CN111337725A - 一种数据采集与显示软件设计方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数据采集与显示软件设计方法及系统，属于计算机领域，本发明要解决的技术问题为，采用的技术方案为：该方法具体如下：S1、数据采集软件运行后，对数据采集软件采样参数进行设置；S2、数据采集软件通过控制采集卡开始进行多通道的数据采集；S3、数据采集软件对采集到的数据按照规定的格式进行存储；S4、数据采集软件利用内部算法完成数据格式的转换，通过波形图的形式进行显示，并将已经存储到本地的数据进行波形回放；S5、将采集到的数据打包后通过网络进行传输。该系统包括参数设置模块、数据采集模块、波形显示模块及存储与传输模块。

Description

一种数据采集与显示软件设计方法及系统

技术领域

本发明涉及计算机领域，具体地说是一种数据采集与显示软件设计方法及系统。

背景技术

人类已经迈入信息化时代，在“大数据+云”的潮流中，无论是在工业控制领域还是服务行业领域，数据的重要性逐渐体现出来，而如何快速地采集、存储、显示、传输数据，则是数据经济化、效益化过程中，相当重要的一环。

传统的单点数据采集方式往往需要多个数据采集端，采用轮寻的方式将采集到的数据传输到终端进行汇总，因而轮询时间、通信握手时间、数据传输时间、数据校验时间的产生，往往会影响到数据的实时性。

综上所述，如何有效地提高数据采集效率，同时对数据进行显示、存储与传输是目前现有技术亟待解决的问题。

发明内容

本发明的技术任务是提供一种数据采集与显示软件设计方法及系统，来解决如何有效地提高数据采集效率，同时对数据进行显示、存储与传输的问题。

本发明的技术任务是按以下方式实现的，一种数据采集与显示软件设计方法，该方法是基于LabVIEW图形化编程语言开发的数据采集软件，通过外部采集卡采集多通道数据(如电压信号、温度信号等)，将数据按照规定格式进行存储的同时，通过波形图进行显示，并具备本地数据波形回放的功能，最终可将数据通过网络进行传输；具体如下：

