【導(dǎo)讀】：理工類設(shè)計(jì)（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于1萬(wàn)字，合國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒。機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用其材料。究）所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。集測(cè)試系統(tǒng)在當(dāng)今顯得尤為重要。計(jì)算機(jī)技術(shù)與測(cè)試測(cè)量?jī)x器技術(shù)的結(jié)合，出現(xiàn)。了新的測(cè)試儀器—虛擬儀器。理特別有效，特別適合于當(dāng)前的數(shù)據(jù)采集要求。虛擬儀器系統(tǒng)將會(huì)逐步取代傳統(tǒng)。的測(cè)試、測(cè)控儀器系統(tǒng)而成為測(cè)試、測(cè)控儀器系統(tǒng)的主流。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可看作是由數(shù)據(jù)采集部分和數(shù)據(jù)處理部分組成。用虛擬儀器能共享硬件和軟件資源，快速、方便地組建各種數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)，化顯示等，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信號(hào)的處理。該系統(tǒng)是在NI公司推出的一種基于G語(yǔ)。本系統(tǒng)信號(hào)采集通道為4通道，采樣頻率20MHZ以內(nèi)，系統(tǒng)。能對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)及回放，信號(hào)分析，報(bào)表打印和圖形顯示等功能。

　　

【正文】 信號(hào)采集 由于本設(shè)計(jì)是 4 通道采集，但是數(shù)據(jù) 采集板卡是通過 AD 轉(zhuǎn) 換采回來(lái)的，USB6251 多通道實(shí)際是共用一個(gè) AD，導(dǎo)致當(dāng)一個(gè)通道 Open 的時(shí)候，該通道的值就會(huì)和上一個(gè)通道測(cè)試的值一樣。 也就是說(shuō) 多通道采集如果其他通道沒有信號(hào)的話 他就默認(rèn)跟有信號(hào)的通道一樣 ，所以一開始單通道數(shù)據(jù)采集顯示的時(shí)候，會(huì)顯示有 4 條曲線，介于此原理，我將除有信號(hào)通道外的其余三個(gè)信號(hào)短接屏蔽 ，波形顯示就只有一個(gè)了。處理前后其波形圖如圖 圖 屏蔽前波形圖 圖 屏蔽后波形圖 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 系統(tǒng)調(diào)試 26 由以上兩圖對(duì)比可知，當(dāng)多余的通道沒有信號(hào)輸入時(shí)，需對(duì)其進(jìn)行接地處 理，且由圖中可知，正弦波十分標(biāo)準(zhǔn)，且測(cè)得數(shù)據(jù)很精確，幅值 4V，頻率 50HZ。數(shù)據(jù)采集模塊測(cè)試成功。 數(shù)據(jù)處理 數(shù)據(jù)采集得到的波形，經(jīng)過通過隊(duì)列操作，傳送至數(shù)據(jù)處理模塊。數(shù)據(jù)處理模塊包括濾波和分析兩個(gè)部分。 VI 間的數(shù)據(jù)傳輸涉及到數(shù)據(jù)類型問題，這兒簡(jiǎn)單闡述一下波形和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)兩種類型。 波形 (Waveforms) 在許多工程以及科技應(yīng)用中，需要處理的數(shù)據(jù)都是一組隨著時(shí)間變化的數(shù)值。例如，音頻信號(hào)就是隨著時(shí)間變化的壓力值，心電圖則是隨著時(shí)間變化的電壓值。LabVIEW 中提供了波形數(shù)據(jù)這個(gè)數(shù)據(jù)類型來(lái)組 織與處理這些時(shí)變信號(hào)。一個(gè)波形數(shù)據(jù)不但可以讓你來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的值，還可以用來(lái)存儲(chǔ)第一個(gè)數(shù)據(jù)獲取時(shí)的時(shí)標(biāo)值、每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)之間的間隔時(shí)間以及數(shù)據(jù)的備注信息。它與 LabVIEW 中其他的數(shù)據(jù)類型類似，可以進(jìn)行加減運(yùn)算操作，以及其他的直接對(duì)波形進(jìn)行的操作。 