言來(lái)編程的軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，LabVIEW編程可以在多種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和多種操作平臺(tái)上使用，大大提高了編程的便利，同時(shí)也大大提升了工作效率，收縮了軟件開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的時(shí)間。LabVIEW有很多強(qiáng)大的圖形用戶(hù)界面，它使得編寫(xiě)程序變得簡(jiǎn)單有趣。它是專(zhuān)門(mén)用于模擬、結(jié)果顯示和一般編程的良好編程語(yǔ)言，是出于測(cè)量、數(shù)據(jù)分析和輸出結(jié)果而設(shè)計(jì)的。與廣義上的實(shí)驗(yàn)儀器不同，該軟件更容易操作，用戶(hù)也可以自行定義需要功能。為了讓我們更好地完成編程，LabVIEW設(shè)計(jì)了大量的函數(shù)和子程序庫(kù)，這就使得編程不再像傳統(tǒng)的編程軟件那樣，面臨著復(fù)雜的算法結(jié)構(gòu)和內(nèi)存不足問(wèn)題的困難。另外LabVIEW中豐富的程序框圖使得我們?cè)诰幊痰倪^(guò)程中，能夠很好地利用這些現(xiàn)有的模塊，不用每次都親自去搭建。在很大意義上提高了編程的速率，也提高了我們編程的興趣，使得編程不再枯燥無(wú)趣。借助LabVIEW強(qiáng)大的性能，程序員可以合理使用該軟件，完成相關(guān)程序設(shè)計(jì)比如我們的數(shù)據(jù)采集處理等等。也是因?yàn)樘摂M儀器的近些年的高速發(fā)展，LabVIEW軟件庫(kù)已經(jīng)日益變得發(fā)達(dá)，操作性也變得極強(qiáng)。另外，LabVIEW很大程度上縮短了軟件設(shè)計(jì)時(shí)間，提升了課題研究速率。由于LabVIEW軟件編程相比于傳統(tǒng)寫(xiě)代碼的方式進(jìn)行編程，更加形象好上手了，所以這也在一定程度上降低了程序員的要求。因此我們相信在不久的未來(lái)這種圖形化編程的方式一定能在各行各業(yè)中占有相當(dāng)大的比重，而傳統(tǒng)的代碼編程將有可能逐漸被替代。本章小結(jié)本章節(jié)介紹了本設(shè)計(jì)的整體設(shè)計(jì)思路，從硬件軟件原理方面分別進(jìn)行了說(shuō)明。無(wú)論是數(shù)據(jù)采集卡，傳感器還是我們使用的LabVIEW編程軟都進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，并且將它們是如何聯(lián)系起來(lái)工作的也進(jìn)行了闡釋。期間也進(jìn)行了不同方案的對(duì)比，結(jié)合我們本課題的要求最終我們確定了以上方案，作為我們的最終方案，來(lái)進(jìn)行后面的相關(guān)數(shù)據(jù)的采集與分析工作。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境本課題軟件設(shè)計(jì)方面利用的是LabVIEW2018軟件。主要是考慮到LabVIEW2018軟件在程序設(shè)計(jì)方面比較形象，易于操作。圖形化編程也易于上手，整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程不會(huì)顯得枯燥乏味，另外就是LabVIEW2018軟件可以適用于很多環(huán)境和平臺(tái)上，使用極其方便。LabVIEW編程背景圖4.1LabVIEW編程背景如圖4.1所示為L(zhǎng)ABVIEW的編程背景。我們以前接觸的編程多數(shù)像C語(yǔ)言和Java那樣，整個(gè)程序設(shè)計(jì)都是利用一個(gè)個(gè)代碼敲成的，但是與之大不相同，LABVIEW中基本是圖形化編程，運(yùn)行是靠數(shù)據(jù)流動(dòng)實(shí)現(xiàn)。編程時(shí)，只需要我們確定好in和out控件，并且利用相關(guān)函數(shù)將他們接起來(lái)，就能夠?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)的功能。除了利用數(shù)據(jù)庫(kù)里各種各樣的函數(shù)，我們還可以利用LABVIEW兼容的傳統(tǒng)編程語(yǔ)言進(jìn)行編寫(xiě)。