第一篇：小水电信息数据采集监控系统研究论文
摘要：在本文中，重点论述了小水电信息数据采集监控系统。
关键词：小水电站；信息数据采集监控系统；重要性；应用情况
1小水电应用信息数据采集监控系统的目的和意义
1.1将自动化和优化运行相互结合到一起，使电站获取一定的发电效益
应用水电站信息化数据采集监控技术，可以实现水电站自动化运行，缓解人员工作的压力和劳动强度，从而提升经济效益。
1.2设备的稳定运行，从一定程度上保障了电能供应的可靠性
信息数据采集监控系统，不仅可以准确、快速的易相处水电站各个设备正常运行的状态参数，同时，还可以体现出水电站设备的各种事故，从而自动实施安全处理工作，确保了电网运行的安全性。
2对于小型信息数据采集监控系统的论述
2.1管理层
首先，从管理层进行论述，它主要是负责实施综合性管理工作，在此阶段中，以网络为基础，设备借助传输层和生产层中的服务器相互连接到一起，与此同时，和外网中的设备相互连接到一起，从而发布一些数据。管理层中的设备主要包含多个环节，其中表现在系统服务器、监控计算机以及手机终端等。在管理层中，一般是将小型水电站中的各项参数全部储存起来，然后加以分析和统计。另外，对系统的控制，在管理设备的同时分析出存在的故障情况，随后解决。从操作过程可以看出来，管理层内的软件自身具备特殊性和拓展性特征，它产生的作用极高，能够在遵循小型水电站原则以及合理使用技术的基础上来达到多个用户多场合应用。
2.2传输层
传输层一般是负责信息数据之间的交换，其中包含通信设备以及通信线缆等。传输层产生的作用是借助各项现代化通信技术来完成数据之间的控制和传输。传输层在遵循通信协议的基础上自动化识别各个信息设备包含的数据，及时的更换。此外，传输层包含水电站监控设备和其它监测设备以及调度之间的通信。在现有的传输层中，使用的通信模式主要是将有线通信和无线通信相互结合到一起，实现对机组运行的控制。当前，很多领域都引进了无线通信这一方式，其中最具代表性的便是数据采集点不多并且成本过高的设备。此外，无线通信还包含近距离和远距离。针对距离较近的设备实施通信工作的时候，可以使用蓝牙、无线等，在距离较远的设备实施通信工作的时候，可以借助GPPS或者是3G网络。
2.3生产层
一般来讲，生产层主要是处于生产环节的，在这一操作期间，机构是以网络为基础，生产设备之间的连接包含通行网络设备和微机之间的连接、工作站和服务器之间的联系。在自控设备中，通常是使用PLC和智能控制单位，它们基于数据总线的作用下，能够有效将设备以及智能仪表等全面结合到一起。并且，生产层和管理层相互联系起来，共同组建成了健全的自动化控制系统。在自动化控制系统中，对水电站信息进行收集的时候，主要是借助传感元件和执行元件来实施的，在有效分析和处理的基础上实现对设备的自动化控制目标。在对信息数据进行采集的时候，不但要收集各种电压、电流以及功率等信息，同时还需要对湿度以及设备等数据进行全面的收集。另外，采集的信息还包括设备管理信息以及声像信息等。在数据采集模块中的传感元件能够依据系统的需要，分析、处理与存储各种稳态的数据。
3信息数据采集监控系统应用情况