動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù) (Dynamic Data) 幾乎所有的用于采集、分析、操作以及生成信號(hào)的 Express VI 都使用了一個(gè)特殊的數(shù)據(jù)類型傳送信號(hào)數(shù)據(jù)，這個(gè)數(shù)據(jù)類型就是動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)就是一個(gè)或多個(gè)通道的波形數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)處理在數(shù)據(jù)采集以后，通過隊(duì)列操作傳遞數(shù)據(jù)，一開始數(shù)據(jù)處理模 塊始終不能完整的接受隊(duì)列發(fā)送過來(lái)的數(shù)據(jù)，經(jīng)過單獨(dú)對(duì)隊(duì)列入列函數(shù)和出列函數(shù)進(jìn)行測(cè)試，發(fā)現(xiàn)是隊(duì)列發(fā)送數(shù)據(jù)格式出現(xiàn)問題，將一維波形數(shù)組轉(zhuǎn)換為動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)傳輸則成功接受了。 下面是調(diào)試結(jié)果當(dāng)沒有對(duì)其進(jìn)行任何處理時(shí)，其三個(gè)波形是一樣的沒有任何變化。如圖 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 系統(tǒng)調(diào)試 27 圖 無(wú)處理時(shí)波形圖 波形輸入為 的正弦波，當(dāng)選擇低通濾波，設(shè)定截止頻率為 100hz，高于 100hz 的波形不能通過，濾波結(jié)果如圖 圖 低通濾波 選擇高通濾波，設(shè)定截止頻率為 800hz，低于 800hz 的波形不能通過，濾波結(jié)果如圖 圖 高通濾波 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 系統(tǒng)調(diào)試 28 圖 功率譜變換 功率譜 返回 X 的雙邊功率譜。如輸入信號(hào)不是以伏特為單位，則 功率譜 的單位為輸入信號(hào)單位－ rms 平方 。 功率譜關(guān)于 耐奎斯特 頻率對(duì)稱 ，左邊為正諧波，右邊為負(fù)諧波。由圖 可知正負(fù)諧波功率譜均為 － rms 平方 。 存儲(chǔ)回放 運(yùn)行程序，點(diǎn)擊波形存儲(chǔ)按鈕，系統(tǒng)則調(diào)用波形存儲(chǔ)模塊，彈出存儲(chǔ)保存界面，實(shí)時(shí)波形圖顯示的是當(dāng)前采集到的波形，右側(cè)可以看 到是提示輸入保存路徑，我選擇了保存到桌面，名稱為“正弦波”。如圖 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 系統(tǒng)調(diào)試 29 圖 波形保存 波形以特定的格式存儲(chǔ)在指定的位置，對(duì)他進(jìn)行讀取，點(diǎn)擊波形文件讀取按鈕，則運(yùn)行波形文件讀取模塊，選擇剛才保存的波形文件，波形圖上顯示出了剛才保存時(shí)的波形 。 如圖 圖 波形文件讀取 報(bào)表打印 運(yùn)行報(bào)表打印，可以將需要打印的子 VI 前面板控件打印出來(lái)，同時(shí)還能講實(shí)時(shí)的采集到的波形文件打印出來(lái)。經(jīng)過測(cè)試，連接打印機(jī)，打印成功。一張為打印前采集到的波形圖，另一張為選定 VI 的界面控件。 系統(tǒng)調(diào)用 運(yùn)行程序，調(diào)出程序框圖，高亮顯示執(zhí)行過程，然后切換到前面板，點(diǎn)擊前面板的數(shù)據(jù)處理按鈕，此按鈕在簇中對(duì)應(yīng)的數(shù)字是 2，“搜索一維數(shù)組”檢測(cè)重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 系統(tǒng)調(diào)試 30 到按鈕按下，將 2 輸出給移位寄存器，成功調(diào)用條件結(jié)構(gòu) 2 里面的數(shù)據(jù)處理子VI，經(jīng)測(cè)試，其他幾個(gè)子 VI 也能成功調(diào)用。其框圖如圖 圖 系統(tǒng)調(diào)試簇值圖重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 總結(jié) 31 6 總 結(jié) 此次設(shè)計(jì)是基于 LaBVIEW 的數(shù)據(jù)采集測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)，在分析了國(guó)內(nèi)外虛擬儀器測(cè)試技術(shù)現(xiàn)狀，針對(duì)目前測(cè)試系統(tǒng)的的需求分析，根據(jù)現(xiàn)有條件，設(shè)計(jì)出了此數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。本設(shè)計(jì) 功能較完善，包括了數(shù)據(jù)采集、濾波、信號(hào)分析、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、報(bào)表打印等功能。