基于LabVIEW的数据采集系统设计

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摘要：虚拟仪器技术是在硬件软件化的进程中应运而生的，广泛应用于工业自动化领域。本文提出了一种基于labview的数据采集系统。该系统运用图形化编程语言LabVIEW 8.2软件开发平台，结合计算机、PCI-6013数据采集卡等硬件构建了一个虚拟仪器数据采集系统。此系统能有效的实现实时多通道动态数据采集、数据流实时存盘、试验数据的分析处理、历史数据查询和波形回显和生成试验报告等功能。

关键词：数据采集系统 虚拟仪器 LabVIEW PCI-6013

中图分类号：TP274 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2014）02-0170-01

本设计重点放在软件部分，即利用数据采集卡PCI-6013获得相应的数字信号并传到计算机中，再由计算机进行相关分析、计算、输出处理，显示、打印、保存观测结果。本设计采用LabVIEW编写数据采集程序，实现与数据采集卡的数据交换，完成一个完整的数据采集动态测量系统。

1 方案设计

本系统的整体方案设计为采用插入式数据采集卡PCI-6013获得数字信号和NI公司提供的硬件驱动程序，在驱动程序的用户接口Measurement&Automation Explorer中对硬件进行必要的设置和测试，最后用LabVIEW编写数据采集程序以控制整个测量系统，实现数据的采集与存盘功能。

2 数据采集卡的硬件安装与配置

PCI-6013为插入式数据采集卡。在安装PCI-6013数据采集卡前，要先安装驱动软件再把PCI-6013插入PC机的相应接口，最后对数据采集卡进行测试。

进行任务配置时，在“NI PCI-6013”上单击右键弹出快捷菜单，通过NI-DAQmx选择“Create Task”，通过箭头方向，可分别进行模拟信号输入、模拟信号输出、计数器输入、计数器输出、数字I/O口和传感器等任务的设置。

接下来，通过选择I/O类型、选择执行的测量或信号发生器、选择要用的传感器、选择要加到该任务中的通道、增加测量的各种设置、保存任务等六步完成任务的选择创建。

3 用户界面设计

用户界面如图1所示，用户需要设置的对象主要有输入方式设置、触发方式设置、通道选择、采样数、采样率、输出文件位置等。开关与波形显示也要添加在前面板上，以方便用户开关程序及观察采集到的波形。

4 工作流程设计

总程序流程图如图2所示，数据采集卡读取数据流程图如图3所示。按下总开关开始采集信号，数据依次输入各通道最后由数据采集卡统一读取。开关弹起，停止采集信号。

5 程序设计

数据采集设备是计算机采集外部设备数据的关键器件，如何从采集卡读取数据是虚拟数据采集系统首要涉及的问题。由程序控制数据采集卡数据的读取。

创建数据采集VI步骤如下：（1）使用DAQmx Create Channe l.vi创建一个模拟输入电压通道；（2）添加For Loop循环以保证循环采集；（3）调用DAQmx Timing.vi，将其采样时钟频率设置为输入waveform的采样频率，并将采样模式设置为Finite Samples；（4）调用DAQmx Start Task.vi；（5）调用DAQmx Read.vi；（6）调用DAQmx Stop Task.vi；（7）调用DAQmx Clear Task.vi；（8）添加一波形指示，并在流程图中把它与DAQmx Read.vi的date端口连接起来。

6 结语

数据采集是LabVIEW的应用之一。本设计采用LabVIEW编写数据采集程序，驱动PCI-6013插入式数据采集卡，实现与数据采集卡的数据交换。开发NI公司的PCI-6013插入式数据采集卡的驱动程序，组成了一个完整的动态测量系统。

参考文献

[1]唐光荣，李九龄，邓丽曼.微型计算机应用技术数据采集与控制技术.北京：清华大学出版社，2000.

[2]陈红.数据采集方法.北京：中国审计出版社，2001.

[3]肖忠祥.数据采集原理.西安：西北工业大学出版社，2001.

[4]DAQ-NI 6013/6014 User Manual.

[5]周求湛，等.虚拟仪器与LabVIEWTM7 Express程序设计.北京：航空航天大学出版社，2004.