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1、毕业设计说明书基于LabVIEW数据处理软件的设计学生姓名： 学号： 学 院： 仪器与电子学院 系 名： 电子工程系 专 业： 测控技术与仪器 指导教师： 2015年6月 中北大学2015届毕业设计说明书基于LabVIEW数据处理软件的设计摘要 随着我国经济的飞速发展，工程上和科研上的数据处理越来越复杂，尤其高科技上的数据处理更加繁琐。本文中将建立基于计算机技术基础上的数据处理系统。利用图形化语言LabVIEW建立数据处理软件。软件系统共分为数据读取、数据处理和数据保存三个主要模块，来实现系统的数据显示、存取和分析功能。在数据读取模块中，通过对.txt .xls .dat文件的打开，从而读取文
2、件内部的数据，并显示在波形图上；数据处理模块中，通过各种滤波器和其他函数对数据进行处理，同时将处理后的数据显示在波形图上；在数据保存模块中，利用LabVIEW中的写入电子表格文件VI便可将处理后的数据进行保存，既经济又方便快捷。关键词： LabVIEW；数据读取；滤波器；数据保存；数据处理Design of data processing software based on LabVIEWAbstract Along with the rapid development of our country economy, the data processing in engineering and
3、 research is more and more complex, especially the data processing in high technology is more complicated. In this paper, a data processing system based on computer technology is established. Using graphical language LabVIEW to establish data processing software. The software system is divided into
4、data reading, data processing and data storage three main modules, to achieve the system data display, access and analysis functions. In the module to read data through the. TXT. XLS. Dat file open, to read file inside the data, and display on the waveform graph; data processing module, through a va
5、riety of filters and other functions of data processing, at the same time, the processing of data display in wave shaped figure; in the data storage module, using LabVIEW write spreadsheet file VI can be processed data can be stored, economical and convenient.Keywords： LabVIEW；data read；filter； data
6、 preservation；data processing目 录1 绪论11.1 课题研究的目的与意义11.2.1 国外发展状况11.2.2 国内发展状况21.3 课题的主要研究内容32 虚拟仪器及数据处理简介42.1 虚拟仪器简介42.2 LabVIEW开发平台及主要功能特点52.3 数据处理简介53 系统的软件设计73.1 软件总体概况73.2 数据读取部分软件的设计73.2.1 二进制文件的读取73.2.2 电子表格文件的读取93.3 数据处理部分的设计93.3.1 Chebyshev滤波器简介及设计方案93.3.2 Butterworth滤波器简介及设计方案113.3.3 FIR滤波器
7、简介及设计方案123.3.4 中值滤波器简介及设计方案133.3.5 线性拟合简介及设计方案143.3.6 广义多项式拟合简介及设计方案163.3.7 FFT简介及设计方案193.3.8 线性插值简介及设计方案203.3.9 功率谱简介及设计方案203.3.10 自相关简介及设计方案223.4 数据保存部分的设计233.5 软件退出部分的设计234 总结254.1 课题总结254.2 课题展望25参 考 文 献26致 谢28 第 II 页 共 II 页中北大学2015届毕业设计说明书1 绪论 1.1 课题研究的目的与意义 随着计算机技术和智能仪器仪表的深入发展，数据采集处理技术作为数字信号处理
