基于LabVIEW和INV3060S的数据采集系统

山西中北大学计算机与控制工程学院　赵鹏飞　杨喜旺　崔小龙

基于LabVIEW和INV3060S的数据采集系统

山西中北大学计算机与控制工程学院赵鹏飞杨喜旺崔小龙

针对能力优秀的LabVIEW只备有NI公司采集卡的驱动，介绍了在LabVIEW中利用UDP协议读取INV3060S采集仪数据的方法，并设计了一套数据采集分析系统。既能使用LabVIEW开发虚拟仪器，又能节省测试费用。

LabVIEW；数据采集；UDP

1引言

测试技术正在迅猛地发展，它的应用范围也越来越广，在机械、土木、航天等领域起到了非常重要的作用。但是，随着技术的不断更新换代，测试中所要求的参数以及它所要求的精度也越来越高。如果针对测试项目开发新的测试系统，会加长测试的周期，且会增加项目成本的投入。

计算机技术水平的不断提高为上述问题提供了解决方案，那就是虚拟仪器的提出。虚拟仪器的主要思想就是用软件技术取代传统的测试仪器。由美国国家仪器有限公司（National Instruments简称NI）推出的LabVIEW是一款基于图形化编程语言的虚拟仪器的开发环境，它不需要非常专业的编程知识，对工程测试人员更加友好，功能也非常强大。

数据采集是测试过程的基础，后续分析都基于采集到的数据进行。LabVIEW中只集成了NI公司推出的数据采集卡的驱动程序，但在多数情况下，我们开发的虚拟仪器并不会优先考虑NI的采集器：一方面是价格昂贵，另一方面可根据工程测试的需要选择最适合的采集系统。根据通讯接口的不同，采集设备与LabVIEW通信的方式也是不同的。本文介绍一种使用rj45接口通讯的数据采集设备与LabVIEW实现通讯，并完成数据分析功能的方法。

2数据采集设备介绍

本文使用的是北京东方振动和噪声技术研究所研制的INV3060S型采集仪，该采集仪使用以太网接口，采样频率可设置到51.2KHz，拥有24位高精度、高动态范围、支持多种输入方式等技术优势。以太网接口虽然不具备USB即插即用的优点，但是工程测试时更看中的是可靠稳定，以太网接口是总线结构，且具备传输速度更高、传输距离更广（网线可达100米）的特点，能保证实验顺利进行。正是由于该采集仪的高性价比，我们再搭配LabVIEW强大的开发能力，不仅能大大降低测试项目的费用，还能更有效地完成测试。

3 UDP协议采集数据读取

由于INV3060S采集仪中已经封装了嵌入式系统，所以在读取数据时并不能采用通常调用动态链接库或者使用CIN节点来编程的方式，需要通过UDP协议获取采集到的数据。将采集的IP配置为与计算机相同网段的IP地址，端口默认为6830。通过发送指令获取采集仪的状态信息并读取测试信号，其中获取波形数据命令：$Wn，n1，n2，xxx！

$：命令的开始字符；！：命令的结束字符；n：通道号；n1-n2：数据的起止点。在发送命令后会获得一组格式为“$WAAAABBBBXXXX…XXXX！”的数据，它是二进制表示的n1-n2这些采样点的数据。

LabVIEW中已经集成用于UDP通讯的子VI，通过调用这些VI并对端口、地址、发送命令进行设置，即可完成对采集数据的读取。

图1　UDP发送与接受的程序框图

4数据分析功能

在得到采集的数据后，可以利用LabVIEW程序设计中的信号处理控件对信号进行频域分析，统计信号的均值、最大值、最小值等指标，如图2所示。根据实际测试情况和需求，通过Lab-VIEW开放的开发环境，还可以增加各种分析算法完成对测试数据的分析。

图2　采集系统人机交互界面

5总结

利用LabVIEW强大的开发功能，通过UDP协议读取INV3060S采集仪的数据，不仅利用了LabVIEW交互界面友好、运算分析功能强大、编程方便等优点，还能灵活选择采集系统，不必再为了选择NI公司采集卡而加大成本，为测试项目提供了更加灵活的解决方案。

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