【正文】 的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖，主要部件數(shù)據(jù)采集工具箱提供了硬件驅(qū)動(dòng)程序和 MATLAB 環(huán)境之間 “ 對(duì)話 ” 所需的硬件驅(qū)動(dòng)程序適配器、數(shù)據(jù)采集引擎和 M文件函數(shù) 。模擬信號(hào)由傳感器采得經(jīng)過信號(hào)調(diào)理模塊送入數(shù)據(jù)采集硬件設(shè)備。 （ 4） 變速率變分辨率采樣 。但是 ,隨著分布式控制在各個(gè)領(lǐng)域里越來越普遍地應(yīng)刷 ,數(shù)據(jù)采集設(shè)備開始同控制設(shè)備相結(jié)合。數(shù)據(jù)采集技術(shù)已經(jīng)成為一種專門的技術(shù)，在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。而 MATLEB 提供的數(shù)據(jù)采集工具箱匯集了 MATLEB 集成的 M 文件和 MEX 文件動(dòng)態(tài)連接庫，可以實(shí)時(shí)顯示通過計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集硬件采集的數(shù)據(jù)。 Based on sound card。 基于 MATLAB 的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘要： MATLAB 具備高性能的數(shù)值計(jì)算和可視化的科學(xué)工程計(jì)算功能，支持解釋性語言輸入，編程實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，具有豐富的數(shù)學(xué)函數(shù)功能支持 ，并擁有功能強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集工具箱，支持聲卡 。 DAQ 目 錄 1 緒論 .............................................................. 1 課題背景 .................................................... 1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的歷史與發(fā)展 .................................... 1 采集和采樣方式 .............................................. 2 2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu) .................................................. 3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) .................................................... 3 系統(tǒng)的特點(diǎn)和性能指標(biāo) ........................................ 4 系統(tǒng)分辨率 ............................................ 5 系統(tǒng)精度 .............................................. 5 采集速率 .............................................. 5 動(dòng)態(tài)范圍 .............................................. 5 系統(tǒng)常見的幾種結(jié)構(gòu)形式 ...................................... 6 多通道共享采樣 /保持器和 A/D 轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) ........ 6 多通道同步數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) ................................ 6 多通道并行數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) ................................ 7 分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) .................................... 7 3 MATLAB 及聲卡 ..................................................... 9 MATLAB 簡(jiǎn)介 ................................................. 9 數(shù)據(jù)采集工具箱及聲卡簡(jiǎn)介 .................................... 9 MATLAB 在數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用 .................................. 10 4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 ..................................................... 11 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ............................................... 11 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì) ............................................... 12 系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) ............................................... 12 聲音信號(hào)采集的硬件配置 ............................... 12 數(shù)據(jù)采集 ............................................. 13 數(shù)據(jù)分析 ............................................. 14 應(yīng)用實(shí)例 ................................................... 14 5 結(jié)語 ............................................................. 17 [參考文獻(xiàn) ] ........................................................ 18 附錄 .............................................................. 19 致謝 ............................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。利用該數(shù)據(jù)采集 工具箱可以方便地建立數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該階段數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用更先進(jìn)的模塊式結(jié)構(gòu)，根據(jù)不同的應(yīng)用要求，通過簡(jiǎn)單的增加和更改模塊，并結(jié)合系統(tǒng)編程，就可擴(kuò)展或修改系統(tǒng)，迅速地組成一個(gè)新的系統(tǒng)。 采集和采樣方式 在數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域，有許多采樣方式，以下介紹幾種常見的采樣方式。 而常見 的采集方式則有以下幾種。在數(shù)據(jù)采集設(shè)備中完成 A／ D轉(zhuǎn)換，包括 采樣、量化、編碼，轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)后送入與之相連的 PC 機(jī)中。 