【正文】 集成；使用 DataSocket 技術(shù)、 Web Server、 TCP/IP 和 UDP 網(wǎng)絡(luò) Vis，與遠(yuǎn)程應(yīng)用程序通信。 NI 公司還提供了一個(gè)數(shù)據(jù)采集卡的配置工具軟件 —— Measurement amp。計(jì)數(shù)器包括三個(gè)重要信號(hào)：門限信號(hào)、計(jì)數(shù)信號(hào)、輸出。數(shù)字 I/O 常見的應(yīng)用是在計(jì)算機(jī)和外設(shè)如打印機(jī)、數(shù)據(jù)記錄儀等之間傳送數(shù)據(jù)。它的重要參數(shù)包括：數(shù)字口路數(shù)（ line）、接收 (發(fā)送 )率、驅(qū)動(dòng)能力等。建立時(shí)間短、轉(zhuǎn)換率高的 D/A 可以提供一個(gè)較高頻率的信號(hào)。 A/D 的性能和參數(shù)直接影響著模擬輸入的質(zhì)量，要根據(jù)實(shí)際需要的精度來選擇合適的 A/D。 NIMCal 校準(zhǔn)支持 24 路數(shù)字 I/O。 3． 2． 2 數(shù)據(jù)采集卡的功能 一個(gè)典型的數(shù)據(jù)采集 卡 的功能有模擬輸入、模擬輸出、數(shù)字 I/O、計(jì)數(shù)器 /計(jì)時(shí)器等，這些功能分別由相應(yīng)的電路來實(shí)現(xiàn)。這種方式 適 用于輸入 信號(hào) 為 高電 平（大于一 伏 ），信號(hào) 源與采集端 之 間的 距離 較 短 （ 小 于 15 英尺 ），并 且 所有輸入 信號(hào) 有一個(gè) 公共 接 地 端。這 樣 ，就不 需要 在計(jì)算機(jī)內(nèi)部 插 槽 中 插 入板 卡 ，這時(shí)，計(jì)算機(jī)與 DAQ系 統(tǒng) 之 間的 通訊 可以采用各種不同的 總 線，如并行口 或者 PCMCIA等 完 成。有時(shí)不能把被測(cè)信號(hào) 直接連接到 DAQ卡 ，而必須使用 信號(hào) 調(diào)理 輔 助 電 路 ，先 將信號(hào)進(jìn) 行一定的 處 理。這些控制程序用到了 許 多 低 層的 DAQ驅(qū) 動(dòng)程序。 采集 事件需要與外部裝置同步。 采集 事件定時(shí)需要非常準(zhǔn)確。 下列情況使用軟件觸發(fā)： 硬件觸發(fā)可進(jìn)一步分為外部觸發(fā)和內(nèi)部觸發(fā)。 3． 1． 2 觸發(fā)（ Triggering） 基于 LabVIEW 的心電 信號(hào) 測(cè)試系統(tǒng)（心電信號(hào)采集） 4 觸發(fā)涉及初始化、終止或同步 采集 事件的任何方法。 下列情況可以不使用 Buffer I/O： 如果你的卡有 DMA 性能，模擬輸入操作就有一個(gè)通向計(jì)算機(jī)內(nèi)存的高速硬件通道，這就意味著所采集的數(shù)據(jù)可以直接送到計(jì)算機(jī)的內(nèi)存。 3． 1． 1 緩沖（ Buffers） 這里的緩沖指的是 PC 內(nèi)存的一個(gè)區(qū)域（不是 數(shù)據(jù)采集卡 上的 FIFO 緩沖），它用來臨時(shí)存放數(shù)據(jù)。 在通用微機(jī)系統(tǒng)里，含有一塊非常重要的采集卡 —— DAQ 數(shù)據(jù)采集卡 ,它是完成采集系統(tǒng)的不可或缺的部分。它是計(jì)算機(jī)與外部物理世界連接的橋梁。 虛擬儀器的起源可以追朔到 20 世紀(jì) 70 年代，那時(shí)計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)在國防、航天等領(lǐng)域已經(jīng)有了相當(dāng)?shù)陌l(fā)展。 （ 3） 用戶可以根據(jù)自己的需要定義和制造各種儀器。以通用的計(jì)算機(jī)硬件及操作系統(tǒng)為依托 ，實(shí)現(xiàn)各種儀器功能， 虛擬儀基于 LabVIEW 的心電 信號(hào) 測(cè)試系統(tǒng)（心電信號(hào)采集） 2 器主要是指這種方式。計(jì)算機(jī)和儀器的密切結(jié)合是目前儀器發(fā)展的一個(gè)重要方向。通過對(duì) LabVIEW的編程，使電腦能顯示出心率大小，信號(hào)采集次數(shù)和信號(hào)采集頻率的信息。