【正文】 這四年中，我衷心感謝每一位辛勤工作在教育第一線的尊敬的老師們，是他們的熱情關(guān)懷和無私幫助使我得到了成長，他們教給我的知識和能力將使我受益終身。我想，這次的經(jīng)歷必將給我今后的工作帶來很大的幫助和難得的經(jīng)驗。老師淵博的理論知識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和豐富的工程設(shè)計經(jīng)驗令我十分敬佩，是我以后學(xué)習(xí)和工作的榜樣。在論文完成之際，我的心情萬分激動。但由于時間和個人能力有限，該設(shè)計難免有許多不完善之處，敬請更正。本文著重介紹了基于研華數(shù)據(jù)采集卡的模擬量和開關(guān)量采集。點(diǎn)登錄成功后點(diǎn)擊退出時，將退出系統(tǒng)。 用戶登錄仿真用戶登錄的用戶名為zjg3201,密碼為3201。若程序在此執(zhí)行過程中有錯誤產(chǎn)生則退出事件結(jié)構(gòu)并停止執(zhí)行while循環(huán)。由于開關(guān)量采集控件讀出的是數(shù)值，因此用數(shù)值至布爾數(shù)組轉(zhuǎn)換函數(shù)將其轉(zhuǎn)換為布爾數(shù)組。具體的執(zhí)行步驟是先從設(shè)備管理器中選取并打開設(shè)備，若有錯誤則執(zhí)行條件結(jié)構(gòu)的真分支，若無錯誤則執(zhí)行條件結(jié)構(gòu)的假分支。（2） 開關(guān)量采集部分設(shè)計介紹研華數(shù)據(jù)采集卡對應(yīng)的開關(guān)量采集軟件控件是DIOReadPortDWord。數(shù)組第0個元素與整數(shù)二進(jìn)制表示的補(bǔ)數(shù)的最低有效位相對應(yīng)。如將一個整數(shù)連線至數(shù)字接線端，則布爾數(shù)組將視整數(shù)的位數(shù)返回一個含有8個、16個、32個或64個元素的布爾數(shù)組。該簇包含的參數(shù)同error in。error out包含錯誤的信息。如果DI通道是有效的，相應(yīng)的掩碼位將被設(shè)置為1。該簇包含以下參數(shù)：status 為TRUE則代表出現(xiàn)了錯誤，系統(tǒng)默認(rèn)值是FLASE；code 是錯誤代碼，系統(tǒng)默認(rèn)值是0；source在大多數(shù)情況下是產(chǎn)生錯誤的VI或函數(shù)的名稱，默認(rèn)值是空字符串。只有在沒有錯誤的情況下該VI 才能正常運(yùn)行。此簇的默認(rèn)輸入是沒有錯誤。Port是目前正在運(yùn)作的數(shù)字端口號。 開關(guān)量采集該部分采集程序圖如下所示:（1）開關(guān)量采集部分結(jié)構(gòu)控件介紹1　 DIOReadPortDWord 從DriverHandle指定的設(shè)備的數(shù)字輸入端口讀取雙字（四個字節(jié)，由四個連續(xù)端口讀入）。如第一次執(zhí)行時，i值為0，則在模擬量采集數(shù)組的第零列插入此次執(zhí)行循環(huán)所采集的值；第二次采集時，i值為1，則在上次生成的模擬量采集量數(shù)組的第一列插入此次執(zhí)行所采集的數(shù)值；依此類推直至循環(huán)結(jié)束。模擬量采集數(shù)組的初始值為0。將當(dāng)前循環(huán)總數(shù)設(shè)置為通道號和數(shù)組插入的索引號，增益人為設(shè)置。在AIConfig中配置采集通道的增益和通道號等信息，用AIVoltageI采集信息。否則，返回TRUE。兩個輸入必須為布爾或數(shù)值。該簇包含的參數(shù)同error in。error out包含錯誤的信息。否則，該VI將錯誤信息從error in傳遞到error out。如果錯誤已經(jīng)發(fā)生，則在error out端輸出error in的值。error in描述VI運(yùn)行之前的錯誤出現(xiàn)情況。設(shè)備操作后需要關(guān)閉，以釋放資源，并準(zhǔn)備下一次DeviceOpen操作。循環(huán)計數(shù)為零時，F(xiàn)or循環(huán)生成默認(rèn)數(shù)據(jù)。右鍵單擊For循環(huán)邊框并從快捷菜單中選擇條件接線端，從而為For循環(huán)添加一個條件接線端?？蔀镕or循環(huán)添加一個條件接線端，從而在出現(xiàn)布爾條件或發(fā)生錯誤時循環(huán)停止。如果將一個數(shù)組連接到For循環(huán)，則啟用自動索引可讀取和處理數(shù)組中的各個元素。