LabWindows/CVI在風(fēng)洞數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用
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如今在測控領(lǐng)域用于開發(fā)軟件系統(tǒng)的開發(fā)平臺主要有：LabVIEW、C++、VB、Agilent VEE、LabWindows/CVI。而LabWindows/CVI由于提供了豐富的函數(shù)庫和各種方便功能得到了不少使用者的青睞。LabWindows/CVI是National Instrument公司開發(fā)的一種基于ANSI C的開發(fā)平臺，它集成了編譯器、連接器和高級編輯、調(diào)試工具。內(nèi)建強(qiáng)大的儀器庫，從儀器控制、數(shù)據(jù)采集到數(shù)據(jù)分析和圖像顯示。LabWindows/CVI自帶代碼生成、交互式函數(shù)面板、函數(shù)提示、快速控件查找等功能，可以幫助開發(fā)者進(jìn)行快速開發(fā)。
風(fēng)洞數(shù)據(jù)采集主要包括壓力、溫度、天平等信號。
系統(tǒng)構(gòu)成
在該系統(tǒng)中主要使用了National Instrument公司PXI-6052E數(shù)據(jù)采集卡和SCXI-1143信號調(diào)理卡的硬件產(chǎn)品。系統(tǒng)采用了工控機(jī)加遠(yuǎn)程控制模塊構(gòu)成，結(jié)構(gòu)如圖1。
圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
軟件主要功能包括硬件參數(shù)設(shè)置、采集參數(shù)設(shè)置、時(shí)域信號分析、頻域信號分析、零點(diǎn)處理、傳感器校準(zhǔn)等。軟件流程圖如圖2。
圖2 軟件流程圖
軟件功能實(shí)現(xiàn)
主界面設(shè)計(jì)
LabWindows/CVI中帶有用戶界面編輯器，它提供了各種控件如：數(shù)字控件、字符串控件、波形圖控件、Tab、Table等。利用自動(dòng)代碼生成工具可以幫助開發(fā)者快速建立用戶界面及對應(yīng)的回調(diào)函數(shù)。該程序主界面如圖3。
圖3
線程考慮[!--empirenews.page--]
整個(gè)軟件采用多線程模式，主線程用于管理用戶界面，在主線程中創(chuàng)建一個(gè)單獨(dú)的采集線程，用于采集和保存數(shù)據(jù)。這里主要用到了LabWindows/CVI提供的線程函數(shù)可以方便的創(chuàng)建、管理線程。
errorCode=CmtScheduleThreadPoolFunctionAdv(DEFAULT_THREAD_POOL_HANDLE,DAQThreadFunction, NULL, THREAD_PRIORITY_NORMAL, NULL,(unsigned int)NULL, NULL, (unsigned int)NULL, &DAQThreadID);該函數(shù)用于創(chuàng)建采集線程，DAQThreadFunction為自定義的線程函數(shù)，該函數(shù)用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)存儲。
errorCode = CmtReleaseThreadPoolFunctionID (DEFAULT_THREAD_POOL_HANDLE, DAQThreadID);該函數(shù)用于釋放線程。
數(shù)據(jù)采集
基于PXI+SCXI這種系統(tǒng)構(gòu)架，在數(shù)據(jù)采集時(shí)，使用了PXI-6052E的一個(gè)通道來控制SCXI所有通道?？紤]到通道數(shù)多，設(shè)置參數(shù)多，需要等待足夠的時(shí)間采集等特點(diǎn)，這樣在硬件初始化時(shí)會比較花時(shí)間，所以在采集程序中把初始化硬件沒有放到線程函數(shù)里面，專門將該功能列出。這樣保證了在點(diǎn)擊開始采集后能在要求等待的時(shí)間后得到所需要的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
在該軟件中使用了NI早期的數(shù)據(jù)采集卡驅(qū)動(dòng)程序Traditional DAQ。使用了緩沖技術(shù)實(shí)現(xiàn)連續(xù)數(shù)據(jù)采集。
a. errorCode = DAQ_DB_Config (config.daq[0].iDevice, 1);配置緩沖模式;
b. errorCode =DAQ_DB_HalfReady (gHardwareConfig.daq[0].iDevice, &halfReady, &DAQStop);檢查緩沖是否滿，緩沖區(qū)滿后開始讀取數(shù)據(jù);
c. if((halfReady == 1) && (DAQStop == 0)) {
errorCode = DAQ_DB_Transfer (gHardwareConfig.daq[0].iDevice, pdsVoltBuffer, &points, &DAQStop);
if(errorCode != 0)
goto error;
}讀取緩沖區(qū)數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)庫功能
數(shù)據(jù)庫功能主要使用了LabWindows/CVI提供的數(shù)據(jù)庫連接工具包。該工具包提供了豐富的數(shù)據(jù)庫操作函數(shù)，給開發(fā)帶來了方便和快捷。LabWindows/CVI和數(shù)據(jù)庫連接的鏈路圖如圖4。
圖4
a) hdbc=DBConnect (MD_DATABSE_NAME);和數(shù)據(jù)庫建立連接，參數(shù)為數(shù)據(jù)庫名稱、用戶ID及密碼構(gòu)成的字符串。[!--empirenews.page--]
b) hstmt=DBActivateSQL (hdbc, string);激活SQL語句。
c) DBPutRecord (hstmt);刷新數(shù)據(jù)庫。
d) DBDeactivateSQL (hstmt);解除活動(dòng)SQL語句。
e) DBDisconnect (hdbc);斷開數(shù)據(jù)庫連接。
2.5信號分析
在LabWindows/CVI里面自帶了常用的信號分析處理函數(shù)，可以進(jìn)行常用的時(shí)域信號、頻域信號處理以及數(shù)字濾波處理等。
在該程序中時(shí)域信號處理主要使用了卷積(Convolve)、積分(Integrate)、微分(Difference)。頻域信號處理使用了FFT。數(shù)字信號處提供了一個(gè)可設(shè)置的對話框，方便使用者配置濾波參數(shù)。
圖5
常規(guī)的數(shù)學(xué)處理函數(shù)在這個(gè)程序中也有用到，都是利用了LabWindows/CVI自帶的數(shù)學(xué)函數(shù)如：波形數(shù)據(jù)的基本算術(shù)運(yùn)算，Add1D、Sub1D、Mul1D、Div1D。
試驗(yàn)報(bào)告
在完成試驗(yàn)后，根據(jù)試驗(yàn)的要求生成Word或Excel報(bào)告，不用再手動(dòng)編輯報(bào)告了，節(jié)約了大量時(shí)間。這里也是使用LabWidnwos/CVI提供的報(bào)告生成工具包，該工具包包含了很多簡單實(shí)用的函數(shù)，可以自動(dòng)生成柱狀圖、餅圖等，也可以將面板上顯示的波形圖自動(dòng)插入到指定位置。
結(jié)語
通過利用LabWindows/CVI提供的各種控件快速構(gòu)建好用戶界面，又利用各種提供的豐富函數(shù)以及工具包功能函數(shù)完美、快速完成了整個(gè)程序的開發(fā)。在短時(shí)間保證開發(fā)順利按照既定計(jì)劃執(zhí)行，圓滿完成了開發(fā)任務(wù)。
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