小型水电站信息化系统是重要的一个环节，其具备综合性特点，是一项综合所有信息的管理系统，在这一阶段中，包含的东西较多，分别为工程、生产、设备管理、监控系统，数据整合与信息发布，办公自动化等。在现有的信息数据采集期间，系统会根据已经规划完成的计划来管理各个方面的信息资源，这对于用户而言，能够起到很高的帮助，用户在找寻相关信息数据的时候，能够借助浏览的形式加以查询，与此同时，用户还可以按照有关的要求，对其进行操作、管理以及检测等。在应用小型水电站信息化管理系统的时候，可以看出，该项系统自身是信息化和自动化相互联系到一起的综合性系统，具备的功能较多，包含内容广泛，操作起来比较的简单，其中主要涉及到管理决策、用电量以及声像等各个环节的数据信息，在实际的运行操作期间，它不仅可以有效的监督、控制以及储存相关的参数，与此同时，还可以明确分析存在的问题，加以解决。进而在借助上述信息的基础上来全面的监督和控制水电站中的各项设备，完成整项水电站的信息化管理。对于小型水电站信息化管理系统而言，在管理水库的时候，也可以引进信息化，其中主要体现在以下几个环节中：（1）收集水库中有关的信息；小水电信息化数据采集系统能够有效的收集水库中的信息。对于用户而言，要想较为详细的掌握和认识到水库的实际运行状态，那么登上浏览器搜索便可以获取。（2）具备稳定监测大坝的性能；在这一环节中，可以设置监测点，将数据整理到一起，对信息数据进行分析，然后在此基础上建立健全的大坝监测管理制度。（3）具备动态性监督水库中水量储存情况的功能；收集以及传输水库中的水量，对其实施监测工作，然后将水库汛情更加直接的体现出来。（4）具备详细监测闸门的功能；这一方面涉及到闸门实际运行现状、操作情况以及自主报警等。（5）根据监控视频来监督水电站运行情况；利用网络将视频直接发送到办公室中，加以查阅。
4结语
小型水电站的信息化系统中主要依照的技术便是信息数据采集监控系统，该项系统运行原理是有效的管理以及运用小型水电站中包含的各种新型数据。并且，信息化系统是小型水电站中不可缺少的一个环节，其信息化程度对于综合管理以及技术管理水平有着直接的影响，所以要加以重视，合理应用，以此提升整个水电站的发电效益。
参考文献
[1]孙小江,董维芬,陶志坚,蒋汉贵.面向小水电站的信息化技术及其应用[J].电工技术,202_.[2]陈梦影,向娈.PLC在小型水电站低压压缩空气系统中的应用[J].湖北水利水电职业技术学院学报,202_.[3]李家银，周佳.浅谈水电站监控系统信息优化处置策略[J].信息技术与信息化，202_(z1).作者：罗钦宇 单位：广东电网有限责任公司河源供电局
第二篇：嵌入式生产数据采集系统研究论文
摘要：当今社会，科学技术不断发展，不断改变，不断创新，同一个行业的企业之间的竞争也越来越激烈。在如此强烈的竞争环境下，企业如果想要获得更多的利益，想要有更好的社会地位，就必须不断改革创新，获得先进的科学技术，将先进技术应用到企业的各个方面。企业建立相应的管理部门，对技术人员进行管理，让企业的生产能够顺利开展。
关键词：RFID的嵌入式；生产数据采集；研究与设计
一、对RFID技术的理解
RFID技术就是一种自动识别技术，读写器和电子标签是基本部件，不管是好的环境还是坏的的环境都能够使用RFID技术，而且不用很多人都看着这个技术进行，甚至都不用人工操作这项技术。RFID技术的识别速度非常快，操作起来也不难，每个步骤都很容易操作，而且RFID技术的应用也越来越广泛，成本不断降低，能够被大部分人接受这个价格。RFID技术的使用寿命相对于其它的技术来讲也比较长，不仅减少了资源的浪费，而且也为企业带来了更多的利益。
二、数据采集终端硬件的主体设计
（一）电源电路。在设备运行过程中，一般情况下，工作电压是1。8伏特，和其他的设备不太一样，数字电源和模拟电源之间有什么不一样，该设备就不能准确的识别出来。在实际应用过程中，要多设计几条电路线，很有可能会出现多种应用电源的情况，也要应对一些突发事件，避免出现突发事件的时候，手忙脚乱，以至于连最基本的问题都无法顺利解决。电源电路多线路的设计特点，提高了生产的质量，也促进了企业的发展[1]。
