基于labview的溫度采集系統(tǒng)報(bào)告畢業(yè)論文-資料下載頁(yè)
2025-06-18 14:27本頁(yè)面
【正文】 戶(hù)命令輸入、信號(hào)動(dòng)態(tài)顯示和歷史數(shù)據(jù)的查詢(xún)、分析處理放在主線(xiàn)程中實(shí)現(xiàn)，而把信號(hào)采集和定時(shí)存儲(chǔ)功能分別放到兩個(gè)工作線(xiàn)程中。 Windows的多線(xiàn)程機(jī)制Windows是一個(gè)多任務(wù)操作系統(tǒng)，每個(gè)運(yùn)行的程序?qū)?yīng)著一個(gè)進(jìn)程，而在一個(gè)進(jìn)程內(nèi)又可以有幾個(gè)線(xiàn)程。Windows系統(tǒng)把CPU的運(yùn)行分成許多小的時(shí)間片，按各個(gè)進(jìn)程和進(jìn)程內(nèi)線(xiàn)程的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行分配，從而使多個(gè)程序能“同時(shí)”運(yùn)行。在同一進(jìn)程內(nèi)的不同線(xiàn)程都在自己的時(shí)間片內(nèi)執(zhí)行，避免了相互在時(shí)間上可能的沖突。 LabVIEW與多線(xiàn)程應(yīng)用多線(xiàn)程技術(shù)，可以使得多個(gè)獨(dú)立的任務(wù)并發(fā)執(zhí)行，從而極大地提高程序的效率。LabVIEW把線(xiàn)程管理、線(xiàn)程間的通信等復(fù)雜操作封裝了起來(lái)，因此用戶(hù)可以不用學(xué)習(xí)復(fù)雜的多線(xiàn)程編程就可以編寫(xiě)多線(xiàn)程程序。在LabVIEW中，圖形化編程為開(kāi)發(fā)多線(xiàn)程代碼帶來(lái)了很大的好處，因?yàn)樵跀?shù)據(jù)流的編程環(huán)境中，用戶(hù)可以很容易地“看到”并行代碼，例如兩個(gè)獨(dú)立的循環(huán)或子VI就代表兩段可以并發(fā)執(zhí)行的代碼。多線(xiàn)程的優(yōu)點(diǎn)：1）更高的CPU利用率2）更高的系統(tǒng)可靠性3）提高在多處理器計(jì)算機(jī)上的執(zhí)行速度 多線(xiàn)程技術(shù)在本設(shè)計(jì)中的應(yīng)用為了實(shí)現(xiàn)采集、顯示、查詢(xún)、報(bào)警和系統(tǒng)其他操作的并行執(zhí)行，在程序中創(chuàng)建了兩個(gè)工作線(xiàn)程：一個(gè)是采樣工作線(xiàn)程，專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)；一個(gè)是數(shù)據(jù)報(bào)警和系統(tǒng)其他功能線(xiàn)程，負(fù)責(zé)定時(shí)把緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)存盤(pán)。在用戶(hù)啟動(dòng)系統(tǒng)工作時(shí)，這兩個(gè)工作線(xiàn)程被創(chuàng)建。但不同的是，采樣工作線(xiàn)程是在循環(huán)往復(fù)的工作著，直到退出程序；而數(shù)據(jù)存儲(chǔ)線(xiàn)程則是在一定的時(shí)刻被喚醒，比如在數(shù)據(jù)緩沖區(qū)滿(mǎn)、或程序結(jié)束等時(shí)候，更多的時(shí)候，存儲(chǔ)模塊是處于掛起的狀態(tài)。因?yàn)樾盘?hào)的采集工作和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)工作是長(zhǎng)時(shí)間甚至長(zhǎng)年累月運(yùn)行著，這也是工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際情況所決定的。通過(guò)采用多線(xiàn)程技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)性要求高的數(shù)據(jù)采集與程序其它功能(如數(shù)據(jù)顯示、讀取、存儲(chǔ)等)在時(shí)間上的相互獨(dú)立，避免它們?cè)跁r(shí)間上可能產(chǎn)生的沖突，提高了數(shù)據(jù)采集的穩(wěn)定性[14]。循環(huán)之間的數(shù)據(jù)傳遞即線(xiàn)程間的數(shù)據(jù)傳遞，可以由局部變量、全局變量、共享變量和隊(duì)列等方式實(shí)現(xiàn)。循環(huán)之間的同步即線(xiàn)程之間的同步，這可以由同步技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。如果需要為兩個(gè)循環(huán)設(shè)置不同的優(yōu)先級(jí)，可以通過(guò)定時(shí)循環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)具體應(yīng)用程序的實(shí)現(xiàn) 數(shù)據(jù)采集程序系統(tǒng)采用的是USB5935采集卡，由于該卡自帶AD采集程序，所以本設(shè)計(jì)是直接從該采集程序開(kāi)發(fā)的，在這部分中，主要是采集參數(shù)的設(shè)置，其中包括物理通道的選擇，采樣模式、采樣率、每通道采樣數(shù)、輸入方式的配置，采樣最大最小值的設(shè)置。具體程序見(jiàn)圖19。19數(shù)據(jù)采集程序 數(shù)據(jù)保存程序數(shù)據(jù)保存是把采集來(lái)的數(shù)據(jù)保存到tdms文件里。具體程序見(jiàn)圖20。圖20采集數(shù)據(jù)保存程序 歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)程序圖21歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)程序歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)，因?yàn)橐呀?jīng)把采集的數(shù)據(jù)保存在tdms文件里了，所以歷史數(shù)據(jù)的查詢(xún)只需要從文件里檢索出來(lái)就行了，該程序能夠顯示歷史數(shù)據(jù)表格和對(duì)應(yīng)的波形圖，此外還有把tdms文件轉(zhuǎn)換成文本文件的功能。 