【正文】 參 考 文 獻(xiàn)1. 楊樂平，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. 楊樂平，李海濤等. LabVIEW高級程序設(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)從入門到精通[M]，清華大學(xué)出版社，.4. 秦樹人等. 虛擬儀器[M]，北京：中國計(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，.。虛擬儀器以嶄新的模式和強(qiáng)大的功能深入人心。 LIBVIEW是一個(gè)具有革命性的圖形化開發(fā)環(huán)境，內(nèi)置信號(hào)采集，測量，分析，數(shù)據(jù)顯示等功能，優(yōu)化了傳統(tǒng)開發(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的開發(fā)產(chǎn)品應(yīng)用極廣，此論題就是LABVIEW在測量和控制領(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)的開發(fā)和應(yīng)用有十分重要的意義。具體界面見圖26報(bào)警記錄界面。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。圖24實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示界面 歷史數(shù)據(jù)查詢對采集數(shù)據(jù)的保存有著實(shí)際的意義，這樣便于以后訪問歷史數(shù)據(jù)，還可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程訪問。非常清楚的表達(dá)了采集波形的動(dòng)態(tài)曲線。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。 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)與停止開關(guān)。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。具體程序見圖22。圖20采集數(shù)據(jù)保存程序 歷史數(shù)據(jù)查詢程序圖21歷史數(shù)據(jù)查詢程序歷史數(shù)據(jù)查詢，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)的查詢只需要從文件里檢索出來就行了，該程序能夠顯示歷史數(shù)據(jù)表格和對應(yīng)的波形圖，此外還有把tdms文件轉(zhuǎn)換成文本文件的功能。19數(shù)據(jù)采集程序 數(shù)據(jù)保存程序數(shù)據(jù)保存是把采集來的數(shù)據(jù)保存到tdms文件里。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。循環(huán)之間的同步即線程之間的同步，這可以由同步技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。通過采用多線程技術(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，避免它們在時(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]。但不同的是，采樣工作線程是在循環(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、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)。多線程的優(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、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)工作線程：一個(gè)是采樣工作線程，專門負(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)其他功能線程，負(fù)責(zé)定時(shí)把緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)存盤。LabVIEW把線程管理、線程間的通信等復(fù)雜操作封裝了起來，因此用戶可以不用學(xué)習(xí)復(fù)雜的多線程編程就可以編寫多線程程序。在同一進(jìn)程內(nèi)的不同線程都在自己的時(shí)間片內(nèi)執(zhí)行，避免了相互在時(shí)間上可能的沖突。 Windows的多線程機(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)線程。實(shí)際上，信號(hào)采集、定時(shí)存儲(chǔ)和主控模塊放在不同的線程中，利用Windows操作系統(tǒng)的多線程機(jī)制，使得各個(gè)功能模塊能夠有條不紊的運(yùn)行。為了實(shí)現(xiàn)多通道數(shù)據(jù)采集的功能，本設(shè)計(jì)的軟件部分必須實(shí)現(xiàn)信號(hào)的采集、數(shù)據(jù)的分析處理、定時(shí)存儲(chǔ)及實(shí)時(shí)顯示等功能。一個(gè)模塊的塊內(nèi)聯(lián)系大，模塊獨(dú)立性會(huì)提高。塊間聯(lián)系是指模塊之間的聯(lián)系，塊間聯(lián)系越小，模塊獨(dú)立性越高。模塊化的概念加上逐步求精的辦法，就把面向問題的術(shù)語和面向?qū)崿F(xiàn)的術(shù)語兩者結(jié)合起來。模塊(Module)實(shí)際上反映了數(shù)據(jù)(Data)與過程(Process)的抽象。好的軟件結(jié)構(gòu)應(yīng)體現(xiàn)自頂向下的控制方式，模塊之間的控制表現(xiàn)為統(tǒng)帥和從屬的關(guān)系。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的性能在很大程度上取決于其應(yīng)用軟件的研究與開發(fā)，所以在明確了系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)之后，應(yīng)該采用好的程序開發(fā)方法，如結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法、模塊化思想、多線程以及軟件系統(tǒng)的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等等。在設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)虛擬儀器的軟件系統(tǒng)時(shí)，需要考慮眾多因素，如硬件需求、計(jì)算機(jī)硬件、操作系統(tǒng)；軟件是否建立在開放的結(jié)構(gòu)上，是否需要編程經(jīng)驗(yàn)？利用此軟件程序是否能在不同的計(jì)算機(jī)平臺(tái)上移植?將來能否方便的擴(kuò)展虛擬儀器的功能。系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的相關(guān)技術(shù)軟件是虛擬儀器的關(guān)鍵。目前，通常將采樣保持器和A/D轉(zhuǎn)換器集成在同一塊芯片上。4）A/D轉(zhuǎn)換器。3）采樣保持器。將切換進(jìn)入采集卡的信號(hào)放大至需要的量程內(nèi)。將各路信號(hào)輪流切換至放大器的輸入端，實(shí)現(xiàn)多參數(shù)多路信號(hào)的分時(shí)采集。電壓取值范圍從0到10V，增益為50，則理想分辯電壓是：5）I/O通道數(shù)該參數(shù)表明了數(shù)據(jù)采集卡所能夠采集的最多的信號(hào)路數(shù)。一般最好能夠使進(jìn)入采集卡的電壓范圍剛好與其符合，以便利用其可靠的分辨率范圍。如果增加到十二位，代碼數(shù)從8增加到212=4096，這樣就可以獲得就能獲得十分精確的模擬信號(hào)數(shù)字化表示。例如，三位的A/D轉(zhuǎn)換把模擬電壓范圍分成23=8段，每段用二進(jìn)制代碼在000到111之間表示。但是處于成本的考慮，現(xiàn)在普遍流行的是各個(gè)數(shù)據(jù)通道公用一套放大器和A/D轉(zhuǎn)換器。2）采樣方法采集卡通常都有好幾個(gè)數(shù)據(jù)通道，如果所有的數(shù)據(jù)通道都輪流使用同一個(gè)放大器和A/D轉(zhuǎn)換器，要比每個(gè)通道單獨(dú)使用各自的經(jīng)濟(jì)的多，但這