基于基于LabVIEW和和TCP的数据采集系统设计与实现的数据采集系统设计与实现
针对低成本和远程控制的数据采集的需求，以LabVIEW为平台开发了一套数据采集系统，通过TCP连接实现PC
机LabVIEW图形化人机界面软件与数据采集设备的通信，具有参数设置、数据采集和存储以及数据分析等功
能。该系统操作简单，设置简便，功能实用，成本较低。实验结果表明，系统具有良好的可靠性和稳定性，是
进行数据采集的有力工具。
随着科学技术的迅速发展，越来越多的
由美国国家仪器有限公司（NI）提出的虚拟仪器技术很好地解决了以上问题。它推出的图形化编程语言
1 系统设计思想系统设计思想
完整的数据采集系统由硬件和软件两部分构成。硬件部分如图1所示，主要完成数据的采集工作[4]。软件部分主要由计算机
系统软件和软件开发平台组成，主要完成数据的读取、显示和分析工作。系统采用LabVIEW软件进行编程设计,首先作为服务
器端的PC机通过
2 系统设计系统设计
2.1 开发工具和关键技术开发工具和关键技术
系统以LabVIEW软件为开发平台，采用TCP协议实现Socket通信。
LabVIEW集成了丰富的数据采集、存储、分析、显示等工具包，内置了多种通信协议的标准库函数，提供了强大的传统程
序调试工具和外部程序接口能力[5]。利用LabVIEW设计开发的数据采集系统，在实际开发中利用封装好的VI函数，可实现PC
机RJ45网络接口与LabVIEW的通信，从而替代了NI公司配备的价格高昂的数据采集卡，大大降低了设备成本。
TCP协议是一个面向连接的传输控制协议，同时具有顺序传递、流量控制、拥塞控制、差错控制等机制，能够实现可靠的
连接服务，为数据的无差错传输提供了保障[6]。
Socket技术最初是由加州大学Berkeley分校开发的，是用于两个基于TCP/IP协议的应用程序之间相互通信的网络通信接口
（API）。采用Socket技术连接时，发起呼叫连接请求的一方为客户端，接受呼叫连接请求的一方为服务端。连接过程可以分
为三个步骤：服务器监听即服务器处于等待连接的状态，实时监控网络状态；客户端向服务器端Socket提出连接请求；连接
确认即服务器端Socket监听到连接请求后响应请求。Socket技术能有效地支持不同应用程序对数据的同时应用以及多个应用
程序之间的数据交互，实现不同机器、不同语言、不同进程间的实时数据交互和共享[7]。
2.2 系统的软件结构设计系统的软件结构设计
采集系统主要需要实现以下功能：(1)工作状态检测，即对选定的数据采集设备（客户端）通信信道进行的工作状态检测；
(2)参数设置，包括对采样频率、采样点数、放大倍数等参数的设置；(3)读取数据，并显示波形及频谱分析图；(4)读取已存储
的数据文件；(5)对已采集到的数据提取有用或感兴趣部分并保存； (6)数据分析处理。软件结构图如图2所示。
3 功能实现功能实现
数据采集系统以LabVIEW为设计平台，其图形化
3.1工作状态检测功能工作状态检测功能
工作状态检测模块的作用是，在进行数据采集之前进行准备工作,其目的一是检测数据采集硬件设备是否正常工作，二是检
查无线通信信道是否畅通。由于在特定的测试环境中可能同时采用多套无线通信的数据采集设备，因此根据TCP协议，设定
PC机为服务器端，数据采集设备端设为客户端。进行状态检测时，先通过复选框选择需检测的设备，点击“检测
”按钮后，PC机向客户端发送状态检测命令，通过接收到的反馈信息或者连接超时信息来判定设备工作状态。
3.2 参数设置功能参数设置功能
参数设置模块的功能是通过LabVIEW的TCP子VI，可选择地对数据采集设备发送参数设置控制指令，这些参数中包括采样
频率、采样点数、采样时间和放大倍数等，同时，参数设置模块中还包含了对无线通信模块的控制指令，其中包括断电、清除
备份、重启等功能。通过软件中的TCP通信程序，参数设置模块实现了对数据采集设备的远程控制，大大提高了系统自动化程
度，为特殊环境中的数据采集提供了可能。
3.3 数据读取功能数据读取功能