計數(shù)接線端(i)提供了當(dāng)前的循環(huán)總數(shù)，其取值在0到n1的范圍內(nèi)。事實上，通過局部變量，前面板對象既可作為輸入訪問也可作為輸出訪問。寫入一個局部變量相當(dāng)于將數(shù)據(jù)傳遞給其它接線端。8　 局部變量 局部變量可從一個VI的不同位置訪問前面板對象，并將無法用連線連接的數(shù)據(jù)在程序框圖上的節(jié)點(diǎn)之間傳遞。n或n1維數(shù)組是要插入n維數(shù)組的元素、行、列或頁。例如，要插入行，連接行索引；要插入列，則連接列索引。只能連接一個索引輸入端。索引0~n1指定數(shù)組中要插入元素、行、列或頁的點(diǎn)。n維數(shù)組是要插入元素、行、列的數(shù)組。如未連接任何索引輸入，該函數(shù)將把新的元素或字?jǐn)?shù)組添加到n維數(shù)組之后。7　 數(shù)組插入 在n維數(shù)組中索引指定的位置插入元素或子數(shù)組。右鍵單擊平鋪式順序結(jié)構(gòu)，在快捷菜單中選擇替換為層疊式順序，可將平鋪式順序結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為層疊式順序結(jié)構(gòu)。平鋪式順序結(jié)構(gòu)在程序框圖上顯示每個幀，故無需使用順序局部變量即可完成幀與幀之間的連線，同時也不會把代碼隱藏起來。這意味著某個幀的輸入可能取決于另一個幀的輸出。平鋪式順序結(jié)構(gòu)的幀當(dāng)所有連接至幀的數(shù)據(jù)都可用時，按照從左至右的順序執(zhí)行。平鋪式順序結(jié)構(gòu)可確保子程序框圖按一定順序執(zhí)行。輸出簇是作為結(jié)果的簇。輸入接線端的數(shù)量必須匹配輸入簇中元素的數(shù)量。如該輸入端沒有連線，函數(shù)將返回簇。LabVIEW僅替換連接的簇元素。輸出簇中的元素順序必須與輸入元素一致。連線板顯示了該多態(tài)函數(shù)的默認(rèn)數(shù)據(jù)類型。要實現(xiàn)上述操作，將簇連接到該函數(shù)中間的簇接線端。5　 捆綁捆綁用于將獨(dú)立元素組合為簇。如維數(shù)大小為0，函數(shù)將創(chuàng)建空數(shù)組。初始化的數(shù)組的數(shù)據(jù)類型與元素一致。元素是用于初始化初始化的數(shù)組中所有元素的值?？墒褂枚ㄎ还ぞ哒{(diào)整函數(shù)的大小，增加輸出數(shù)組的維數(shù)。該簇包含的參數(shù)同error in。error out包含錯誤的信息。該簇包含以下參數(shù)：status 為TRUE則代表出現(xiàn)了錯誤，系統(tǒng)默認(rèn)值是FLASE；code 是錯誤代碼，系統(tǒng)默認(rèn)值是0；source在大多數(shù)情況下是產(chǎn)生錯誤的VI或函數(shù)的名稱，默認(rèn)值是空字符串。只有在沒有錯誤的情況下該VI 才能正常運(yùn)行。此簇的默認(rèn)輸入是沒有錯誤。 TrigMode觸發(fā)模式，0正常（軟件），1外部。Gain增益代碼。其中：Channel 的范圍是從0到N 1（N是等于可用的模擬通道數(shù)）。Chanamp。 該簇包含的參數(shù)同error in。error out包含錯誤信息。否則，該VI將錯誤信息從error in傳遞到error out。如果錯誤已經(jīng)發(fā)生，則在error out端輸出error in的值。error in描述VI運(yùn)行之前的錯誤出現(xiàn)情況。 該簇包含兩個子信息：channel指定模擬輸入通道號；Chanamp。2　 AIConfig 通過配置由DriverHandle指定的設(shè)備得相應(yīng)的增益來設(shè)定模擬輸入通道的輸入電壓范圍。如果error in顯示一個錯誤，error out包含相同的錯誤信息。DriverHandle是處理由DevNum即研華設(shè)備管理器分配指定的設(shè)備。如果成功打設(shè)備，它必須關(guān)閉的。操作之前必須打開設(shè)備。該部分程序圖如下所示：（1）模擬量采集部分結(jié)構(gòu)及控件介紹1　 DeviceOpen 打開已安裝的設(shè)備并為后續(xù)操作指定設(shè)備號。否則，返回FALSE。兩個輸入必須為布爾或數(shù)值。連線板顯示了該多態(tài)函數(shù)的默認(rèn)數(shù)據(jù)類型。如比較兩個矩陣，默認(rèn)的比較模式為比較集合，該函數(shù)將返回一個標(biāo)量。