S1、数据采集软件运行后，对数据采集软件采样参数进行设置；

S2、数据采集软件通过控制采集卡开始进行多通道的数据采集；

S3、数据采集软件对采集到的数据按照规定的格式进行存储；

S4、数据采集软件利用内部算法完成数据格式的转换，通过波形图的形式进行显示，并将已经存储到本地的数据进行波形回放；

S5、将采集到的数据打包后通过网络进行传输。

作为优选，所述步骤S1中的采样参数包括采样类型、采样长度和采样频率。

作为优选，所述步骤S2中多通道的数据采集的具体步骤如下：

S201、设置采集参数，下一步执行步骤S202；

S202、初始化数据采集卡，下一步执行步骤S203；

S203、选择采集方式是循环采集还是单次采集：

①、若是循环采集，则执行步骤S204；

②、若是单次采集，则跳转至步骤S207；

S204、采集通道选择，下一步执行步骤S205；

S205、循环采集信号，下一步执行步骤S206；

S206、判断是否返回：

①、若否，则跳转至步骤S205；

②、若是，则跳转至步骤S210；

S207、设置单次触发电平，下一步执行步骤S208；

S208、采集通道选择，下一步执行步骤S209；

S209、采集一个采样长度的信号，下一步执行步骤S210；

S210、结束。

作为优选，所述步骤S3中数据采集软件对采集到的数据按照规定的格式进行存储的具体步骤如下：

S301、采集到的数据通过LabVIEW中的文件操作功能，获取保存时刻的系统时间节点；

S302、在预先设定好的文件保存路径下生成空白的存储文件，并根据获取的系统时间节点对存储文件进行命名处理；

S303、将读取到的电压信号写入存储文件中。

作为优选，所述步骤S4中数据采集软件利用内部算法完成数据格式的转换，通过波形图的形式进行显示，并将已经存储到本地的数据进行波形回放的具体步骤如下：

S401、选择显示通道，下一步执行步骤S402；

S402、是否实时回放波形：

①、若是，则执行步骤S403；

②、若否，则跳转至步骤S404；

S403、读取存储文件，下一步执行步骤S407；

S404、读取数据，下一步执行步骤S405；

S405、是否显示二进制：

①、若是，则跳转至步骤S407；

②、若否，则执行步骤S406；

S406、将数据转换为十进制，下一步执行步骤S407；

S407、创建波形，下一步执行步骤S408；

S408、连续波形图表，下一步执行步骤S409；

S409、显示波形，下一步执行步骤S410；

S410、判断是否返回：

①、若是，则执行步骤S411；

②、若否，则跳转至步骤S409；

S411、返回显示。

作为优选，所述步骤S5中的网络采用TCP/IP协议。

更优地，所述步骤S5中将采集到的数据打包后通过网络进行传输的具体步骤如下：

S501、初始化；

S502、输入接收端的设置IP地址及端口号；

S503、打包采集数据：将设定长度的电压信号存入一个数据包中；

S504、为数据包添加文件头与文件尾，方便接收端在接收数据包时，对数据包中的电压信号进行读取和校验；

S505、发送数据包；

S506、判断是否传输完毕：

①、若是，则执行步骤S507；

②、若否，则跳转至步骤S503；

S507、返回。

一种数据采集与显示软件设计系统，该系统包括，

参数设置模块，用于对数据采集软件的采样参数进行设置；

数据采集模块，用于通过数据采集软件控制采集卡开始进行多通道的数据采集；

波形显示模块，用于利用数据采集软件内部算法完成数据格式的转换，通过波形图的形式进行显示，并将已经存储到本地的数据进行波形回放；

存储与传输模块，用于对采集到的数据按照规定的格式进行存储并将采集到的数据打包后通过网络进行传输。

作为优选，所述采样参数包括采样类型、采用长度以及采样频率。

更优地，该系统具体实现过程如下：

(1)、数据采集软件运行后，对采样的相关参数进行设置；

(2)、数据采集软件对数据采集卡进行初始化，完成数据的多通道采集；

(3)、采集到的数据进行初步处理后，以波形图的形式进行显示，同时可对本地存储的数据进行回放显示；

(4)、将数据进行打包封装后进行传输。

本发明的数据采集与显示软件设计方法及系统具有以下优点：

(一)本发明将多个采集终端集合化处理，组成一个多通道数据采集系统，可消除轮寻、握手、传输、校验时间；同时能够同时采集多通道数据，有效提高了数据采集效率，同时对数据进行显示、存储与传输；

(二)本发明的数据采集软件以LabVIEW图形化编程语言作为开发环境，在编程过程中采用数据流模型，节点之间的数据流流向决定了程序的执行顺序，功能丰富并且可以和绝大多数的采集仪器进行直接对接，在完成大量数据不间断采集的同时，实现数据的统一存储、实时显示、远程传输；

(三)本发明设计了一种多路数据采集后，将数据按照特定格式进行存储的同时，通过波形图进行显示，并具备本地数据回放显示的功能，最终可将数据通过网络进行传输；该设计通过与多通道数据采集卡配合，可完成诸如电压信号、电流信号等大量数据的采集，保证数据的快速采集、存储、显示、传输，该设计实用、有效，具有很强的通用性。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

附图1为本发明的数据采集与显示软件界面；

附图2为本发明的数据采集与显示软件设计系统的结构框图；

附图3为参数设置程序框图；

附图4为数据采集程序流程框图；

附图5为波形显示与回放程序流程框图；

附图6为数据存储程序框图；

附图7为数据传输流程框图；

附图8为数据传输程序框图。

具体实施方式

参照说明书附图和具体实施例对本发明的一种数据采集与显示软件设计方法及系统作以下详细地说明。

实施例1：

本发明的数据采集与显示软件设计方法,该方法是基于LabVIEW图形化编程语言开发的数据采集软件，通过外部采集卡采集多通道数据(如电压信号、温度信号等)，将数据按照规定格式进行存储的同时，通过波形图进行显示，并具备本地数据波形回放的功能，最终可将数据通过网络进行传输；如附图1所示，为本发明具体实施方式的软件界面，通过点击可完成参数设置、数据采集、波形显示、存储与传输。本实例中数据采集与显示软件配合多通道数据采集卡，采集多通道的电压数据；具体如下：

S1、数据采集软件运行后，对数据采集软件采样参数进行设置；采样参数包括采样类型、采样长度和采样频率。其中，数据采集软件通过参数设置程序，完成采样参数的设置，如附图3所示。

S2、数据采集软件通过控制采集卡开始进行多通道的数据采集；数据采集软件通过与数据采集卡进行通信，确定采集方式是循环采集还是单次采集，完成对多通道电压数据的采集，如附图4所示，具体步骤如下：