但是他們采用的計(jì) 算方法都比較復(fù)雜。 LabVIEW 是一種面向?qū)ο蟮膱D形化編程語言開發(fā)環(huán)境， 本文對(duì)其在醫(yī)學(xué)心電信號(hào)采集與處理中的應(yīng)用將做出具體介紹。虛擬儀器是計(jì)算機(jī)硬件資源、儀器與實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)硬件資源和虛擬儀器軟件資源三者的有效結(jié)合。在虛擬儀器的圖形軟件開發(fā)平臺(tái)研究方面 , 最有代表性的是 LabVIEW虛擬儀器軟件開發(fā)平臺(tái) 【 3】 。由于心電信號(hào)經(jīng) DAQ 數(shù)據(jù)采集卡采集后，在 LabVIEW 的前面板上只能顯示出最原始，最簡單的數(shù)據(jù)，尚不能直觀的看出心電信號(hào)的心率大小等信息。 所以，在延續(xù)已有的研究方案上，本人想設(shè)計(jì)出一套更為簡單、便捷的測(cè)試系統(tǒng)。與已有的方案相比，本次設(shè)計(jì)的不同之處就在于如何對(duì) LabVIEW 進(jìn)行編程 【 5】 。粗略地說這種結(jié)合有兩種方式，一種是將計(jì)算機(jī)裝入儀器，其典型的例子就是所謂智能化的儀器。下面的框圖（ 1）反映了常見的虛擬儀器方案。 虛擬儀器實(shí)際上是一個(gè)按照儀器需求組織的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 PC 機(jī)出現(xiàn)以后，儀器級(jí)的計(jì)算機(jī)化成為可能，甚至在 Microsoft公司的 Windows 誕生之前， NI 公司已經(jīng)在 Macintosh 計(jì)算機(jī)上推出了 以前的版本。各種類 型信號(hào)采集的難易程度差別很大。 3． 1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的構(gòu)成 被測(cè)對(duì)象信號(hào)調(diào)理數(shù)據(jù)采集卡虛擬儀器面板數(shù)據(jù)處理基于 LabVIEW 的心電 信號(hào) 測(cè)試系統(tǒng)（心電信號(hào)采集） 3 圖（ 2） 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 上圖表示了數(shù)據(jù)采集的結(jié)構(gòu)。例如，你需要采集每秒采集幾千個(gè)數(shù)據(jù)，在一秒內(nèi)顯示或圖形化所有數(shù)據(jù)是困難的。 不使用 Buffer 意 味著對(duì)所采集的每一個(gè)數(shù)據(jù)你都必須及時(shí)處理（圖形化、分析等），因?yàn)檫@里沒有一個(gè)場(chǎng)合可以保持你著手處理的數(shù)據(jù)之前的若干數(shù)據(jù)點(diǎn)。 需要連續(xù)采集或產(chǎn)生 AC 數(shù)據(jù)（ 10 樣本／秒），并且要同時(shí)分析或顯示某些數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)組短小，例如每秒只從兩個(gè)通道之一采集一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。觸發(fā)器通常是一個(gè)數(shù)字或模擬信號(hào)，其狀態(tài)可確定動(dòng)作的發(fā)生。當(dāng)某一模入通道發(fā)生一個(gè)指定的電壓電平時(shí)，讓卡輸出一個(gè)數(shù)字脈沖，這是內(nèi)部觸發(fā)。 用戶需要對(duì)所有 采集 操作有明確的控制，并且 3． 2 數(shù)據(jù)采集 (DAQ)卡 3． 2． 1 DAQ 數(shù)據(jù)采集卡簡介 LabVIEW的數(shù)據(jù)采集（ Data Acquisition）程序 庫 包括了 許 多 NI公 司 數(shù)據(jù)采集（ DAQ）卡 的 驅(qū) 動(dòng)控制程序。 本課 程 需要 一塊 安裝好 的 DAQ卡 以 及 LabVIEW開發(fā) 系 統(tǒng)。 總 之 ，數(shù)據(jù)采集是 借 助 軟 件 來控制 整 個(gè) DAQ系 統(tǒng) —— 包括采集 原始 數(shù)據(jù)、分 析 數(shù)據(jù)、 給 出結(jié)果等。