"基于LabWindows_CVI和MATLAB的高精度数据采集与控制系统开发"

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本篇论文主要介绍了基于LabWindows_CVI和MATLAB的数据采集与控制系统的设计和实现。现有的MATLAB软件虽然在数值计算和图形显示上有着很高的应用价值,但是在对硬件端口进行直接读写操作上存在着局限,这就导致了在工程实践中的受限。为了解决这一问题,研究者采用了虚拟仪器开发环境LabWindows/CVI对I/O接口设备进行直接控制,并通过MATLAB与LabWindows/CVI的软接口,实现了在MATLAB环境下对硬件端口信息的读写。具体地,本文采用了自制采集卡,以LabWindows/CVI作为软件开发平台,开发了一款基于MATLAB的数据采集与控制系统。这一系统可以高精度、低成本地完成数据的实时采集,为工程实践提供了巨大的便利。 论文中详细地阐述了数据采集与控制系统的硬件组成、软件设计及相关接口电路。在软件设计方面,研究者使用LabWindows/CVI下的PC端应用程序进行开发,并利用MATLAB软件作为仿真后台来完成控制系统的仿真实验。此外,通过LabWindows/CVI对USB接口的支持,可以控制下位机驱动实际对象完成控制系统的实时控制实验。在硬件电路设计方面,研究者采用美国TI公司的高速模数转换器(ADC)TLC1543和数模转换器(DAC)TLV5617实现高速数据采集与控制输出,并采用ATMEL公司的一系列器件来完成该系统的设计。 通过论文的研究和实现,可以看出基于LabWindows/CVI和MATLAB的数据采集与控制系统具有高实用价值和广阔的应用前景。这一系统可以为工程实践提供高效、精确的数据采集和控制功能,将在工业控制、科学研究和实验教学等诸多领域得到广泛应用。同时,论文的研究方法和设计思路也为类似系统的开发提供了有益的借鉴和参考,对相关领域的学术研究和实践应用具有一定的推动作用。因此,本文的研究成果具有重要的理论和实践意义,对于促进工程技术的发展和推动科学研究的进步有着积极的推动作用。
2018-05-25 上传
论文摘要 近年来,随着虚拟仪器技术、网络通讯技术的显著进步以及Intemet的迅速 普及,将网络技术应用到虚拟仪器,使信号采集、传输和处理分析一体化,已 成为一种趋势。这一方面可以使许多昂贵的硬件资源得以共享,另一方面还便 于系统的扩展和效率的提高。它通过应用程序与各功能化模块的有机结合,用 户利用友好的图形界面来控制计算机,完成对仪器控制、数据采集、分析、存 储及显示等功能。 本文针对数据采集与监控系统的开发需求,设计并实现了一种基于虚拟仪 器平台的数据采集与监控系统。系统采用的是一个虚拟仪器的构造形式,由数 据采集卡、工业控制计算机和信号调理电路构成硬件系统。系统软件开发平台 为LabWindow托VI,应用软件完成数据采集、处理、存储和显示等功能。 论文的主要研究工作如下: (1)根据数据采集与监控系统的功能需求,提出了系统软件的总体设计方 案,并对虚拟仪器的体系结构和软件开发两方面进行了深入的研究; (2)设计并实现了数据采集和处理模块。利用基于线程池的多线程技术和 基于线程安全队列的数据保护机制,改善数据吞吐量,提高程序响应速度和更 有效的后台数据处理; (3)设计并实现了通信模块。制定串口通信协议,确保数据传输的可靠性 和高速率,有效解决了数据传输与远程监控的问题; (4)设计并实现了数据库模块。实现了详细数据查询、报警信息查询、数 据报表管理、交接班管理、用户登录与权限管理等功能。
2023-05-26 上传
