基于LabVIEW和PCI-5124的數據采集系統設計

2 數據采集系統設計
2．1 程序設計
LabVIEW是一種基于圖形語言編程的可視化軟件開發平臺，與VC、VB等其他可視化編程語言相比，其函數庫豐富、調試方便，而且開發界面簡單，界面風格與傳統儀器相似。LabVIEW是一個外觀和操作均能模仿實際儀器的程序開發環境，類似于C、BASIC等編程語言。但LabVIEW的特點在于使用圖形化編程G語言在流程圖中創建源程序，而非使用基于文本的語言產生源程序代碼。與傳統C、C++等編程語言不同，LabVI-EW采用強大的圖形化語言編程，面向測試工程師而非專業程序員，編程方便，人機交互界面直觀友好，具有強大的數據可視化分析和儀器控制能力。
本實驗系統主要由數據采集、存儲和數據處理等部分組成。其中數據采集包括采集設置和數據采集波形顯示；數據處理包括信號時頻域參量測量、信噪比測量以及報表打印等。系統工作流程如圖2所示。

本系統基本工作過程是：肩動LabVIEW程序后，首先設置高速數據采集卡PCI-5124的通道、采樣模式、采樣頻率、觸發類型、觸發電平等，然后啟動采集，進行長時間連續的數據采集并利用流艋技術將采集到的信息實時存儲于計算機硬盤，由于采集到的信息量很大，因此對采集到的數據進行離線處理，以減輕計算機CPU負擔，提高數據處理速度。
2．2 數據采集模塊
數據采集是從傳感器和其他待測設備等模擬和數字被測單元中自動采集各種參量(物理、化學、生物量等)信息的過程。數據采集操作的結果直接影響后續數據處理、分析，數據采集功能模塊利用NI-Scope函數進行數據采集，為了讓數據采集設備在后臺連續采集數據并送入緩存區，首先，初次安裝好NI PCI-5124數據采集卡和驅動程序以后，計算機將自動設置其I／O地址和中斷號，并分配內存資源，打通LabVIEW程序和底層驅動NI-Scope的通道。其次，在程序界面設置采樣頻率、采集通道、數據存儲方式并啟動程序實時采集。由于需要觸發某事件后(例如點擊“運行采集”按鈕)進行采集，本設計采用可編程掃描和當前軟件觸發采集模式：采集啟動后，下層NI-Scope驅動程序獨立控制硬件高速數字化儀PCI-5124進行數據采集，并將采集結果利用流盤存儲方式跳過采集卡的緩沖區直接讀取到應用軟件的計算機硬盤中，處理數據。數據采集波形如圖3所示，該模塊完成連續數據采集，實時顯示信號并刷新。