這也是我們本課題選用LABVIEW2018的一個(gè)重要原因。要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集其實(shí)并不難，無(wú)論是傳統(tǒng)的編程方式還是利用LABVIEW2018軟件都可以很好地實(shí)現(xiàn)該功能，但是當(dāng)遇到多個(gè)數(shù)據(jù)的采集時(shí)，LABVIEW2018軟件優(yōu)點(diǎn)就體現(xiàn)的淋漓盡致了，而且它還為后續(xù)信號(hào)的處理提供了很大的便利。LabVIEW程序組成圖4.2LabVIEW程序組成如上圖中所示LABVIEW程序一般包含以下幾個(gè)部分。前面板：就是程序運(yùn)行時(shí)的那個(gè)界面；程序框圖：我們可以將不同的器件進(jìn)行連線(xiàn)的那個(gè)界面；圖標(biāo)也就是通常所說(shuō)的連接器。前面板其實(shí)是由控件和指示器結(jié)合而成的，控件充當(dāng)輸入的角色，能夠產(chǎn)生相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸入。與之對(duì)應(yīng)的指示器則是將輸出給展現(xiàn)出來(lái)。前面板會(huì)匯聚多重功能，我們可以通過(guò)具體的設(shè)置，對(duì)目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行一定的采集分析。程序框圖就相當(dāng)于我們傳統(tǒng)編程軟件的程序編寫(xiě)面板，這里是我們程序的可執(zhí)行代碼，是通過(guò)端子、節(jié)點(diǎn)和連線(xiàn)基于一定的邏輯關(guān)系連接起來(lái)的框圖，并且能夠通過(guò)執(zhí)行來(lái)實(shí)現(xiàn)我們預(yù)期的目標(biāo)，具備數(shù)據(jù)采集和處理的基本功能。最后，圖形和程序中的的文字表述就組成了LABVIEW程序中的圖標(biāo)。前面板和程序框圖如圖4.3和4.4所示。圖4.3前面板圖4.4程序框圖一般來(lái)說(shuō)，vi程序具有固定的的圖標(biāo)格式，可以在界面的右上角找到。創(chuàng)建新的vi程序的同時(shí)，我們就會(huì)看到相應(yīng)的圖標(biāo)出現(xiàn)。在mainvi程序中去調(diào)用每個(gè)子vi時(shí)，如果使用基于子vi函數(shù)的相應(yīng)圖標(biāo)，可以大幅度增強(qiáng)程序的可閱讀性。如果想改變圖標(biāo)外觀(guān)，請(qǐng)用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊兩下前面板右上角的圖標(biāo)，進(jìn)行更改。LabVIEW工具模板LABVIEW有以下幾個(gè)工具模板分別是：函數(shù)模板（FP）、控件模板（CP）、工具模板（TP）。下面對(duì)這幾個(gè)模板進(jìn)行一個(gè)講解，以便于我們更好地去熟悉LABVIEW2018軟件，并且更好地編寫(xiě)程序。工具選板，LABVIEW中工具模板如圖4.5所示：圖4.5LABVIEW中的工具模板工具模板中有許多小工具可以用于編程過(guò)程中的調(diào)試，修改等。我們可任意設(shè)置它的可見(jiàn)與否，也可以將其固定在界面上，當(dāng)我們使用它時(shí)可以利用Ctrl加shift將其調(diào)出來(lái)。如果不清楚各個(gè)小工具的作用，我們可以將鼠標(biāo)放在上邊，就會(huì)顯示出該工具的功能。工具模板的工具及說(shuō)明書(shū)如表4.1所示：表4.1工具選板控件選板，LABVIEW中工具模板如圖4.6所示：控件選板一般在前面板我們就能很容易找到，它包含著編輯前面板時(shí)要用到的所有對(duì)象?？丶x板中的基本常用控件可以以當(dāng)代（Modern）、經(jīng)典（Classic）和系統(tǒng)（System）3種風(fēng)格來(lái)顯示。這三種控件的風(fēng)格是不一樣的，但是絲毫不影響他們具有同樣的功能，之所以這樣設(shè)置是為了滿(mǎn)足不同用戶(hù)對(duì)控件樣式的不同需求?？