基于LabVIEW联合MATLAB实时拟合曲线软件的设计

时 博，孙佰顺，王晓军 (吉林医药学院附属465医院,吉林 吉林 132013)

日常生活的信息大部分是利用各种传感器进行数据采集的数据中获得的。采集的数据看起来是一些杂乱无序的数据或者用肉眼无法从中获得想要的信息，这时，可以对采集的数据进行曲线拟合，通过曲线，便可以更容易了解采集数据的信息，进而，对未知的数据点进行预测。文章设计的曲线拟合软件，利用LabVIEW软件实时将采集数据库中的数据调出，对调出的数据利用MATLAB软件对数据进行预处理以及曲线拟合，从而实现对采集数据实时曲线拟合。

1 LabVIEW与数据库的连接

1.1 LabVIEW中与数据库接口的方法

目前LabVIEW版本尚没有提供与数据库连接的直接接口,但LabVIEW访问数据库可以使用以下几个方法进行解决：

(1)使用NI 公司生产的附加的付费工具包LabVIEW SQL Toolkit对数据库访问。但这种工具包由于价格较贵,很难被广大LabVIEW用户接受。

(2)使用编程语言如C语言编写DLL程序，然后使用LabVIEW自带的DLL接口来访问DLL程序,这样便可实现对数据库的间接访问。这种方法虽不需付费，但由于工作量太大，而且需要较高的编程能力，也很难被用户所接受。

(3)使用LabVIEW的ActiveX功能进行访问数据库,它是调用Microsoft ADO控件,使用SQL语言来实现对数据库的访问。这种方法要求使用者需对Microsoft ADO 控件以及SQL 语言有一定的了解,且需从底层进行编程方可实现对数据库的访问。这对多数用户来说也是不可能实现的。

(4)使用LabVIEW用户自行研发的LabVIEW 数据库访问工具LabSQL。LabSQL是将对底层ADO复杂的编程及SQL操作封装为一系列的LabSQL子Ⅵ，用户在使用时只需调用这些子Ⅵ就可实现对数据库的访问，它与很多数据库都兼容,如Access、SQL Server、Oracle等，且操作简单易用，无需任何费用，被广大用户所接受。

1.2 数据源名DSN的创建

LabVIEW与数据库的连接工具包是基于ODBC(Open Database Connectivity)技术进行连接的，在使用LabSQL访问数据库之前，需首先创建数据源名DSN(Data Source Names)才能连接到数据采集数据库。

以选用的ACCESS数据库为例，创建DSN的方法为:在“PC机控制面板”中选择“管理工具”，然后再选择“数据源”，进入ODBC数据源管理器，选择用户DSN选项卡，点击添加按钮，会弹出数据源驱动选择对话框，然后选择Microsoft Access Driver(*.mdb)。点击“完成”按钮后，会弹出ODBC Microsoft Access安装窗口，在数据源名内填入一个数据源名字，比如caijiData，然后在Database栏中单击“选择”按钮选择我们要连接的采集数据库文件，其他参数保持默认，单击“确定”按钮，即完成了DSN的创建。

1.3 LabSQL连接数据库

以粮仓中的温度采集数据库为例，将温度传感器采集的最新的10条数据，实时从数据库中调到LabVIEW中进行预处理、曲线拟合等操作。选用ACCESS数据库作为温度采集数据库，其具有操作和维护简单等优点，且能满足该系统需求。

数据初始化包括创建ADO连接数据连接符“DSN=caijiData”；读取最新10条数据的SQL命令“select top 10 * from T-caji order by 序号 DESC”；旧数据清零(将上一次调入的数据清零)。读取最新10条数据是利用已创建好的一系列LabSQL子Ⅵ读取数据，首先创建一个连接对象，然后将ADO连接数据连接符“DSN=caijiData；”输入打开ADO连接子Ⅵ，将SQL命令“select top 10 * from T-caji order by 序号 DESC”输入到ADO查询子Ⅵ，这样就可读取采集数据库中的最新10条数据，最后使用ADO连接关闭子Ⅵ关闭ADO连接。字段名的赋值主要作用就是将读取的数组的每一列赋予给它原来采集数据库中的字段名字。实时数据显示就是将字段名赋值的最新数据实时以表格的形式进行显示。

2 数据曲线拟合

2.1 MATLAB曲线拟合主要方法

(1)曲线拟合工具箱进行线性曲线拟合。曲线拟合工具箱是开发者为数据集合进行曲线拟合而专门设计的。利用工具箱可以进行参数和非参数拟合，这个工具箱集成了用MATLAB 建立的图形用户界面(GUIs)和M文件函数，使其操作极为简单。

(2) 内建函数进行线性曲线拟合。MATLAB中自身提供了许多函数来进行曲线拟合，如polyfit(多项式数据拟合函数)，在MATLAB命令窗口中输入polyfit(X,Y,N)，即可对数据X,Y进行拟合N阶多项式系数，它与最小二乘法曲线拟合基本意义上一致的，所以又称其为最小二乘法曲线拟合。

2.2 实时数据曲线拟合实现

利用LabVIEW中提供的MATLAB脚本编辑器，即可将实时从采集数据库提取的数据进行处理，首先对实时数据进行预处理，以去除一些干扰数据，然后根据实际情况选择一种MATLAB曲线拟合方法对数据进行曲线拟合，最后将求出的相关参数传递给LabVIEW,便可以实时观测数据的拟合曲线。

3 结 论

本研究基于LabVIEW软件联合MATLAB强大数据处理功能，设计了一款针对采集数据的实时拟合曲线软件，该软件具有操作简单、易扩展，可用于多种数据检测领域。软件利用最小二乘法分别对五个仓库的温度进行实时数据曲线拟合，通过仓库温度实时拟合曲线图，可以看出该软件可是实现对采集数据的实时曲线拟合，以实时观测我们要采集的数据状况。