毕 业 设 计 题目:基于MATLAB的数据采系统的设计 一、主要内容和基本要求 本项目的目的是实现基于小本的计算机应用系统。 1、系统结构 系统结构如下图所示 系统结构图 系统的实验电路实现模块化,每一个模块利用本所总线与链接模块相连接。 操作流程图 2、系统设计内容 本系统的目的,是提供一个利用Matlab和小本资源实现的实验系统。Matlab的程序必 须编译成可执行文件,以便在小本中运行。 硬件电路要求提供音频(10kHz)信号处理电路。具体包括: 1)向PC的输出信号调理电路 输入放大器 抗混叠滤波器 幅度可调输出放大器 2)接收PC信号的输入信号调理电路 缓冲放大器(>40kHz) 驱动电路 3)5V/10mA电源电路,有PC机的USB口为电路模块提供电源。 硬件电路需提供模拟电路和测试电路接口。 信号接口电路板图 三、系统功能 本系统具有如下功能: 1.10kHz以内信号采集 2. 信号采集系统模型分析 3. 可连接相关处理程序 4. 可发送音频范围内的测试信号 5. 信号存储和调用 6. 信号显示 7. 信号处理结果显示与对比分析 二、主要参考资料 [1] (美)Jan Axelson著, 陈逸译.USB应用大全.北京:中国电力出版社,2001 [2] 刘志俭等编著.MATLAB应用程序接口用户指南[M]. 科学出版社,2000 [3] 飞思科技产品研发中心编著.MATLAB 6.5应用接口编程[M]. 电子工业出版社, 2003 [4] 廖济林编著.USB 2.0应用系统开发实例精讲[M].电子工业出版社, 2006 [5]程伟;程文波;李灿平;;基于MATLAB的实时数据采集与分析研究[J];电子测量技术 ;2008年08期 [6]程国英;基于usb 2.0的声音采集系统的研制[D];东北师范大学;2006年 [7] 健莲科技改编,许永和编著.USB外围设备设计与应用[M].中国电力出版社, 2002 [8] 韩新风. 基于USB接口的信号发生与采集系统的研究[D].华中科技大学 2007 三、进度要求 1、第一周:查询文献和资料,对课题进行调研。 2、第二周:根据调研资料撰写开题报告。 3、第三周:完善开题报告,准备开题答辩。 4、第四周:对外文文献进行翻译。 5、第五周:查找资料,确定总体方案。 6、第六周:设计具体的方案。 7、第七周:程序的初步编写。 8、第八周:程序初步仿真与测试 9、第九周:继续丰富系统功能。 10、第十周:进一步的进行程序仿真和调试,论文结构撰写。 11、第十一周:系统整体调试。 12、第十二周:毕设论文撰写,系统调试。 13、第十三周:继续修改论文,系统功能测试。 14、第十四周:毕设论文修改。 15、第十五周:制作ppt并且进行模拟答辩。 16、第十六周:完成所有毕设论文,最后答辩。 指 导 教 师:      (签字) 专业负责人/系主任: (签字) 摘要 该设计是一个声音信号采集和分析系统,实现了对语音信号采集和显示,并对其进行 了频谱分析。 设计以计算机为核心构成一个数据采集系统,系统的可以分为传感器、声卡和计算机 三大模块。在此基础上设计了系统的总体方案,最后通过硬件和软件实现了各个功能模 块。系统首先通过传感器采集声音信号,再经过声卡对信号进行模数转换(采集、量化 、编码)处理后,存入计算机进行信号的一系列处理。 硬件部分引用了麦克风作为声音信号的传感器,以声卡作为信号的A/D转换模块,计 算机用作信号的存储和处理。软件用的是MATLAB并且主要用到的是MATLAB中的数据采集 工具箱。 关键词: MATLAB 数据采集工具箱 麦克风 声卡 Abstract The design is a sound signal acquisition and analysis system, it implements speech signal acquisition and display, and it made the spectrum analysis of signals. Design with computer as the core consists of a data acquisition system, the system can be divided into three sensors, sound card and computer module. Based on this, the overall scheme of the system has been accomplished. Finally, all functional module were implemented through hardware and software. F