丶x板如圖4.6所示:圖4.6控件選板一般當(dāng)我們建立一個(gè)新的vi時(shí)，會(huì)直接看到控件選板，但是如果遇到?jīng)]有出現(xiàn)的情況時(shí)，我們也可以在前面板的空白處單擊鼠標(biāo)的右鍵將其打開(kāi)，當(dāng)然也有其他一些辦法，這里我們主要采用以上方法?？丶K的描述見(jiàn)表4.2。表4.2控件模板功能描述函數(shù)選板，LABVIEW中函數(shù)模板如圖4.7所示：函數(shù)模板這里有豐富的函數(shù)和vi供我們編程時(shí)使用，但我們對(duì)相關(guān)函數(shù)不熟悉的時(shí)候，我們也可以通過(guò)搜索迅速找到相關(guān)函數(shù)。函數(shù)模板如圖4.7所示。圖4.7LABVIEW中的函數(shù)選板我們可以通過(guò)在程序框圖的空白處單擊鼠標(biāo)右鍵來(lái)打開(kāi)函數(shù)模板。表4.3簡(jiǎn)單描述了函數(shù)模板的一些功能。表4.3函數(shù)模板的一些功能數(shù)據(jù)采集卡的軟件設(shè)計(jì)本課題中的核心部分就是軟件設(shè)計(jì)這一部分，軟件設(shè)計(jì)方面我們將采用LABVIEW2018進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，來(lái)實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的目標(biāo)。另外，我們數(shù)據(jù)采集卡的選擇也至關(guān)重要，如果我們選的是內(nèi)部的采集卡，那么我們?cè)诰幊痰臅r(shí)候就會(huì)簡(jiǎn)單一些，可以直接采用內(nèi)置驅(qū)動(dòng)程序，如果我們用了其他公司的采集卡，那么我們編程時(shí)會(huì)稍顯麻煩一些，因?yàn)槲覀儗⒉荒苤苯邮褂脙?nèi)置程序。一般情況下，要想實(shí)現(xiàn)LABVIEW與通用數(shù)據(jù)采集卡的通信，我們可以采取以下幾種方法：在采樣速率要求不改的情況下，我們可以在LABVIEW的函數(shù)模板內(nèi)，選擇高級(jí)/記憶中的輸入和輸出來(lái)實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)的功能。如果對(duì)采樣速率要求比較高，但是編寫(xiě)的程序的水平有限的話(huà)，我們可以使用第二種方法：利用LABVIEW的CIN圖標(biāo)，生成相應(yīng)的的子vi，然后在函數(shù)模板中找到互連接口模塊下的CodeInterfaceNode。當(dāng)我們使用CodeInterfaceNode的時(shí)候，LABVIEW就可以直接調(diào)用前面我們已經(jīng)編譯好的代碼。這種方法主要特點(diǎn)是：運(yùn)行速度快、多個(gè)程序可以一起運(yùn)行。當(dāng)我們使用其他公司的采集卡時(shí)，可以采用的方法是用采集卡的DynamicLinkLibrary數(shù).DLL,DynamicLinkLibrary的意思就是說(shuō)：在形成一個(gè)exe文件時(shí)，僅僅會(huì)在程序中保留函數(shù)的入口和接口中，如果沒(méi)有運(yùn)行程序，就不會(huì)將DLL文件保留到程序。當(dāng)DLL不被使用時(shí)，DLL就會(huì)被從內(nèi)存中移除，在一定程度上緩解了內(nèi)存壓力；經(jīng)過(guò)我們的仔細(xì)分析結(jié)合我們要完成的目標(biāo)，本課題最終確定選用第二種方法即I/O方式來(lái)完成數(shù)據(jù)采集卡的軟件控制?；贚abVIEW開(kāi)發(fā)虛擬儀器的步驟與其他軟件的研究設(shè)計(jì)步驟大概相同，唯一有點(diǎn)差別的是，虛擬儀器的研究設(shè)計(jì)中要注重選擇合適的I/O接口硬件來(lái)更好地完成我們的設(shè)計(jì)工作。開(kāi)發(fā)虛擬儀器的流程有以下幾步：新建VI。我們可以通過(guò)兩種方法來(lái)新建，首先我們可以在打開(kāi)LABVIEW2018軟件后在主界面的右上角點(diǎn)擊“文件”就會(huì)看到“新建vi”，如圖4.9所示，另外一種方法就是在已經(jīng)打開(kāi)的vi窗口左上角點(diǎn)擊“文件”就會(huì)看到“新建vi”，如圖4.10所示。