否則，函數(shù)返回FALSE。Us可使用標(biāo)簽工具來輸入條件選擇器標(biāo)簽的值，并配置每個分支處理的值。連接至選擇器接線端的值可以是布爾、字符串、整數(shù)，或枚舉類型，它決定了執(zhí)行哪個分支。在程序框圖上放置一個事件結(jié)構(gòu)時，超時事件分支為默認(rèn)分支。根據(jù)事先為各事件分支所配置的事件，該節(jié)點(diǎn)顯示了事件結(jié)構(gòu)每個分支中不同的數(shù)據(jù)。事件數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)位于每個事件分支結(jié)構(gòu)的左邊框內(nèi)側(cè)。為事件結(jié)構(gòu)邊框左上角的“超時”接線端連接一個值，以指定事件結(jié)構(gòu)等待某個事件發(fā)生的時間（以毫秒為單位）。事件結(jié)構(gòu)將等待直至某一事件發(fā)生，并執(zhí)行相應(yīng)條件分支從而處理該事件。While循環(huán)永遠(yuǎn)至少執(zhí)行一次。將布爾值連接至While循環(huán)的條件接線端。用戶登錄界面前面板和框圖如下圖33至36所示[6]。模擬量采集部分采集了壓力、溫度、電壓等信號。第三章 機(jī)艙監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計 系統(tǒng)組成，系統(tǒng)對船舶主柴油機(jī)、輔柴油機(jī)、電站、主鍋爐、輔鍋爐、齒輪箱等部分進(jìn)行監(jiān)控，系統(tǒng)具體監(jiān)控量如表31所示[10]。軟件層中的驅(qū)動軟件可以直接對數(shù)據(jù)采集硬件的寄存器編程，管理數(shù)據(jù)采集硬件的操作并把它和處理器中斷，DMA和內(nèi)存這樣的計算機(jī)資源合在一起。始時鐘頻率越高，計數(shù)器遞增得也越快，因此對于輸入可探測的信號頻率越高，對于輸出則可以產(chǎn)生更高頻率的脈沖和方波形。分辨率是計數(shù)器所應(yīng)用的位數(shù)。5　 定時I/O 計數(shù)器/定時器在許多應(yīng)用中具有很重要的作用，包括對數(shù)字時間產(chǎn)生次數(shù)的技術(shù)、數(shù)字脈沖計時以及產(chǎn)生方波和脈沖。在每一種情況下，最重要的參數(shù)有可應(yīng)用的數(shù)字線的數(shù)目、在這些通路上能接收和提供數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的速率、通路的驅(qū)動能力。通過該總線，可以同步模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)模轉(zhuǎn)換、數(shù)字輸入、數(shù)字輸出和計數(shù)器/計時器的操作。NI公司為數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品開發(fā)了RTSI總線。數(shù)字觸發(fā)使用外部數(shù)字脈沖來同步采集與電壓生成。對于要求動態(tài)范圍寬、增量小的模擬輸出應(yīng)用，需要有高分辨率的電壓輸出。輸出分辨率——輸出分辨率與輸入分辨率相似，它是產(chǎn)生模擬輸出的數(shù)字碼的位數(shù)。轉(zhuǎn)換速率——轉(zhuǎn)換速率是指數(shù)模轉(zhuǎn)換器所產(chǎn)生的輸出信號的最大變化速率。穩(wěn)定時間——穩(wěn)定時間是指輸出達(dá)到規(guī)定精度時所需要的時間。2　 模擬輸出模擬輸出用來為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提供激勵源。輸入范圍——輸入范圍是ADC可以量化的最小和最大電壓。分辨率越高，信號范圍被分割成的區(qū)間數(shù)目越多，因此，能探測到的電壓變量就越小。一個高采樣速率可以在給定時間下采集更多數(shù)據(jù)，因此能更好地反映原始信號。對于差分輸入，每一個輸入信號都有自有的基準(zhǔn)地線；由于共模噪聲可以被導(dǎo)線所消除，從而減小了噪聲誤差。通道數(shù)——對于采用單端和差分兩種輸入方式的設(shè)備，模擬輸入通道數(shù)可以分為單端輸入通道數(shù)和差分輸入通道數(shù)。數(shù)據(jù)采集卡的功能包括模擬輸入、模擬輸出、數(shù)字I/O、觸發(fā)采集和定時I/O。通常情況下數(shù)據(jù)采集設(shè)備是一個