（二）系统时钟电路。在实际应用数据采集系统的时候，要合理的利用LPC2210ARM7微控器，在使用过程中，可以通过两种不同的电路进行合理的使用，一种是外部晶振电路，还有一种是外部时钟源电路，而且内部的电路还是可以调节的，以便提高设备的运行速度，运行速度也是有限制的，最大的不能超过60赫兹。在使用系统时钟电路的时候，要严格按照要求进行生产数据的采集。
（三）建立复位电路。复位电路芯片的选择十分重要，任何的选择都可能影响企业的日常运行操作，供电电压要保持在一定的范围内，不要太低，也不要太高，保持在正常的范围内就行[2]。复位电路的电压最高是2.93伏特，如果超过2.93伏特，就不能正常进行，要是想要正常的运行设备，必须严格控制电压，只有电压低于2.93伏特的时候，设备才能正常的运行。
三、数据采集终端的外围设计
（一）图形液晶模块接口的电路设计。这类电路设计主要应用的是点阵图形，最大的优点就是可以容阔其他的模块。使用点阵图形液晶模块接口的电路设计时，如果输入正确的指令，在点阵图形模块中就可能同时出现中文和英文。而且点阵图形模块接口的电路设计可以降低设备的操作难度，符合大众的需求，让几乎每一个人都能体会到该设计的应用。
（二）键盘输入电路设计。一般的工作都会应用到电脑，用电脑就会用到键盘，每一个技术人员对于电脑键盘的操作都不陌生，可以用键盘输入数据，统计数据，制作数据报表，计算工程利益预估的价格等，这就是人和机器很好结合的表现。在设计电路的时候，键盘输入电路的设计最为普遍，很多人能够充分的了解该项设计内容，也能很好的接受键盘输入电路设计，并且应用到实际的工作生产过程中。而且现在学校中计算机的教育会先教学生使用键盘，随着人们不断的学习，键盘的使用已经扎根在人们的脑子里了。
四、结语
目前，我国的经济发展非常快，也发展的非常好，生产数据的采集还有很多不足之处，需要各个企业不断改革创新，争取建立最适合我国经济发展的生产数据采集系统。各个企业的设计部门应该在现有电路设计的基础上不断完善电路设计内容，相关技术人员对于所使用的电路设计也要熟练的掌握其基本要领。在当今社会中，通过解决工作过程中不断出现的一个又一个的问题，不断完善电路设计。企业也要经常召开会议，对于技术的改革创新进行不断探讨。在实际生产过程中，企业要建立相关的部门，专门负责生产过程中的设计问题，如果出现什么问题，要及时的解决问题，不要累积问题，让问题的危害扩大。企业的相关部门也要对技术人员进行培训，很多技术在不断改革创新，就需要专业的技术人员对新技术做到熟悉了解，能够把新技术熟练的应用到生产过程中，推动企业的发展，避免企业在社会日益发展的潮流中被淘汰下去。
参考文献
[1]张开生，石瑞华，薛杨。基于RFID技术的服装生产过程管理系统设计[J]。单片机与嵌入式系统应用，202_，18（04）：43—48。
[2]嘉丹丹，蒋高明，丛洪莲，吴志明，焦洋。应用ZigBee技术的纬编生产数据实时采集系统[J]。纺织学报，202_，37（12）：129—133。
第三篇：视频监控和试验室数据采集方案
视频监控和试验室数据采集方案
202_年，集团公司在建项目11个，总里程1045公里，计划总投资180多亿，建设规模大、投资金额多、安全质量风险高，工程项目安全质量管理面临复杂艰巨的任务，为及时准确的掌握工程项目的安全质量情况，集成管理工程项目的动态信息，亟需实施“视频监控和试验室数据采集”措施，实现项目的有效管理。
1.视频监控方案
1.1 创建目的
项目现场存在施工地点分散、工序复杂、人员流动频繁等特点，无法单纯依靠人员巡防和盯守管理工地，实施视频监控措施，可以有效解决项目管理人员移动办公等要求，及时掌控施工现场的工程进度、安全管理和施工质量等情况。1.2 创建原则