圖4.8新建vi（一）圖4.8新建vi（二）新建vi以后我們要對(duì)前面板進(jìn)行編輯，這里我們要對(duì)前面板上的各個(gè)需要的控件進(jìn)行修改，使它們符合我們需要的尺寸、相對(duì)位置、屬性要求。我們也可以加一些提示性的文字，幫助我們更好地進(jìn)行編輯。編輯完前面板以后，我們可以點(diǎn)擊雙擊某個(gè)控件或者用ctrl+e來(lái)切換至程序框圖界面，在這里我們一般利用一定的結(jié)構(gòu)比如while循環(huán)結(jié)構(gòu)，for循環(huán)結(jié)構(gòu)等等，再加上一些函數(shù)，最后通過(guò)連線(xiàn)完成程序框圖的設(shè)計(jì)，最后我們也可以利用界面上的整理按鈕，將程序進(jìn)行整理，是的整個(gè)框圖有序排列。當(dāng)我們完成一個(gè)vi的編輯之后，接下來(lái)要對(duì)其進(jìn)行保存，并且要運(yùn)行完善。如果運(yùn)行順利那么直接保存即可，方便我們下次繼續(xù)使用；如果無(wú)法運(yùn)行，那么我們需要對(duì)程序中存在的錯(cuò)誤進(jìn)行修改，錯(cuò)誤的程序在程序框圖界面會(huì)被列舉出來(lái)，我們只需要對(duì)其進(jìn)行注意修改即可。當(dāng)然我們?cè)谡{(diào)試程序的時(shí)候也可以利用“高亮顯示”和“設(shè)置探針”等方法，幫助我們更好地發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，進(jìn)行修改。開(kāi)發(fā)虛擬儀器的具體步驟的流程圖如下圖4.8所示。圖4.9虛擬儀器的軟件設(shè)計(jì)流程基于LabVIEW的數(shù)據(jù)采集信號(hào)處理我們之前已經(jīng)了解到LABVIEW軟件不僅能夠?qū)δ繕?biāo)信號(hào)進(jìn)行采集，還能夠完成后續(xù)對(duì)信號(hào)的處理。我們通過(guò)LABVIEW軟件對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行處理是為了更加準(zhǔn)確分析問(wèn)題，使我們能夠利用波形圖、一些計(jì)算對(duì)研究的問(wèn)題有一個(gè)清楚地判斷。LabVIEW處理信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)相較于其他軟件來(lái)講，數(shù)據(jù)信號(hào)處理速度不再那么慢，使用LABVIEW軟件處理數(shù)據(jù)信號(hào)能夠更加完整快速，能夠完成多方面的分析。LABVIEW軟件很好地避開(kāi)了MATLAB處理信號(hào)慢，C語(yǔ)言編程復(fù)雜的缺點(diǎn)。之所以說(shuō)LABVIEW軟件處理信號(hào)迅速是因?yàn)椋壕幊淌菆D像化編程，能夠短時(shí)間內(nèi)完成相關(guān)程序的編寫(xiě)，對(duì)編程水平要求不高。另外示波器等器件直接添加然后創(chuàng)建相應(yīng)的常量就能夠通過(guò)波形很好地顯示出數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，不需要再外接硬件設(shè)備（示波器）去測(cè)量。最后就是無(wú)論程序的調(diào)試還是程序的維護(hù)都能夠很好地通過(guò)軟件中的小工具來(lái)完成。信號(hào)分析處理的方法在LABVIEW中有許許多多的數(shù)據(jù)信號(hào)分析方法，一般我們都是根據(jù)研究課題的不同采用不同的數(shù)據(jù)信號(hào)分析方法。通常情況下，信號(hào)的分析處理包含有以下幾種不同的方法：一是時(shí)域分析，二是頻域分析。程序模塊設(shè)計(jì)前面板的設(shè)計(jì)本課題程序設(shè)計(jì)的前面板大概有以下幾個(gè)：mainvi前面板，溫度采樣前面板，讀取歷史數(shù)據(jù)前面板。前面板則是由布爾鍵控制部分和示波器、文本框顯示部分。布爾鍵主要是停止開(kāi)關(guān)。顯示部分主要包括實(shí)時(shí)溫度的波形，溫度閾值等顯示控件。前面板的圖形界面如圖4.9所示圖4.10溫度采集系統(tǒng)的前面板圖4.11模擬溫度生成前面板圖4.12讀取歷史數(shù)據(jù)前面板溫度計(jì)要查看控件選項(xiàng)，請(qǐng)右鍵單擊具有經(jīng)典值的溫度計(jì)，然后將控件放置在前面板布局窗口中的正確位置。