涉及面廣，包括虛擬儀器技術(shù)、面向圖形的 G 語(yǔ)言編程技術(shù)，信號(hào)采集技術(shù)，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)等，經(jīng)過不懈的努力攻克各種難關(guān)，最終設(shè)計(jì)出了本系統(tǒng)，經(jīng)過此次設(shè)計(jì)，成果主要有一下幾個(gè)方面 (1) 了解了虛擬儀器在生產(chǎn)生活及測(cè)試系統(tǒng)中的地位，以及虛擬儀器的重要性，學(xué)習(xí)掌握了 LaBVIEW 編程技術(shù)，能夠進(jìn)行編寫并調(diào)試程序。 (2) 能搭建一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，熟悉了數(shù)據(jù)采集結(jié)構(gòu)的框架，了解數(shù)據(jù)采集結(jié)構(gòu)的基本組成。并進(jìn)一步加深了對(duì)數(shù)字信號(hào)處理的理解，包括 濾波，信號(hào)分心等。 (3) 完成模擬信號(hào)的數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)濾波分析、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、報(bào)表打印等基本軟件模塊的設(shè)計(jì)。 (4) 掌握了數(shù)據(jù)采集卡 NI USB6251 的多種采集方式與詳細(xì)參數(shù)，了解了數(shù)據(jù)采集卡的工作原理，深入的學(xué)習(xí)了數(shù)字采樣定理，能夠?qū)Σ煌盘?hào)采用不同采樣頻率，通道，采樣點(diǎn)數(shù)等參數(shù)的選擇。 (5) 成功編寫了基于 LaBVIEW 的數(shù)據(jù)采集測(cè)試系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)回放、報(bào)表打印等基本功能。 此次設(shè)計(jì)是由淺入深，循序漸進(jìn)的一個(gè)過程，從最開始對(duì) LaBVIEW 的一竅不通，到慢慢的了解并學(xué)習(xí)使用它， 在這個(gè)過程中，我學(xué)會(huì)了怎樣去學(xué)習(xí)，去抓重點(diǎn)，去查閱資料。待熟悉軟件后，根據(jù)編寫一個(gè)系統(tǒng)所需要的工作，包括系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)、軟硬件的設(shè)計(jì)等一步步走來(lái)，最終編寫出了本系統(tǒng)，調(diào)試也是一個(gè)比較艱難的過程，它不光設(shè)計(jì)到程序的結(jié)構(gòu)邏輯問題，還需考驗(yàn)編程者知識(shí)的深度，對(duì)于本系統(tǒng)，就考驗(yàn)我對(duì)數(shù)字信號(hào)的掌握，包括面對(duì)不同頻率數(shù)據(jù)采樣率、信號(hào)接入方式等的選擇。但最終都一一克服，完成了本測(cè)試系統(tǒng) 因?yàn)槭堑谝淮卫?LaBVIEW 編寫程序，本系統(tǒng)也有不足之處，包括各個(gè)功能模塊銜接不是很完美，界面做的不是很周到，報(bào)表生成功能也不是很 完善。 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè) 計(jì) 參考文獻(xiàn) 32 參考文獻(xiàn) [1] 陳樹學(xué)，劉萱 .LaBVIEW 寶典 .電子工業(yè)出版社， 2020 [2] 劉其 和，李云明 .LabVIEW 虛 擬儀器程序設(shè)計(jì)與應(yīng)用 .化學(xué)工業(yè)出版社， 2020 [3] 侯國(guó)屏，王珅，葉齊鑫 . 編程與虛擬儀器設(shè)計(jì) .2020 [4] 姚添任 .數(shù)字信號(hào)出路 .清華大學(xué)出版社， 2020 [5] 劉正義 .虛擬儀器的初步研究 .太原理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 , 2020 [6] 王思華 .虛擬儀器試驗(yàn)初級(jí)教程 .暨南大學(xué)， 1997 [7] 徐萬(wàn)明 .基于 LabVIEW 的虛擬儀器研究與開發(fā) .內(nèi)蒙 占科技大學(xué)碩士學(xué)位論文， 2020 [8] 林正盛 .虛擬儀器技術(shù)及應(yīng)用 .電子技術(shù)應(yīng)用， 1997 [9] 宋吉超 .基于 USB 接口的虛擬儀器研究 .西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文 , 2020 [10] 杜秋姣 .基于虛擬儀器的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究 .華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文 ,2020 [11] 劉陽(yáng) .虛擬儀器的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) .電子技術(shù)應(yīng)用， 1996 [12] 熊秀 .基于虛擬儀器的控制系統(tǒng) .