（1）充分考虑实际应用的具体情况，用最优的技术方案完成视频监控任务；
（2）保证图像清晰，网络信号传输准确可靠、播放流畅；（3）保证整个系统稳定，视频数据备份及时，控制可靠；（4）系统具有一定的扩展冗余，可随时扩展和升级。1.3 方案总体构架
1.4 监控范围 1.4.1试验室操作监控
对工地试验室的土工室、力学室、沥青室、沥青混合料室、水泥室、水泥混凝土室、化学室等主要功能室安装摄像头，实时监控相应试验的操作过程。
图1 试验室操作监控
1.4.2重要场站监控
对预制梁场、小型构件预制场、拌和站、钢筋加工场等重要场站安装摄像头，实时监控场站的规范化管理。
图2 重要场站监控
1.4.3桥梁、隧道施工关键部位监控
对大桥、特大桥的两端、隧道洞口等部位安装摄像头，实时监控施工流程，规范现场作业行为。
图3 桥梁、隧道施工关键部位监控
1.4.4重大危险源的监控
对梁场龙门架、现浇梁支架、高墩施工等重大危险源的部位安装摄像头，实时监控重大危险源的作业。
图4 重大危险源的监控
1.4.5隐蔽工程的监控
对粉喷桩、搅拌桩等隐蔽工程，采用拍摄图像或录制视频方式存储，并体现录制部位、桩号、时间等信息，48小时内上传至“建设工程管理系统”。1.4.6安全和技术交底
施工单位应最少留存包含每天班前培训人员信息在内的照片两张和不少于2min的视频一段，并在48小时内上传至“建设工程管理系统-安全管理-班前培训交底”存档。1.5 监控方案布设
（1）监控设备选型
监控设备选型应根据监控对象的特点，在试验室、重要场站及重大危险源的位置建议选择拍摄角度范围较大的半球摄像机；在桥梁两端及隧道洞口为保证拍摄质量，建议选择枪式摄像机。经过咨询考察已安装视频的单位，萤石云方案在网络接口、存储和性价比方面比较合适，建议各单位自行联系安装。
（2）监控点的立杆和基础要求 现场监控点的立杆和基础要求应按实际情况而定，一般可选择5～6米高的优质无缝钢管制作而成的主杆，立杆预埋件混凝土强度不低于C25。（4）监控点的机箱要求
监控点机箱尺寸应便于电源设备等设备的安装，箱体采用不锈钢喷塑，厚度为0.8mm～1 mm，底部进线设计，箱体防护等级为IP54。
（5）监控点的供电要求
监控点可采用区域内就近供电方式，尽量接入稳定性较高的电源。整个供电系统应稳定可靠、扩展方便、易维护管理、全天候24小时确保前端设备的供电等特点。（6）网络带宽要求
视频监控传输网络带宽设计应能满足网络播放流畅的要求，并留有余量。（7）存储系统
各单位自行安装的监控设备，图像上传至自己摄像头的网络服务器，供自己内部人员查看；所有视频采用网络云端存储方式，室内摄像头应设置为采用移动侦测录像技术，存储的视频确保是有人员活动的有效视频，存储时间不小于60天。为实现与集团的“建设工程管理系统”对接，摄像头安装方需提供相应视频数据接口和基于云平台的LSS直播服务。与项目管理系统进行集成后，可登录PC端系统根据权限查看相关视频。
2.试验室数据采集
2.1 创建目的 为强化公路工程质量监督管理，规范公路试验检测机构及建设项目工地试验室的试验检测和信息化建设工作，提高检测设备自动化水平及试验检测工作质量，保证试验检测工作科学、真实、有序的开展，有效遏制质量事故发生，结合建设项目的工地试验室信息化建设，制定试验室数据采集方案。
对试验室的数据监控，不仅可有效检查是否按频率要求进行相关试验，而且可以有效杜绝数据造假，并提供各种分析服务，使管理人员实时了解诸如压力机、万能材料试验机、沥青针入度、软化点、延度、沥青混合料马歇尔稳定度、沥青混合料沥青含量、车辙试验、标养室参数及不合格情况等，把控试验室的工作开展情况。2.2 创建原则