右鍵單擊控制單元，然后單擊彈出項(xiàng)目中的“查看項(xiàng)目”選項(xiàng)卡以顯示控件名稱(chēng)。3、報(bào)警指示燈單擊控件選項(xiàng)中顯示的鼠標(biāo)右鍵，選擇經(jīng)典布爾的經(jīng)典邏輯矩形指示器，拖到前面板上的適當(dāng)位置，然后作為警告燈編輯標(biāo)簽。4、溫度波形的顯示面板單擊鼠標(biāo)右鍵顯示控件選項(xiàng)，并通過(guò)Express選擇圖形顯示控件的波形。5、溫度數(shù)值顯示控件單擊鼠標(biāo)右鍵以顯示控件選項(xiàng)。選擇經(jīng)典值的顯示控件，拖到前面板上的適當(dāng)位置。程序框圖的設(shè)計(jì)虛擬溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的程序框圖由溫度對(duì)比程序，模擬溫度生成子VI程序，溫度處理程序，延時(shí)程序，溫度顯示程序等構(gòu)成。溫度模擬產(chǎn)生子VI程序溫度模擬產(chǎn)生子VI程序主要有創(chuàng)建數(shù)組，乘法運(yùn)算器，隨機(jī)數(shù)等組成，然后將該程序打包并且封裝，在主程序中進(jìn)行調(diào)用。由于溫度實(shí)時(shí)產(chǎn)生，所以運(yùn)用While使程序不斷循環(huán)，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，出現(xiàn)函數(shù)選項(xiàng)，在結(jié)構(gòu)中選擇While循環(huán)。溫度產(chǎn)生子VI程序框圖如4-12所示圖4.13模擬溫度生成子VI的程序框圖圖4.14模擬溫度生成子VI的封裝圖4.15模擬溫度生成子VI的調(diào)用溫度比較程序溫度比較程序主要由大等于比較器，布爾程序組成。其作用是將溫度產(chǎn)生子VI程序產(chǎn)生的溫度與設(shè)定的溫度進(jìn)行比較。如果實(shí)時(shí)溫度大于等于溫度閾值，報(bào)警燈亮黃色報(bào)警。如果實(shí)時(shí)溫度小于溫度閾值，報(bào)警燈亮綠色。溫度下顯示程序溫度顯示程序中包含了溫度計(jì)和波形圖表。溫度信號(hào)被系統(tǒng)讀取以后，相關(guān)數(shù)據(jù)就會(huì)在溫度顯示程序的作用下，顯示在前邊我們?cè)O(shè)定的波形圖表中，顯示程序其實(shí)并不難，就是建立一個(gè)數(shù)組控件，再分別將當(dāng)前讀取的溫度信號(hào)數(shù)據(jù)，保留在這個(gè)數(shù)組中，最后通過(guò)傳輸在波形圖表中進(jìn)行顯示，還有將實(shí)際的溫度在一個(gè)顯示控件上直接顯示出來(lái)。具體程序框圖如下圖所示：圖4.16溫度數(shù)據(jù)信號(hào)采集系統(tǒng)的程序框圖本章小結(jié)第四章首先介紹了LABVIEW2018環(huán)境，從軟件創(chuàng)意的角度推進(jìn)獲取系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)過(guò)程。主要是LABVIEW2018、USB數(shù)據(jù)采集卡和溫度傳感器的組合，設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單的溫度信號(hào)采集系統(tǒng)。在一些實(shí)驗(yàn)之后，設(shè)計(jì)系統(tǒng)的操作方法簡(jiǎn)單，系統(tǒng)具有高成本性能，可以快速實(shí)現(xiàn)編程功能，實(shí)時(shí)和直觀(guān)地收集所需的溫度數(shù)據(jù)信號(hào)，完成溫度信號(hào)的收集，直到這里我們也就基本完成了整個(gè)課題的設(shè)計(jì)，后續(xù)需要將結(jié)論列舉出來(lái)。結(jié)論與展望從本次中，我發(fā)現(xiàn)虛擬儀器技術(shù)被普遍應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域各個(gè)行業(yè)，這無(wú)疑是因?yàn)槔盟鼛椭覀冊(cè)O(shè)計(jì)程序可以大幅度減少我們的工作量，使我們的工作更加有效，而且還節(jié)省了大量設(shè)計(jì)開(kāi)支，所以我們研究虛擬儀器技術(shù)應(yīng)用在一些信號(hào)的采集與處理工程的設(shè)計(jì)上是非常有前途的，也是有一定道理的。