基于声卡的数据采集系统

吉淑娇，单　新，雷艳敏

(长春大学 电子信息工程学院,长春 130022)



基于声卡的数据采集系统

吉淑娇，单新，雷艳敏

(长春大学 电子信息工程学院,长春 130022)

摘要：采用虚拟仪器的思想，设计了一种基于声卡的数据采集系统。该采集系统在LabVIEW 程序开发环境下，能够实现声音信号的采集、播放和识别等功能。实验结果表明：系统能够正确采集声音频率范围内的信号，可用于该范围内的一般数据采集与应用。

关键词：虚拟仪器；声卡；数据采集

0引言

近年来，数据采集系统层出不穷，其中基于虚拟仪器技术的采集系统以其集成性好，快速灵活以及易于实现等功能而倍受青睐。本文以声卡作为数据采集的硬件结构，在LabVEIW 软件开发环境下，实现数据采集系统。系统软件交互性好，性价比高，实现了虚拟信号的采集分析及数据存盘重载。可以推广到环境噪声监测和实验室测量等多种领域，应用前景广阔。

1主界面及各模块实现

此采集系统设计了用于保护程序的登录界面，以及利用LabVIEW软件中的声音信号处理工具包，实现的声音信号的采集和处理界面，各界面遵循LabVIEW程序三要素，即前面板，程序面板和连接线，下面一一介绍。

(1)登录信息

为了更好的保护本设计系统，设计了一个要通过用户名和密码验证的登陆界面，主要以事件结构作为核心模块，利用按钮控件来触发事件结构。当前面板输入正确的登陆信息时，系统自动进入声卡采集系统中，如果密码或用户名之一发生错误，系统将退回到原始界面，直到输入正确为止。其前面板如图1所示。

图1　声卡系统的登陆界面

(2)声音采集模块的设计

根据实际需要，采集模块的前面板主要包括声卡格式设置以及采样信息的设置控件和用于显示声音信号的波形图。程序面板主要进行声卡配置、读入波形及波形储存等处理。另外，为了更有效、准确地采集所需数据，在程序中还加入了滤波功能。前面板和后面板的设计如图2和3所示。

图2　声音采集及滤波程序前面板

图3　声音采集级滤波程序程序面板

(3)声卡播放模块设计

对所采集到的声音信号进行存储，以备随时可以进行播放。在播放功能设计中，主要实现几个功能：波形显示、音量调节以及每通道采样数的调节。为了清晰显示所播放声音信号的图形，波形图采用两种颜色的双通道信号进行处理。前面板和程序面板如图4和5所示。

图4　声音播放模块前面板

图5　声音播放模块程序图

(4)声卡采集系统的整体设计

为了使声卡数据采集系统操作界面灵活方便，采用按钮和事件结构相结合，实现三个功能模块放在一个VI里，整体界面的前后面板如图6和7所示。

图6　基于声卡采集的前面板

图7　声卡采集程序

2结束语

基于声卡的数据采集系统，通过PC机即可完成数据采集、播放、处理等功能，大大方便了对声音进行收集、处理的步骤，将理论原理生动展示，可以提高学生的学习兴趣，解决了理论教学难题。

参考文献：

[1]刘刚，王立香，张连俊. LabVIEW8.5编程与虚拟仪器设计[M]. 北京：电子工业出版社，2010.

[2]周爱军，马海瑞. 基于声卡的LabVIEW数据采集与分析系统设计[J].微计算机信息2005, 21(9):170-175.

[3]郑继明，李仪. 声卡在数据采集中的应用[J]. 国外电子测量技术，2007(5):153-160.

[4]刘君华. 基于LabVIEW的虚拟仪器设计[M]. 北京:电子工业出版社,2009.

[5]吉淑娇，雷艳敏．基于虚拟仪器的温度采集系统设计[J]，长春大学学报，2014，24(8):1011-1013.

[6]Ji shujiao , Zhu Ming, Lei Yanmin. The Simulation Design of Communication System Based on LabVIEW [C].Harbin,2013 2nd International Conference on Measurement, Information and Control, ICMIC2013.

[7]Ji shujiao, Lei Yanmin,Zhang Wanli. The design of data acquisition system based on virtual instrument [C].Changchun,International Conference on Computer Science and Network Technology, 2012.

责任编辑：程艳艳

Data Acquisition System Based on Sound Card

JI Shujiao, SHAN Xin, LEI Yanmin

(College of Electronic Information Engineering, Changchun University, Changchun 130022, China)

Abstract：In view of the idea of virtual instrument, this paper designs a data acquisition system based on sound card, which can realize the functions of voice signal acquisition, play and recognition in LabVIEW development environment. The experimental results show that the system can do the signal acquisition correctly within the sound frequency range and can be used for the general data acquisition and application within the range.

Keywords：virtual instrument; sound card; data acquisition

中图分类号：TP317

文献标志码：A

文章编号：1009-3907(2016)04-0010-03

作者简介：吉淑娇(1978-)，女，吉林农安人，讲师，博士，主要从事虚拟仪器及数字图像处理等方面研究。

收稿日期：2015-10-28