西北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 ,2020 [13] 薛曉穎 .基于 LabVIEW 的虛擬傳感器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) .合肥工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 ,2020 [14] 劉亞 .虛擬儀器的構(gòu)建技術(shù) .計(jì)算機(jī)自動(dòng)測(cè)量與控制， 1999 [15] 劉單 .基于 LabViEW 并行通信的數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)研究 .武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 , 2020 [16] 李新宇 .四通道石油井下測(cè)試儀的研究 . 中北大學(xué)碩士學(xué)位論文 , 2020 [17] 王玉偉 .基于 LabVIEW 的測(cè)試軟件設(shè)計(jì) .中北大學(xué)碩士學(xué)位論文 , 2020 [18] 黃松嶺 ,吳靜 . 虛擬儀器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教程 .清華大學(xué)出版社， 2020 [19] 江建軍，劉繼光 . LabVIEW 程序設(shè)計(jì)教程 .電子工業(yè)出版社， 2020 [20] 阮奇楨 . 我和 ， 2020 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 致謝 33 致 謝 經(jīng)過半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的支持，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)就不會(huì)如此的順利進(jìn)行。 在這里首先要感謝我的導(dǎo)師吳英老師。吳老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從查閱資料到設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，畢業(yè)論文如何編寫等整個(gè)過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。無(wú)論老師再忙，身 在何處，總是惦記擔(dān)心著我們的進(jìn)度，也經(jīng)常會(huì)通過網(wǎng)絡(luò)甚至電話詢問我們的情況，給我們加油，讓我非常感動(dòng)！除了敬佩吳老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，平時(shí)總是主動(dòng)問我們有什么不懂的地方要講出來(lái)，不論問題多大，要敢問，吳老師總會(huì)給我們細(xì)心講解，您的這種精神將是我今后的工作和學(xué)習(xí)的榜樣。 其次要感謝和我們朝夕相處的張小云老師，張老師陪我們?cè)谵k公室度過了幾乎整個(gè)學(xué)期，也為我們提供了不少的幫助，解答了不少的問題，張老師是一個(gè)學(xué)識(shí)淵博、善于傳教的好老師！也要感謝一起設(shè)計(jì)的同學(xué)們，大家互相幫 助，互相探討，互相交流學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)以及儀器使用方法，營(yíng)造了一個(gè)很好的學(xué)習(xí)氛圍，讓我置身其中，激發(fā)了我的學(xué)習(xí)樂趣和潛能，正因?yàn)槿绱宋也拍茼樌耐瓿僧厴I(yè)設(shè)計(jì)，另外，我還要感謝那些曾給我授過課的每一位老師，是你們教會(huì)我專業(yè)知識(shí)。在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意 ! 最后要感謝的是電氣與信息工程學(xué)院和我的母校重慶科技學(xué)院四年來(lái)對(duì)我的栽培，是母校給我們提供了優(yōu)良的學(xué)習(xí)環(huán)境，讓我學(xué)會(huì)了這么多的專業(yè)知識(shí)和技能，使我們成為社會(huì)的人才，也為自己的將來(lái)打下了鋪墊。感謝這所有的一切！ 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 附錄 34 附 錄 1 程序總體流程圖 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 附錄 35 2 數(shù)據(jù)采集程序圖 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 附錄 36 3 數(shù)據(jù)處理程序圖 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 附錄 37 4 存儲(chǔ)回放程序圖 存儲(chǔ)打印 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 附錄 38 5 報(bào)表打印流程圖