許桂林

（上海電控研究所 上海 200092）

引言

自動化測試儀器是現(xiàn)在工業(yè)應用中必不可少的設備，能夠代替人類解放雙手，并且大大提高檢測效率，同時還可以對所有的測試數(shù)據(jù)進行自動儲存并對比分析。在該自動測試儀器中主要使用了NI公司的LabVIEW虛擬儀器開發(fā)平臺，該平臺是基于G語言的軟件開發(fā)平臺，能夠結合圖形化的編程方式，專門為測量測試提供高性能的模塊與配置功能，編程方式具有高靈活性和人機交互性。虛擬儀器是一個可以按照需求而設計的數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)，可以為信號采集、儀器的控制、測量數(shù)據(jù)的分析以及數(shù)據(jù)結果展示等提供大量的開發(fā)模塊。

1 系統(tǒng)設計

本系統(tǒng)的設計在初期因考慮到后續(xù)使用的可擴展性，因此采用模塊化的思想來設計，主要設計模塊有3塊：串行通信數(shù)據(jù)采集、字符串數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換和測量結果實時波形展示模塊。上位機程序設計流程圖如下圖1所示：

1.1 串行通信數(shù)據(jù)采集

1.1.1 串行通信系統(tǒng)

在本自動化測試儀器的設計中串行通信系統(tǒng)是建立在LabVIEW的虛擬儀器軟件構架VISA上。VISA是一個標準的函數(shù)庫，在LabVIEW開發(fā)平臺上該標準庫可以直接調(diào)用使用，并且VISA的內(nèi)部結構非常靈活。VISA還具有一個優(yōu)點就是可移植性，只要是用了VISA函數(shù)的程序都可以非常方便的移植到其他平臺。

1.1.2 系統(tǒng)組成

（1）、串行通信參數(shù)配置：LabVIEW的串行通訊VI位于Instrument I/O Platte的Serial中，這里涉及使用到了LabVIEW中串行通信操作的VISA初始化配置，此節(jié)點能夠配置串行通信的奇偶校驗、波特率、數(shù)據(jù)緩存大小、起始位與停止位等配置。

（2）、VISA寫入：把寫緩存寄存器接口的數(shù)據(jù)寫到VISA資源名的接口設備中。根據(jù)設備的不同，我們通常將數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞椒譃橥絺鬏敽彤惒絺鬏?。能夠從串行通信緩沖區(qū)里讀取一定長度的數(shù)據(jù)。

（3）、VISA讀?。喊裋ISA資源名的接口設備的數(shù)據(jù)根據(jù)位計數(shù)的長度進行數(shù)據(jù)讀取。在VISA屬性中點擊右鍵節(jié)點，再通過快捷菜單選擇“同步I/O模式”，然后選擇“同步”命令，即可完成讀取數(shù)據(jù)的同步。在此VISA讀取的操作中，要考慮延遲時間的設置，延遲太長會導致等待時間過長，延遲太短會導致收不到完整的數(shù)據(jù)。經(jīng)試驗驗證，在該設計中將延遲時間設置成2ms，本設計該部分串行通信的程序設計框圖如圖2所示：

1.2 字符串格式轉(zhuǎn)換與實時顯示

1.2.1 字符串格式轉(zhuǎn)換

上位機通過VISA串口讀取到的數(shù)據(jù)是十六進制的，本設計中需要將其轉(zhuǎn)換為十進制的數(shù)據(jù)格式。本設計的轉(zhuǎn)換方法為：第一步判斷接收到的數(shù)據(jù)是否齊整，如果數(shù)據(jù)完整第二步將接收控件的數(shù)據(jù)接收區(qū)連接到數(shù)組控件的“字符串轉(zhuǎn)換成數(shù)組”的控件上。

1.2.2 數(shù)據(jù)存儲與實時顯示

（1）、數(shù)據(jù)存儲。數(shù)據(jù)存儲就是將讀取到的數(shù)據(jù)存儲到MySQL數(shù)據(jù)庫中，第一步需要先建立數(shù)據(jù)庫表格和選擇數(shù)據(jù)庫，第二部使用LabSQL工具包把讀取的數(shù)據(jù)定時的存儲到數(shù)據(jù)庫的表格中。

（2）、歷史數(shù)據(jù)查詢。通過上一步的操作已經(jīng)將讀取到的數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫中了，因此歷史數(shù)據(jù)查詢就是通過一定的條件要求在數(shù)據(jù)庫中檢索就可以了。這一步的操作方法如下圖3所示。

1.3 測試結果波形展示模塊

通過上面的字符串格式轉(zhuǎn)換后，可以直接對讀取到的數(shù)據(jù)進行實時波形展示。測量結果的圖形化展示是高級儀器所必需的功能，LabVIEW為虛擬儀器，頁提供了強大的實時圖形界面展示能力。按照測量數(shù)據(jù)處理的方式或者顯示的過程可以分為事后記錄圖（Graph）和實時趨勢圖（Chart）.

在本設計中使用了實時趨勢圖控件進行測試結果波形頻譜展示。因為實時趨勢圖控件是把新的數(shù)據(jù)實時的連續(xù)不斷地鏈接到前面已有的數(shù)據(jù)后面，波形是向前連續(xù)遞進顯示的，這種顯示方法能夠非常清楚的看到數(shù)據(jù)的變化過程。下圖4為實時趨勢圖的展示過程。

2 結語

本工程設計是基于LabVIEW開發(fā)軟件和虛擬儀器技術，成功的實現(xiàn)了對測試儀器的數(shù)據(jù)讀取和實時展示等功能。試驗表明，LabVIEW的設計開發(fā)具有設計語言簡潔、大方、直觀可靠等優(yōu)點，在后續(xù)的工程應用中可通過進行數(shù)據(jù)采集卡的擴展實現(xiàn)對不同環(huán)境數(shù)據(jù)采集進行采集的功能要求。