這種結(jié)構(gòu) 適 用于 遠(yuǎn) 程數(shù)據(jù)采集和控制 系 統(tǒng)。如果不能 滿足 上述 條件 ，則 需要 使用 差 分輸入。 我們使用的是 NI公司生產(chǎn)的 PCI－ 6221型號(hào)的數(shù)據(jù)采集卡 ，它具有如下功能特點(diǎn)： 32位計(jì)數(shù)器 。 NIDAQmx 測(cè)試軟件和硬件配置程序支持 模擬輸出通常是為 采集 系統(tǒng)提供激勵(lì)。如果用 D/A 的輸出信號(hào)去驅(qū)動(dòng)一個(gè)基于 LabVIEW 的心電 信號(hào) 測(cè)試系統(tǒng)（心電信號(hào)采集） 6 加熱器，就不需要使用速度很快的 D/A，因?yàn)榧訜崞鞅旧砭筒荒芎芸斓馗欕妷鹤兓?。如果輸出去?qū)動(dòng)電機(jī)、燈、開關(guān)型加熱器等用電器，就不必用較高的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換率。另外一些數(shù)字口為了同步通信的需要還有“握手”線 。門限信號(hào)實(shí)際上是觸發(fā)信號(hào) —— 使計(jì)數(shù)器工作或不工作；計(jì)數(shù)信號(hào)也即信號(hào)源，它提供了計(jì)數(shù)器操作的時(shí)間基準(zhǔn)；輸出是在輸出線上產(chǎn)生脈沖或方波。 Automation Explorer ,它可以配置 NI 公司的軟件和硬件，比如執(zhí)行系統(tǒng)測(cè)試和診斷、增加新通道和虛擬通道、設(shè)置測(cè)量系統(tǒng)的方式、察看所連接的設(shè)備等。在對(duì)硬件的支持方面， LabVIEW 集成了與 GPIB、 VXI、 PXI、 RS232/48 PLC和插入式數(shù)字采集設(shè)備等進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的全部功能。通過類似于傳統(tǒng)的程序調(diào)試工具，使用者可以清楚地看見數(shù)據(jù)在程序中流動(dòng)，使程序調(diào)試更加方便。各平臺(tái)之間開發(fā)的應(yīng)用程序還可以直接進(jìn)行移植。因此在數(shù)字信號(hào)處理領(lǐng)域， LabVIEW 設(shè)計(jì)的信號(hào)處理軟件可以作為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)或測(cè)試儀器系統(tǒng)的信號(hào)處理部分。 4． 1 LabVIEW 應(yīng)用程序的構(gòu)成 所有的 LabVIEW 應(yīng)用程序，即虛擬儀器（ VI）， 它包括前面板（ front panel）、 流程圖基于 LabVIEW 的心電 信號(hào) 測(cè)試系統(tǒng)（心電信號(hào)采集） 8 （ block diagram）以及圖標(biāo) /連結(jié)器 (icon/connector)三部分。顯然，并非簡單地畫兩個(gè)控件就可以運(yùn)行，在前面板后還有一個(gè)與之配套的流程圖。圖（ 3）是與圖（ 2）對(duì)應(yīng)的流程圖。在許多情況下，使用 VI 可以仿真標(biāo)準(zhǔn)儀器，不僅在屏幕上出現(xiàn)一個(gè)惟妙惟肖的標(biāo)準(zhǔn)儀器面板，而且其功能也與標(biāo)準(zhǔn)儀器相差無幾。這些模板集中反映了該軟件的功能與函數(shù)：隨機(jī)數(shù)發(fā)生器 結(jié)構(gòu)：循環(huán) 與前面板控件對(duì)應(yīng)的連線端子 與前面板控件對(duì)應(yīng)的連線端子 圖（ 5） 隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器流程圖 基于 LabVIEW 的心電 信號(hào) 測(cè)試系統(tǒng)（心電信號(hào)采集） 10 特征。當(dāng)從模板內(nèi)選擇了任一種工具后，鼠標(biāo)箭頭就會(huì)變成該工具相應(yīng)的形狀。 圖（ 6） 工具模板 表 1 各工具圖標(biāo)的名稱和作用 圖標(biāo) 名稱 功 能 １ Operate Value（操作值） 用于操