（1）试验操作正确规范，随时监控；（2）试验数据真实可靠、实时上传；
（3）试验设备维护及时，试验人员持证上岗。2.3 技术原理
（1）数据采集
利用试验室现有设备，不符合数据采集要求的加以改造，在试验人员试验过程中，实时完成试验数据采集，独立于试验人员操作过程，试验数据不被造假，真实有效。
（2）数据传输
数据采集完成后，数据自动保存到本地PC上，数据利用Internet网络，同步上传至管理平台，不干扰试验室工作的进行，支持断点续传。
（3）互联网技术 平台采用J2EE技术开发，存储采集到的数据，建立工程质量数据库，为质量分析、质量评定和质量追溯提供依据。2.4 方案总体构架
2.5 数据采集方案
“试验室数据采集”的主要功能如下：
（1）查询各项目工地试验室名称、所属标段、人员、设备等基本信息；
（2）管理各项目工地试验室人员、仪器设备台账；
（3）实时采集及上传检测数据，并预留实时采集其它试验指标的扩展功能；
（4）预留统计处理和统计试验检测数据的接口；
“试验室数据采集”统一在管理平台上实现，数据采集根据上述功能可分为试验人员信息采集、试验设备信息采集、试验数据采集、试验频率统计等4个模块。（1）试验人员信息采集
各工地试验室按合同要求配备足够的试验人员，并将工地试验室名称、所属标段、试验人员基本信息等录入管理平台，项目管理人员可通过管理平台按照“职称、学历、证书”等方式随时查询试验人员基本信息。
图5 试验人员查询界面（示意图）
（2）试验设备信息采集
各工地试验室按合同要求配备足够的试验设备，并将试验设备信息录入管理平台，项目管理人员通过管理平台可随时查询试验设备信息。
图6 试验设备查询界面（示意图）
（3）试验数据采集
压力试验机（试件编号、试件尺寸、破坏荷载、抗压强度、最大力值；生成力值-时间曲线）
万能材料试验机（试件编号、试件尺寸、屈服力、屈服强度、拉断最大力、断口位置、伸长率、最大力值；生成力值-时间曲线）
车辙试验仪（采集车辙试件的变形值、动稳定度）马歇尔稳定度仪（采集马歇尔试件的流值、稳定度）燃烧炉（采集沥青混合料的沥青用量）沥青软化点仪、延度仪和针入度仪（采集沥青的三大指标）标养室控制器（采集标养室温、湿度）
对上述9个仪器的试验数据或控制参数实时采集，并上传至管理平台，项目管理人员通过管理平台可随时查询试验数据，不合格试验数据将同步于手机短信发送至项目管理人员。
图7 试验数据采集界面（示意图）
（4）试验频率统计
工地试验室、监理分别统计各时间段（一般以“月”为单位）自检、抽签情况，每月25号录入管理平台，项目管理人员通过管理平台可随时查询试验检测频率情况。
图8 试验频率统计界面（示意图）
2.6 试验设备要求
2.6.1 压力试验机、万能材料试验机（1）试验仪器要求
新型的压力试验机、万能材料试验机一般均具备数据接口和自配的数据保存软件，能够将接口数据采集至PC系统软件内，并实现数据上传功能，一般不需要仪器改造。（2）网络要求
压力试验机、万能材料试验机的电脑主机应有网络连接，以便随时上传试验数据。（3）视频监控要求
压力试验机、万能材料试验机的视频监控应能清晰采集试验人员操作图像，项目管理人员可随时视频监控，严禁试件造假；此外，公司将不定期的抽查“视频监控、数据上传、仪器使用记录”三者的“三对应”。
2.6.2 马歇尔稳定度仪、车辙试验仪、燃烧炉 马歇尔稳定度仪、车辙试验仪、燃烧炉一般均具有串行数据接口，能够将试验数据采集至PC系统，但管理平台与仪器自带数据采集系统可能存在匹配的问题，仪器购置时通过与厂家联系，对方提供或开发相应的接口协议，再进行相关数据的采集。2.6.3 软化点仪、延度仪、针入度仪