8、的前期工作之一，被广泛应用于军事、工业、通信、消费电子、医疗等测控领域。然而当今的测控领域面临三大挑战：测控成本不断增加；测控系统越来越庞杂；对测控投资的保护要求越来越强烈。面对这些挑战，用户最可能的做法是选用标准化硬件平台。硬件的标准化可以部分降低测试成本，但作用是非常有限的，而使用虚拟仪器则可以大大缩短用户软件的开发周期，增加程序的可复用性，从而降低测控成本，而且由于虚拟仪器是基于模块化软件标准的开发系统，用户可以选择最合适于其应用要求的任何测试硬件1。基于LabVIEW虚拟仪器开发的数据处理系统，可以减小数据处理系统的开发成本，提高开发效率，该系统能打开数据文件，并对数据进行保存和分析处
9、理，既经济又方便。1.2 国内外研究现状及发展趋势1.2.1 国外发展状况 随着计算机技术、大规模集成电路技术和通讯技术的飞速发展，仪器技术领域发生了巨大的变化，美商国家仪器公司(NationalInstruments)于八十年代中期首先提出基于计算机技术的虚拟仪器的概念，把虚拟测试技术带入新的发展时期，随后研制和推出了基于多种总线系统的虚拟仪器。虚拟仪器就是在通用计算机上加上软件和（或）硬件，使得使用者在操作这台计算机时，就象是在操作一台他自己设计的专用的传统电子仪器。在虚拟仪器系统中，硬件仅仅是为了解决信号的输入输出，软件才是整个仪器系统的关键，任何一个使用者都可以通过修改软件的方法，很方
10、便地改变、增减仪器系统的功能与规模，所以有“软件就是仪器”之说。虚拟仪器技术的出现，彻底打破了传统仪器由厂家定义，用户无法改变的模式，虚拟仪器技术给用户一个充分发挥自己的才能、想象力的空间。用户（而不是厂家）可以随心所欲地根据自己的需求，设计自己的仪器系统，满足多种多样的应用需求。虚拟仪器系统概念是对传统仪器概念的重大突破，是计算机系统与仪器系统技术相结合的产物。它利用计算机系统的强大功能，结合相应的硬件，大大突破传统仪器在数据处理、显示、传送、处理等方面的限制，使用户可以方便地对其进行维护、扩展、升级等。在国外，由于LabVIEW的图形化的编程语言的开发环境，使它广泛地被工业界、学术界和研究
11、实验室所接受，视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。LabVIEW 集成了与满足 GPIB、VXI、RS-232和 RS-485 协议的硬件及数据采集卡通讯的全部功能。它还内置了便于应用TCP/IP、ActiveX等软件标准的库函数。这是一个功能强大且灵活的软件。利用它可以方便地建立自己的虚拟仪器，其图形化的界面使得编程及使用过程都生动有趣。所以无论在工业、农业、手工业等方面，虚拟仪器都极大的代替了硬件设备，使得应用成本大幅度降低。1.2.2 国内发展状况 国内虚拟仪器最早的研究也是从引进消化NI的产品开始。国家自然科学基金委员会也曾将虚拟仪器研究作为现代机械工程科学前沿学科之一，列入为“十五
12、”期间优先资助领域。目前有些研究已取得可喜成绩虚，如863项目“虚拟仪器关键技术的研究及其产业化”，所研制的“一体化虚拟仪器”就是一种不同于欧美虚拟仪器的技术。这项成果表明我国在虚拟一起方面走出一条自主创新的路子。 当今虚拟仪器的系统开发采用的总线包括传统的RS232串行总线、GP-IB通用接口总线、VXI总线，以及已经被PC机广泛采用的USB通用串行总线和IEEE 1394总线（FireWire，也叫做火线）。时间各国的公司，特别是美国NI公司，为使虚拟仪器能够适应上述各种总线的配置，开发了大量的软件以及适应要求的硬件（插件），可以灵活地组件不同复杂程度的虚拟仪器自动测试系统。虚拟仪器的继续
13、迅速发展，使得它可以取代测量技术传统领域的各类仪器。虚拟仪器在组成和改变仪器的功能和技术性能方面具有灵活性与经济性，因而特别适应于当代科学技术迅速发展和科学研究不断深化所提出的更高更新的测量课题和测量需求。“没有测量就没有鉴别，科学技术就不能前进”。虚拟仪器将会在科学技术的各个领域得到广泛应用。甘肃省计量研究院，李宝泉教授认为：为了在保证工作质量的前提下快速处理测量数据以及避免因人为差错造成量值传递准确性的不可靠，并且结合精测岗位的实际情况和工作流程，开发基于LabVIEW的精密测量数据处理系统势在必行！该系统应具有开发周期短、成本低、人机界面友好、操作方便等特点；同时还具有很强的可扩展性和可
14、重用性，方便系统修改和升级，具有很强的应用价值。西安工业大学机电工程学院贾培刚教授认为：随着工业生产中自动化进程的不断推进，对数据的实时采集分析观察，以及对数据的自动存储变的越来越重要。而基于计算机平台的虚拟仪器LabVIEW凭借其简单直观的图形化编程语言，丰富的功能模块和函数节点，极大的降低了程序开发的时间和成本，从而广泛的应用在复杂多样的编程任务中。所以在当今社会的大背景下，虚拟仪器技术已成为测试、工业I/O和控制和产品设计的主流技术，随着虚拟仪器技术的功能和性能已被不断地提高，如今在许多应用中它已成为传统仪器的主要替代方式。随着PC、半导体和软件功能的进一步更新，未来虚拟仪器技术的发展将为测试系统的设计提供一个极佳的模式，并且使工程师们在数据采集和数据处理方面得到强大功能和灵活性。1.3 课题的主要研究内容LabVIEW是美国Nl公司在20世纪80年代推出的一种基于“G”语言的虚拟仪器软件开发环境，是目前应用最广、发展最快、功能最强的、具有革命性的图形化
