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1、题 目：基于LabVIEW和PCI-6221板卡的多路数据采集系统设计基于LabVIEW和PCI-6221板卡的多路数据采集系统设计摘要在生产过程中，应用数据采集系统可对生产现场的工艺参数进采集、监视和记录，为提高产品质量、降低成本提供信息和手段。在科学研究中，应用数据采集系统可获得大量的动态信息，是研究瞬间物理过程的有力工具，也是获取科学奥秘的重要手段之一。总之，不论在哪个应用领域中，数据采集与处理越及时工作效率就越高，取得的经济效益就越大。文章主要内容就是在综合了虚拟仪器技术的特点之上提出了一种基于LabVIEW和PCI-6221板卡的多路数据采集系统的实现方法，首先介绍了虚拟仪器的总线及
2、其标准、框架结构、数据采集的相关理论，然后给出了数据采集系统的硬件结构图。在分析本系统功能需求的基础上，介绍了程序模块化设计、数据库、Web、多线程等技术，最后重点介绍了应用LabVIEW 8.5开发平台实现数据采集系统的方法，给出了设计的前面板及程序框图。该系统具有多路数据采集、实时显示、历史数据回放与报警记录等功能，并且利用labSQL数据库访问技术，实现了采集数据的存储。此外，还使用Web技术实现了对系统的远程访问及控制。关键词：虚拟仪器；数据采集；PCI-6221 板卡；曲线显示；labSQL数据库The Design Of Multi-channel Data Acquisition
3、 System On Based Of LabVIEW And PCI-6221 Acquisition BoardAbstractIn the production process, the application of data acquisition system at the scene of the production process parameters into the collection, monitoring and recording, in order to improve product quality, reduce costs and means of prov
4、iding information. In scientific research, applied data acquisition system will be a lot of dynamic information, is to examine the physical processes of the moment a powerful tool, but also access to scientific mysteries of one of the important means. In short, regardless of which applications, data
5、 acquisition and processing more efficient and timely work of the higher, the greater the economic benefits yielded. The main context of the design is a combination of the characteristics of virtual instrument technology on top of a LabVIEW-based and PCI-6221 data acquisition board system approach,
6、first introduced its virtual instrument bus standard, the framework structure , data collected related to the theory, and then given a data acquisition system hardware structure. In analyzing the functional requirements of the system on the basis of the procedures introduced modular design, database
7、, multi-threading technology, and finally focuses on the LabVIEW 8.5 application development platform for the realization of the method of data acquisition system, given the design of the front panel diagram and procedures. The system has multi-channel data acquisition, real-time display, historical
8、 data playback and recording features such as alarm and to take advantage of labSQL database access technology, to achieve the collection of data storage. In addition, the use of Web technology on the system and control of remote access.Keywords: Virtual instrument; data acquisition; PCI-6221 board;
9、 curve shows; labSQL database目录摘要IAbstractII第一章 绪论11.1数据采集系统研究背景及意义11.2虚拟仪器技术简介21.2.1虚拟仪器的概念和特点21.2.2 虚拟仪器的分类及结构21.2.3虚拟仪器技术的现状及前景展望31.3本文主要内容4第二章 数据采集的基本理论52.1输入信号的类型52.2输入信号的连接方式72.2.1 测量系统分类72.2.2选择合适的测量系统92.3信号调理112.4采样定理122.5数据采集及处理的过程122.6数据采集系统的一般组成及各部分功能描述14第三章 基于LabVIEW和PCI-6221板卡的多路数据采集系统1
10、73.1虚拟仪器最基本的三种组建方案173.2系统总体硬件框图183.3系统实现的功能特点193.4系统前面板设计193.4.1登录系统193.4.2通道参数配置203.4.3实时数据显示223.4.4历史数据查询223.4.5报警记录243.5本章小结24第四章 系统硬件描述254.1信号调理模块254.1.1信号调理模块的选用254.1.2 NI SCC信号调理模块简介254.1.3测量放大电路264.1.4滤波电路264.2数据采集卡简介274.2.1概述274.2.2数据采集卡的组成274.2.3数据采集卡的参数设置284.2.4 I/O接口设备PCI-6221数据采集卡294.3硬件
11、抗干扰措施294.3.1测控系统中常见的干扰294.3.2常用的抗干扰措施304.4本章小结30第五章 系统软件设计及其相关技术315.1软件平台选择315.1.1概述315.1.2虚拟仪器的软件基础315.1.3 图形化编程软件平台LabVIEW325.1.4用LabVIEW设计虚拟仪器的方法345.1.5 测试系统应用软件结构355.2 LabVIEW中的数据库访问技术355.2.1 Microsoft ADO简介355.2.2结构化查询语言SQL365.2.3 LabSQL工具包365.3系统的应用软件编制375.3.1启动系统375.3.2系统登录模块375.3.3用户管理模块385.