软化点仪、延度仪、针入度仪等尽量选择市场上功能较为齐全，技术手段较为先进的主流品牌，仪器应自带RS232以上信息数据接口，可进行仪器的PC数据采集。上述仪器尽量选择同一厂家，以便于厂家提供或开发相应的接口协议，实现与管理平台对接。
图9 沥青延度仪试验数据采集界面（示意图）
2.6.4 标养室
标养室环境参数可以通过加装温、湿度传感器，实时监测并回传温度、湿度等指标。
联系人：张磊，电话：***
第四篇：团员数据信息采集表
团员数据信息采集
团员数:4114-28周岁的青年数：42 发展团员数：0团籍注册数：41
申请入党团员数：32团员入党数：9经推优入党团员数：9
超龄离团团员数：0保留团籍的党员数：0 受纪律处分团员数：0
第五篇：虚拟仪器数据采集应用论文
虚拟仪器是以一种全新的理念来设计和发展的仪器，他是90年代发展起来的一项新技术，主要用于自动测试、过程控制、仪器设计和数据分析等领域，其基本思想是在仪器设计或测试系统中尽可能用软件代替硬件，即“软件就是仪器”，他是在通用计算机平台上，根据用户需求来定义和设计仪器的测试功能，其实质是充分利用计算机的最新技术来实现和扩展传统仪器的功能。
虚拟仪器的特点和构成 1.1 虚拟仪器的特点
与传统仪器相比，虚拟仪器具有高效、开放、易用灵活、功能强大、性价比高、可操作性 好等明显优点，具体表现为：
智能化程度高，处理能力强 虚拟仪器的处理能力和智能化程度主要取决于仪器软件水平。用户完全可以根据实际应用需求，将先进的信号处理算法、人工智能技术和专家系统应用于仪器设计与集成，从而将智能仪器水平提高到一个新的层次。
复用性强，系统费用低 应用虚拟仪器思想，用相同的基本硬件可构造多种不同功能的测试分析仪器，如同一个高 速数字采样器，可设计出数字示波器、逻辑分析仪、计数器等多种仪器。这样形成的测试仪 器系统功能更灵活、更高效、更开放、系统费用更低。通过与计算机网络连接，还可实现虚 拟仪器的分布式共享，更好地发挥仪器的使用价值。
可操作性强，易用灵活 虚拟仪器面板可由用户定义，针对不同应用可以设计不同的操作显示界面。使用计算机的 多媒体处理能力可以使仪器操作变得更加直观、简便、易于理解，测量结果可以直接进入数 据库系统或通过网络发送。测量完后还可打印、显示所需的报表或曲线，这些都使得仪器的 可操作性大大提高而且易用、灵活。
1.2 虚拟仪器的构成 虚拟仪器的构建主要从硬件电路的设计、软件开发与设计2个方面考虑。
硬件电路的设计主要根据用户所面对的任务决定，其中接口设计可选用的接口总线标准包 括Gp IB总线、VXI总线等。推荐选用VXI总线。因为他具有通用性强、可扩充性好、传输速 率高、抗干扰能力强以及良好的开放性能等优点，因此自1987被首次推出后迅速得到各大仪 器生产厂家的认可，目前VXI模块化仪器被认为是虚拟仪器的最理想平台，是仪器硬件的发 展方向。由于VXI虚拟仪器的硬件平台的基本组成是一些通用模块和专用接口。因此硬件电 路的设计一般可以选择用现有的各种不同的功能模块来搭建。通用模块包括：信号调 理和高速数据采集；信号输出与控制；数据实时处理。这3部分概括了数字化仪 器的基本组成。将具有一种或多种功能的通用模块组建起来，就能构成任何一种虚拟仪器。例如使用高速数据采集模块和高速实时数据处理模块就能构成1台示波器、1台数字化仪或 1台频谱分析仪；使用信号输出与控制模块和实时数据处理模块就能构成1台函数发生器、1台信号源或1台控制器。专用接口是针对特定用途仪器需要的设计，也包括一些现场总线 接口和各类传感器接口。系统的主要硬件包括控制器、主机箱和仪器模块。常用的控制方案 有GpIB总线控制方式的硬件方案、MXI总线控制方式的硬件方案、嵌入式计算机控制方式的 硬件方案3种。