基于LabVIEW的高速数据采集及管理系统设计

发布时间：2017-09-06 02:18

  本文关键词：基于LabVIEW的高速数据采集及管理系统设计

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【摘要】：随着社会科技不断进步,人们对数据采集系统的技术要求也不断增长,在不同领域里,数据采集仪器的运用越来越广泛。传统的数据采集仪器,由于其体积庞大,不便携,功能单一等缺点,已经越来越难以满足实际运用中功能需求的多样性。由此,虚拟仪器技术应运而生。在做仪器开发时,经常需要利用计算机强大的数据处理功能,而虚拟仪器将其与硬件资源结合起来,形成了一套功能强大、开发效率高、成本低的仪器开发系统,LabVIEW就是基于这种虚拟仪器技术的应用开发软件。本文提出了一种基于LabVIEW的高速数据采集及管理系统的设计,该系统由用户启动数据采集,系统再对数据进行原始数据的文件存储和数据库记录的存储,之后还能够实现信号波形回放与数据记录管理功能。系统硬件部分采用PCIe数据采集卡完成数据采集,软件部分的设计使用了层次化以及模块划分思想。本文在对高速数据采集系统调研、分析的基础上,通过对底层硬件驱动程序的开发,结合当前虚拟仪器图形化编程软件LabVIEW的发展水平,完成了基于LabVIEW的高速数据采集系统平台的搭建。同时针对数据量较大的情况,考虑到以文件形式保存数据的方式不能实现方便灵活的管理,本设计将LabVIEW第三方软件接口和专用结构化查询语言结合,实现与MySQL数据库互访。最终完成了基于LabVIEW的高速数据采集及管理系统的设计与实现,并完成了对该系统的功能调试、测试及优化。
【关键词】：采集系统 虚拟仪器 LabVIEW MySQL数据库
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP274
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 课题研究的背景和意义10-11
• 1.2 数据采集技术及其发展现状11-12
• 1.3 论文结构及其章节安排12-14
• 第二章 高速数据采集及管理系统的总体设计14-25
• 2.1 系统总体结构14
• 2.2 高速数据采集卡14-15
• 2.3 虚拟仪器开发平台LabVIEW15-22
• 2.3.1 LabVIEW简介15-18
• 2.3.2 LabVIEW中的数据库访问技术18-20
• 2.3.3 LabVIEW软件开发流程20-22
• 2.4 LabVIEW的层次化软件设计22-24
• 2.4.1 输入输出（I/O）接口软件23
• 2.4.2 仪器驱动程序23-24
• 2.5 本章小结24-25
• 第三章 基于LabVIEW的数据采集及管理平台设计25-56
• 3.1 Xilinx Kintex-7 FPGA数据采集卡25-28
• 3.1.1 光纤接口25-26
• 3.1.2 DDR3缓存26
• 3.1.3 PCIe接口26-28
• 3.1.3.1 PCIe的DMA传输27-28
• 3.2 I/O接口软件设计28-31
• 3.2.1 WinDriver工作原理28-30
• 3.2.2 Driver Wizard30-31
• 3.3 仪器驱动程序设计31-34
• 3.3.1 PCIe驱动程序31-32
• 3.3.2 DLL数据库的建立和调用32-34
• 3.4 基于LabVIEW的应用软件模块化设计34-50
• 3.4.1 数据采集存储模块35-42
• 3.4.1.1 数据采集存储功能的实现35-39
• 3.4.1.2 数据采集存储程序的实现39-42
• 3.4.2 数据波形显示模块42-45
• 3.4.2.1 数据波形显示功能的实现42-43
• 3.4.2.2 数据波形显示程序的实现43-45
• 3.4.3 数据记录管理模块45-50
• 3.4.3.1 数据库结构的设计45-46
• 3.4.3.2 数据记录管理功能的实现46-47
• 3.4.3.3 数据记录管理程序的实现47-50
• 3.5 数据采集及管理系统的控制界面50-54
• 3.5.1 完整链路的数据采集与存储51-52
• 3.5.2 数据波形的显示52-54
• 3.5.3 数据记录的管理54
• 3.6 本章小结54-56
• 第四章 数据采集及管理软件的性能测试与优化56-67
• 4.1 软件测试环境56-57
• 4.2 软件性能的测试方法57-58
• 4.3 软件性能的优化58-66
• 4.3.1 保存文件方式59-62
• 4.3.1.1 读写磁盘速度的测试59-60
• 4.3.1.2 保存文件程序优化60-62
• 4.3.2 数据的接收62-66
• 4.3.2.1 虚拟地址与物理地址62-64
• 4.3.2.2 申请更大的接收缓存区64-66
• 4.4 本章小结66-67
• 第五章 总结与展望67-70
• 5.1 本文内容总结67-68
• 5.2 主要贡献和创新68
• 5.3 展望68-70
• 参考文献70-72
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单72-73
• 致谢73

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本文编号：801584