12、3.4数据采集模块395.3.5数据存储模块395.3.6数据回放模块405.3.7报警及记录模块415.4 其它相关技术425.4.1 Web上发布程序425.4.2多线程技术455.4.3 LabVIEW与多线程455.4.4多线程技术在本设计中的应用455.5本章小结46第六章 总结47参考文献48致谢50第一章 绪论1.1数据采集系统研究背景及意义数据采集系统是对传感器或所需测量或处理的信号进行采集、数字化、存储、分析和显示的一个完整信号处理链路。数据采集的任务就是采集传感器输出的模拟信号并转换成计算机能识别的数字信号，然后送入计算机或相应的信号处理系统，根据不同需要进行相应的计算和处
13、理，得出所需的数据。与此同时，将计算机得到的数据进行显示或打印，以便实现对某些物理量的监视，其中一部分数据还将反馈回生产过程中的计算机控制系统用来控制某些物理量。数据采集几乎无孔不入，它已渗透到了地质、医学器械、雷达、通讯、遥感遥测等各个领域，为我们更好的获取信息提供了良好的基础。另外，我们在评估一个信号源的质量时，也可以通过数据采集的手段将信号采集存入计算机，再通过各种处理方式来评价信号源的好坏。这时，该数据采集系统就类似一台测试仪器。数据采集系统性能的好坏，主要取决于它的精度和速度。在保证精度的条件下，应有尽可能高的采样速度，以满足实时采集、实时处理和实时控制对速度的要求。精度是通过有效位
14、数来反映的，有效位数越高，要求系统的噪声就越低，这在实际工作中实现起来不太容易很好的克服系统噪声，目前从采集精度上看，有效位数能做到12位就很不错了。速度是通过采样速率来反映的，速度太高，传统的TTL逻辑常常不能满足需求，一般高速采集芯片的输出逻辑都为ECL逻辑。这样相应地增加了功耗。所以，在高速数据采集芯片的设计上是用大功耗来换取高速度，同时也减小了逻辑摆幅。根据目前芯片市场来看，速度最高的A/D转换芯片己经达到了1.5GHz。数据采集系统对模拟器件提出的挑战众所周知，近20年来，与数据采集系统相关的PC技术及数字信号处理技术得到了飞速的发展，处理速度提高了。数据采集领域正在发生着重要的变化
15、。首先，分布式控制应用场合中的智能数据采集系统正在发展；其次，总线兼容型数据采集插件的数量正在增大，与个人计算机兼容的数据采集系统的数量也在增加。数据采集与控制数据采集已长时间地被认为与数据记录及其它数据收集系统相等同。因此，对数据采集系统的研究具有重要且深远的意义。1.2虚拟仪器技术简介1.2.1虚拟仪器的概念和特点虚拟仪器是仪器技术、计算机技术、总线技术、软件技术及其他技术相结合的产物，它利用计算机强大的数字处理能力实现仪器的大部分功能，打破了传统仪器的框架，形成了一种新的仪器模式。美国NI公司于20世纪70年代中期提出了虚拟仪器的概念。虚拟仪器是在以通用计算机为核心的硬件平台上，利用计算机强大的软件功能实现信号数据的运算、分析和处理，利用I/O接口设备完成信号的采集、测量与调理，从而完成各种测试功能的一种计算机仪器系统。是计算机技术与仪器技术相结合的产物，其基础是计算机系统，核心是软件技术。是一个测试自动化系统的高性能、低成本运载平台。同时，NI公司在虚拟仪器概念出现以后，推出了图形化虚拟仪器专用开发平台LabVIEW。为了兼顾其它高级语言软件开发者的习惯，NI还推出了La