VXI仪器模块又称为器件（devices）。VXI有4种器件：寄存器基器件、消 息基器件、存储器器件和扩展器件。存储器器件不过是专用寄存器基器件，用来保存和传输 大量数据。扩展器目前是备用件，为今后新型器件提供发展通道。将VXI仪器制作成寄存器 基器件，还是消息基器件是首先要做出的决策。寄存器基器件的通信情况极像VME总线器件，是在低层用二进制信息编制程序。他的明显优点在于速度寄存器基器件完全是在 直接 硬件控制这一层次上进行通信的。这种高速通信可以使测试系统吞吐量大大提高。因此，寄 存器基器件适用于虚拟仪器中信号/输出部分的模块（如开关、多路复用器、数/模转换输出 卡、模/
数转换输入卡、信号调理等）。消息基器件与寄存器基器件不同，他在高层次上用A SCII字符进行通信，与这种器件十分相似是独立HpIB仪器。消息基器件用一组意义 明确的 “字串行协议”相互进行通信，这种异步协议定义了在器件之间传送命令和数据所需的挂钩 要求。消息基器件必须有CpU（或DSp）进行管理与控制。因此，消息基器件适用于虚拟仪器 中数字信号处理部分的模块。
软件的开发与设计包括3部分：VXI总线接口软件、仪器驱动软件和应用软件（软面板）。软件结构如图1所示。
VXI总线接口软件由零槽控制器提供，包括资源管理器、资源编辑程序、交互式控制程序和 编程函数库等。该软件在编程语言和VXI总线之间建立连接，提供对VXI背板总线的控制和支 持，是实现VXI系统集成的基础。
仪器驱动程序是完成对某一特定仪器的控制与通信的软件程序，也即模块的驱动软件，他 的设计必须符合Vpp的2个规范，即Vpp3.1《仪器驱动程序结构和模型》和Vpp3.2《仪器 驱动程序设计规范》。
“软面板”设计就是设计具有可变性、多层性、自助性、人性化的面板，这个面板应不 仅同传统仪器面板一样具有显示器、LED、指针式表头、旋钮、滑动条、开关按钮、报警装 置等功能部件，而且应还具有多个连贯操作面板、在线帮助功能等。
虚拟仪器在数据采集中的应用
利用虚拟仪器制作数据采集器可以按照硬件设计、软件设计两个步骤来完成。
2.1 硬件设计
硬件设计要完成以下内容：
1)模/数转换及数据存储
设置具有通用性的数据自动采集系统，一般应满足能对多路信号尽可能同步地进行采集，为了使所采集到的数据不但能够在数据采集器上进行存储，而且还能及时地在采集过程中 将数据传送到上位机，选用存储量比较适中的先进先出存储器，这样既能满足少量数据存储 的需要，又能在需要实时传送数据时，在A/D转换的同时进行数据传送，不丢失任何数据。)VXI总线接口
VXI总线数据采集器通常可以利用两种VXI总线通用接口消息基接口和寄存器基接口。消 息基接口的作用是通过总线传送命令，从而控制仪器硬件的操作。通用寄存器基接口是由寄存器简单的读写来控制仪器硬件的操作。利用消息基接口进行设计，具体消息基接口的框图见图2。
3)采样通道控制
为了满足几种典型系统通道控制的要求，使通道的数量足够多，通道的选取比较灵活，可以利用寄存器电路、可预置计数器电路以及一些其他逻辑电路的配合，将采样通道设计成最多64路、最少2路可以任意选择，而且可以从任意一路开始采样，也可以到任意一路结束采样，只要截止通道号大于起始通道号就可以了。整个控制在虚拟仪器软面板上进行操作，通过消息基接口将命令写在这部分的控制寄存器中，从而设置计数器的初值以及采样的通道总数。
4)定时采样控制
由于不同的自动测试系统对采样时间间隔的要求不同，以及同一系统在不同的试验中 需要的采样时间间隔也不尽相同，故可以采用程控的方式将采样时间间隔设置在2 μs~13.0 ms之间任意选择，可以增加或减少的最小单位是2 μs。所有这些选择设置可以在虚拟仪器软面板上进行。