圖 2 基于 MATLAB 的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)簡(jiǎn)圖 硬 件驅(qū)動(dòng)程序適配器在硬件驅(qū)動(dòng)程序和數(shù)據(jù)采集引擎之間交換屬性數(shù)值、數(shù)據(jù) 和事件；數(shù)據(jù)采集引擎用來存儲(chǔ)各個(gè)設(shè)備對(duì)象，以及每個(gè)設(shè)備對(duì)象的屬性值；對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)并且使不同事件同步； M文件用來創(chuàng)建設(shè)備對(duì)象、采集或輸出數(shù)據(jù)、配置屬性值和檢測(cè)數(shù)據(jù)采集狀態(tài)和數(shù)據(jù)采集設(shè)備。 評(píng)價(jià)一個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的性能有很多指標(biāo)，但是一般采用以下幾個(gè)比較常用的指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)。只有當(dāng)這些子系統(tǒng)的精度都明顯優(yōu)于 A/D 轉(zhuǎn)換器的精度時(shí)，系統(tǒng)精度才有可能達(dá)到 A/D 轉(zhuǎn)換器的精度。 多通道共享采樣 /保持器和 A/D 轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 這種系統(tǒng)構(gòu)成如圖 3所示，這種結(jié)構(gòu)形式采用分時(shí)轉(zhuǎn)換工作的方式，多路被測(cè)信號(hào)共用一個(gè)采樣 /保 持器和一個(gè) A/D 轉(zhuǎn)換器。 多路開關(guān) 控制器 采樣 /保持 A/D 轉(zhuǎn)換 I/O 接口 CPU 第 7 頁 圖 4 多通道同步數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 多路模擬輸入信號(hào)共用一個(gè) A/D 轉(zhuǎn)換器，但是每個(gè)通道各有一個(gè)采樣 /保持器，在同一采樣指令控制下對(duì)各路信號(hào)同步進(jìn)行信號(hào)采樣，得到各路信號(hào)在同一時(shí)刻的瞬時(shí)值。 多路開關(guān) 控制器 緩沖器 A/D I/O CPU 采樣保持 采樣保持 采樣保持 采樣保持 采樣保持 CPU 采樣保持 控制器 A/D 轉(zhuǎn)換器 I/O I/O I/O I/O A/D 轉(zhuǎn)換器 A/D 轉(zhuǎn)換器 第 8 頁 圖 6 分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 上位機(jī) I/O 接口 數(shù)據(jù)采集點(diǎn) 數(shù)據(jù)采集點(diǎn) 數(shù)據(jù)采集點(diǎn) 第 9 頁 3 MATLAB 及聲卡 MATLAB 簡(jiǎn)介 MATLAB 是由美國 Mathworks 公司發(fā)布的主要面對(duì)科學(xué)計(jì)算、可視化以及交互式程序設(shè)計(jì)的高科技計(jì)算環(huán)境。 時(shí)至今日，經(jīng)過 MathWorks 公司不斷完善， MATLAB 已經(jīng)發(fā)展成為適合多學(xué)科，多種工作平臺(tái)的功能強(qiáng)大的大型軟件。聲卡已成為多媒體計(jì)算機(jī)的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)配置 ,利用聲卡進(jìn)行采樣與輸出 ,就不需要購買專門的采集卡可以降低虛擬儀器的開發(fā)成本 ,且在音頻范圍內(nèi)可以完全滿足實(shí)驗(yàn)要求。 價(jià)格低廉。 總之，運(yùn)用廉價(jià)的聲卡，構(gòu)成一個(gè)較高的采樣精度，中等采樣頻率，且具有很大靈活性的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，對(duì)于一些應(yīng)用領(lǐng)域是一種很好的選擇。 (3)保存數(shù)據(jù) ,包括保存所有數(shù)據(jù)和部分?jǐn)?shù)據(jù)的功能 ,同時(shí)保存對(duì)應(yīng)的頻譜數(shù)據(jù) 。在 MATLAB 的信號(hào)采集工具箱中有專門為聲卡生成一個(gè)操作對(duì)象的函數(shù) ,初始化該操作對(duì)象即能建立 MATLAB 與聲卡的通信 ,并為已創(chuàng)建的聲卡設(shè)備對(duì)象增加數(shù)據(jù)采集通道和觸發(fā)方式。 第 13 頁 set(AI,39。TriggerType39。)。TriggerDelayUnits39。采集到的數(shù)據(jù)被暫時(shí)存放在計(jì)算機(jī)的內(nèi)存中 ,理論上可采集的最大數(shù)據(jù)量是由計(jì)算機(jī)的內(nèi)存量所決定的。)。) title(39。 （ 2） 給設(shè)備對(duì)象添加通道，這里添加 1 個(gè)通道。 % 從 AI中獲取實(shí)際采樣速率 set(AI,39。 % 設(shè)置觸發(fā)類型 set(AI,39。 % 設(shè)置觸發(fā)電壓值 set(AI, 39。 % 設(shè)置觸發(fā)時(shí)延的單位 set(AI,39。Magnitude (dB)39。 可以看出 ， 講話與否改變了所采集到的數(shù)據(jù)的結(jié)果 。JOHN G signal processing using MATLAB[J].1996. [13]Miroslav D Lutovac,Dejan V Tosic,Brian L Design for Signal Processing[M].電子工業(yè)出版社， 2021. [14]李念強(qiáng) .數(shù)據(jù)采集技術(shù)與系統(tǒng)設(shè)計(jì) [M].機(jī)械工業(yè)出版社 ,2021. [15]馬明建 ,周長(zhǎng)城 .數(shù)據(jù)采集 與處理技術(shù) [M].第二版 .西安 :西安交通大學(xué)出版社 ,2021. [16]馬興義 ,楊立群 ,林敏 .MATLAB6應(yīng)用開發(fā)指南 [M].北京 :北京機(jī)械工業(yè)出版社 ， 2021. [17]樓順天 .基于 MATLAB的系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì) [M].西安 :西安電子科技大學(xué)出版社 ,2021. [18]晏培等 .數(shù)據(jù)采集與工業(yè)通信 [M]．現(xiàn)代制造， 2021. 第 19 頁 附錄 附程序 function ouyangchao AI = analoginput(39。)。 % 設(shè)置觸發(fā)類型 set(AI,39。 % 設(shè)置觸發(fā)電壓值 set(AI, 39。 % 設(shè)置觸發(fā)時(shí)延的單位 set(AI,39。A timeout occurred.39。 % 計(jì)算漢明窗函數(shù) (此函數(shù)為MATLAB自帶 ) data2=window.*data1。) title(39。 d39。849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。MuWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZQcUE% amp。 849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 6a*CZ7H$dq8Kqqf HVZFedswSyXTyamp。 849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。MuWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZQcUE% amp。 6a*CZ7H$dq8Kqqf HVZFedswSyXTyamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。qYpEh5pDx2z Vkumamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gj qv^$U*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn% Mz849Gx^Gj qv^$U*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gjqv^$U*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gjqv^$U*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 MuWFA5u