報(bào)警記錄程序這部分程序采用用戶(hù)事件來(lái)編寫(xiě)的，當(dāng)采樣值大于設(shè)定的數(shù)值時(shí)，就會(huì)觸發(fā)用戶(hù)事件，從而使下面循環(huán)里的事件發(fā)生，進(jìn)行記錄數(shù)據(jù)，這部分是實(shí)時(shí)記錄的，有保存為文本文件的功能，每次重新啟動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，會(huì)清空實(shí)時(shí)顯示的記錄。具體程序見(jiàn)圖22。圖22報(bào)警記錄部分程序系統(tǒng)軟件的具體實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)的前面板由通道配置、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、報(bào)警記錄4個(gè)頁(yè)面組成。完整的體現(xiàn)了一個(gè)數(shù)據(jù)采集的功能和實(shí)際應(yīng)用。下面分別介紹各個(gè)部分。 通道參數(shù)配置通道參數(shù)配置界面是提供了采集卡的參數(shù)配置，主要包括通道的選擇，數(shù)據(jù)采集的時(shí)間間隔，采集通道報(bào)警值的設(shè)定，采樣最大值和最小值設(shè)定，采集卡接地方式的設(shè)置，增益設(shè)置以及采集啟動(dòng)與停止開(kāi)關(guān)。見(jiàn)圖23通道配置界面。圖23 通道參數(shù)配置界面 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示LabVIEW提供了非常豐富的圖形界面來(lái)進(jìn)行前面板的設(shè)計(jì)，波形圖表能非常清晰的實(shí)時(shí)顯示采集波形。在該頁(yè)面中實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)通道采集的波形的實(shí)時(shí)顯示，該面板靈活運(yùn)用采用了屬性節(jié)點(diǎn)來(lái)編程實(shí)現(xiàn)的。非常清楚的表達(dá)了采集波形的動(dòng)態(tài)曲線(xiàn)。見(jiàn)圖24 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示界面。圖24實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示界面 歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)對(duì)采集數(shù)據(jù)的保存有著實(shí)際的意義，這樣便于以后訪(fǎng)問(wèn)歷史數(shù)據(jù)，還可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程訪(fǎng)問(wèn)。本設(shè)計(jì)提供了對(duì)歷史數(shù)據(jù)用表格和波形圖2種不同的顯示方式，還可以把歷史數(shù)據(jù)導(dǎo)出為文本文件以供后續(xù)處理。圖25 歷史數(shù)據(jù)表格顯示界面 報(bào)警記錄報(bào)警是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一個(gè)必須的功能，報(bào)警有實(shí)時(shí)指示，如聲音或光報(bào)警。該系統(tǒng)使用了光報(bào)警，并實(shí)時(shí)記錄報(bào)警時(shí)刻和報(bào)警值，以及導(dǎo)出文本文件功能。具體界面見(jiàn)圖26報(bào)警記錄界面。圖26 報(bào)警記錄界面總 結(jié)把LABVIEW應(yīng)用于溫度測(cè)量和控制系統(tǒng)中，以用USB5935數(shù)據(jù)采集卡以及熱電阻信號(hào)調(diào)理電路，加以對(duì)程序的編輯，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的采集精密控制。 LIBVIEW是一個(gè)具有革命性的圖形化開(kāi)發(fā)環(huán)境，內(nèi)置信號(hào)采集，測(cè)量，分析，數(shù)據(jù)顯示等功能，優(yōu)化了傳統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具的復(fù)雜性，提供了強(qiáng)大功能的同時(shí)保證了系統(tǒng)的靈活性，作為測(cè)量控制軟件，在很多領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，可以發(fā)現(xiàn)LABVIEW的開(kāi)發(fā)產(chǎn)品應(yīng)用極廣，此論題就是LABVIEW在測(cè)量和控制領(lǐng)域當(dāng)中的應(yīng)用的典型，實(shí)驗(yàn)表明虛擬儀器技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用有十分重要的意義。通過(guò)本設(shè)計(jì)，深刻的認(rèn)識(shí)到了虛擬儀器技術(shù)是儀器發(fā)展的重要發(fā)展方向。虛擬儀器以嶄新的模式和強(qiáng)大的功能深入人心。伴隨計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展虛擬儀器必將拓展到各個(gè)領(lǐng)域，引起測(cè)控儀器的深層次變革。參 考 文 獻(xiàn)1. 楊樂(lè)平，李海濤等. LabVIEW程序設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M]，電子工業(yè)出版社，2001,7:1~4.2. 楊樂(lè)平，李海濤等. LabVIEW高級(jí)程序設(shè)計(jì)[M]，清華大學(xué)出版社，2003,4:42~50.3. 陳錫輝，張銀鴻著. LabVIEW程序設(shè)計(jì)從入門(mén)到精通[M]，清華大學(xué)出版社，.4. 秦樹(shù)人等. 虛擬儀器[M]，北京：中國(guó)計(jì)量出版社，2004,3.5. 余成波，馮麗輝，潘盛輝等編著. 虛擬儀器技術(shù)與設(shè)計(jì)[M]，重慶大學(xué)出版社，.6. 劉君華主編. 基于LabVIEW的虛擬儀器設(shè)計(jì)[M]，電子工業(yè)出版社，7. 王海寶主編. LABVIEW虛擬儀器程序設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M]，西南交通大學(xué)出版社，.8. 王磊，陶梅等編著. 精通LabVIEW[M]，電子工業(yè)出版社，
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