5)采样点数控制
根据不同测试系统的需求，将采样点数设计成可在一个比较大的范围中任意选择，该选择同样是在软面板上进行。
6)采样方式控制
总结各种自动测试系统的采样方式不外乎软件触发采样和硬件 触发采样。在硬件触发采样中又包括同步整周期采样和非同步整周期采样，这2种采样又可 以是定时进行的或等转速差进行的。所有这些采样方式，对于数据采集器来说都可以在软面 板上进行选择。
2.2 软件设计
软件是虚拟仪器的关键，为使VI系统结构清晰简洁，一般可采用组件化设计思想，将各部分彼此独立的软件单元分别制成标准的组件，然后按照系统的总体要求组成完整的应用系统，一个标准的组件化的虚拟仪器软件系统，如图3所示。
应用软件为用户提供了建立虚拟仪器和扩展其功能的必要工具，以及利用pC机、工作站的 强大功能。同时Vpp联盟提出了建立虚拟仪器标准结构库（VISA）的建议，为虚拟仪器的研 制与开发提供了标准。这也进一步使由通用的VXI数据采集模块、CpU/DSp模块来构成虚拟仪 器成为可能。
基于虚拟仪器的数据采集器的软件包括系统管理软件、应用程序、仪器驱动软件和I/O接 口 软件。以往这4部分需要用户自己组织或开发，往往很困难，但现在NI公司提供了所有这 四部分软件，使应用开发比以往容易得多。
下面简单介绍以NI公司的Lab Windows/CVI为开发环境，来进行VXI虚拟仪器的驱动程序开 发的方法。
第一步：生成仪器模块的用户接口资源文件（UIR）。用户接口资源、文件是仪器模块 开 发者利用Lab Windows/CVI的用户界面编辑器为仪器模块设计的一个图形用户界面（GUI）。一个Lab Windows/CVI的GUI由面板、命令按钮、图标、下拉菜单、曲线、旋钮、指示表以及 许多其他控制项和说明项构成。
第二步：Lab Windows/CVI事件驱动编程。应用程序开发环境Lab Windows/CVI中设计一个 用户接口，实际上是在用户计算机屏幕上定义一个面板，他由各种控制项（如命令按钮、菜 单、曲线等）构成。用户选中这些控制项就可以产生一系列用户接口事件（events）。例如，当用户单击一个命令按钮，这个按钮产生一个用户接口事件，并传递给开发者编写的C语 言驱动程序。这是运用了Windows编程的事件驱动机制。Lab Windows/CVI中使用不同类型的 控制项，在界面编辑器中将显示不同类型的信息，并产生不同操作的接口事件。在Lab Wind ows/CVI的开发平台中，对事件驱动进行C程序编程时可采用2种基本的方法：回调函数法和 事件循环处理法。
回调函数法是开发者为每一个用户界面的控制项写一个独立的用户界面的控制函数，当选中某个控制项，就调用相应的函数进行事件处理。在循环处理法中，只处理GUI控制 项所产生的COMMIT事件。通过Get User Event函数过滤，将所有的COMMIT事件区分开，识别 出是由哪个控制项所产生的事件，并执行相应的处理。
第三步：应用函数/VI集与应用程序软件包编写。应用函数/VI集需针对具体仪器模块 功能进行编程，应用程序软件包只是一些功能强大、需要完善的数据处理能力的模块才需要 提供，如波形分析仪模块、DSp模块等。结语
本文探讨了虚拟仪器的基本组成，以及实际的虚拟仪器软硬件设计的一般方法，这些方法经过实际设计工作运用证明是可靠的，可供系统工程技术人员在组建具体的基于VXI总线的虚拟仪器数据采集、测试时参考使用。
参考文献
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