本文主要是在使用USB數(shù)據(jù)采集卡的基礎(chǔ)上，利用LABVIEW2018軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)出來(lái)一個(gè)關(guān)于溫度信號(hào)的采集與信號(hào)處理系統(tǒng)，主要是對(duì)于信號(hào)采集與分析進(jìn)行研究，分為對(duì)虛擬示波器的設(shè)計(jì)以及對(duì)信號(hào)分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)了對(duì)于數(shù)據(jù)信號(hào)的采集、波形的顯示等幾個(gè)目標(biāo)，基本上滿(mǎn)足設(shè)計(jì)需要。在現(xiàn)實(shí)的研究工作中，當(dāng)硬件條件統(tǒng)一時(shí)，用戶(hù)可以根據(jù)具體的需求來(lái)DIY虛擬儀器的前面板以及程序過(guò)程，或者通過(guò)修改或增減軟件模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)一些新的功能。本文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)把數(shù)據(jù)信號(hào)的采集與分析統(tǒng)一了起來(lái)，節(jié)省了研究設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的成本，系統(tǒng)效率更高。論文中的設(shè)計(jì)工作已經(jīng)基本完成，但是由于本人的綜合水平有限以及硬件設(shè)備短缺等原因，導(dǎo)致該信號(hào)采集與處理系統(tǒng)的一些功能還有待于下一步地完善。該系統(tǒng)可以繼續(xù)深入探究的方向以及存在的幾個(gè)不足主要如下所示：在系統(tǒng)的硬件方面，目前用的是USB數(shù)據(jù)信號(hào)采集卡，在之后的工作和研究中可以用公司內(nèi)部的數(shù)據(jù)采集卡來(lái)采集我們?nèi)粘Ｉ钪械牟煌瑪?shù)據(jù)信號(hào)的采集，來(lái)更好地完善現(xiàn)在的系統(tǒng)存在的漏洞。網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的很快，虛擬儀器的研究也正在逐步地向儀器網(wǎng)絡(luò)化的大方向轉(zhuǎn)型。如果能夠很好地把虛擬儀器接入到Web中，那么它的功能將會(huì)更加強(qiáng)大，用戶(hù)可以實(shí)時(shí)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來(lái)查看關(guān)于任何地方的測(cè)量數(shù)據(jù)信息，研究發(fā)明出虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室，不僅可以節(jié)約設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的時(shí)間和成本，而且能夠是我們?cè)诟呖茖W(xué)研究方面的工作更加有效。參考文獻(xiàn)向科峰.基于LabVIEW的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)若干問(wèn)題研究[D].碩士論文.綿陽(yáng):西南科技大學(xué)，2007.張青.基于PCI總線(xiàn)的虛擬儀器研究[D].碩士論文.重慶:重慶大學(xué)，2009.[3]陳錫輝，張銀鴻編著.LabVIEW8.20程序設(shè)計(jì)從入門(mén)到精通[M].北京：清華大學(xué)出版社，2007，7:27～298.[4]王玉偉.基于LabVIEW的測(cè)試軟件設(shè)計(jì)[D].碩士論文.太原:中北大學(xué)，2009.[5]何春鵬.基于LabVIEW的數(shù)據(jù)處理與仿真的研究[D].碩士論文.北京:北京交通大學(xué)，2008.[6]徐萬(wàn)明.基于LabVIEW的虛擬儀器研究與開(kāi)發(fā)[D].內(nèi)蒙古：內(nèi)蒙古科技大學(xué)，2006.[7]宋青.