S201、设置采集参数，下一步执行步骤S202；

S202、初始化数据采集卡，下一步执行步骤S203；

S203、选择采集方式是循环采集还是单次采集：

①、若是循环采集，则执行步骤S204；

②、若是单次采集，则跳转至步骤S207；

S204、采集通道选择，下一步执行步骤S205；

S205、循环采集信号，下一步执行步骤S206；

S206、判断是否返回：

①、若否，则跳转至步骤S205；

②、若是，则跳转至步骤S210；

S207、设置单次触发电平，下一步执行步骤S208；

S208、采集通道选择，下一步执行步骤S209；

S209、采集一个采样长度的信号，下一步执行步骤S210；

S210、结束。

S3、数据采集软件对采集到的数据按照规定的格式进行存储；如附图6所示，具体步骤如下：

S301、采集到的数据通过LabVIEW中的文件操作功能，获取保存时刻的系统时间节点；

S302、在预先设定好的文件保存路径下生成空白的存储文件，并根据获取的系统时间节点对存储文件进行命名处理；

S303、将读取到的电压信号写入存储文件中。

S4、数据采集软件利用内部算法完成数据格式的转换，通过波形图的形式进行显示，并将已经存储到本地的数据进行波形回放；将采集到的数据进行格式转换后，以波形图的形式进行显示，并可以将本地的数据进行回放显示，如附图5所示，具体步骤如下：

S401、选择显示通道，下一步执行步骤S402；

S402、是否实时回放波形：

①、若是，则执行步骤S403；

②、若否，则跳转至步骤S404；

S403、读取存储文件，下一步执行步骤S407；

S404、读取数据，下一步执行步骤S405；

S405、是否显示二进制：

①、若是，则跳转至步骤S407；

②、若否，则执行步骤S406；

S406、将数据转换为十进制，下一步执行步骤S407；

S407、创建波形，下一步执行步骤S408；

S408、连续波形图表，下一步执行步骤S409；

S409、显示波形，下一步执行步骤S410；

S410、判断是否返回：

①、若是，则执行步骤S411；

②、若否，则跳转至步骤S409；

S411、返回显示。

S5、将采集到的数据打包后通过TCP/IP协议进行传输。数据传输时，为了避免数据传输过程中，发生数据丢失，同时便于数据接收端对数据包的接收以及校验传输过程中的数据完整性，在发送电压信号之前进行数据封装，将采集到的电压信号打包成数据包再进行发送，如附图7所示，具体步骤如下：

S501、初始化；

S502、输入接收端的设置IP地址及端口号；

S503、打包采集数据：将设定长度的电压信号存入一个数据包中；

S504、为数据包添加文件头与文件尾，方便接收端在接收数据包时，对数据包中的电压信号进行读取和校验；

S505、发送数据包；

S506、判断是否传输完毕：

①、若是，则执行步骤S507；

②、若否，则跳转至步骤S503；

S507、返回。

在传输数据之前，输入接收端的IP地址和端口号，将一定长度的电压信号存入一个数据包中，并为这个数据包添加文件头尾，方便接收端在接收数据包时，对数据包中的电压信号进行读取和校验，完成后即可传输数据，如附图8所示。

实施例2：

如附图2所说，本发明的数据采集与显示软件设计系统，该系统包括，

参数设置模块，用于对数据采集软件的采样参数进行设置；采样参数包括采样类型、采用长度以及采样频率。

数据采集模块，用于通过数据采集软件控制采集卡开始进行多通道的数据采集；

波形显示模块，用于利用数据采集软件内部算法完成数据格式的转换，通过波形图的形式进行显示，并将已经存储到本地的数据进行波形回放；

存储与传输模块，用于对采集到的数据按照规定的格式进行存储并将采集到的数据打包后通过网络进行传输。

该系统具体实现过程如下：

(1)、数据采集软件运行后，对采样的相关参数进行设置；

(2)、数据采集软件对数据采集卡进行初始化，完成数据的多通道采集；

(3)、采集到的数据进行初步处理后，以波形图的形式进行显示，同时可对本地存储的数据进行回放显示；

(4)、将数据进行打包封装后进行传输。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种数据采集与显示软件设计方法，其特征在于，该方法是基于LabVIEW图形化编程语言开发的数据采集软件，通过外部采集卡采集多通道数据，将数据按照规定格式进行存储的同时，通过波形图进行显示，并具备本地数据波形回放的功能，最终可将数据通过网络进行传输；具体如下：

S1、数据采集软件运行后，对数据采集软件采样参数进行设置；

S2、数据采集软件通过控制采集卡开始进行多通道的数据采集；

S3、数据采集软件对采集到的数据按照规定的格式进行存储；

S4、数据采集软件利用内部算法完成数据格式的转换，通过波形图的形式进行显示，并将已经存储到本地的数据进行波形回放；

S5、将采集到的数据打包后通过网络进行传输。

2.根据权利要求1所述的数据采集与显示软件设计方法，其特征在于，所述步骤S1中的采样参数包括采样类型、采样长度和采样频率。

3.根据权利要求1所述的数据采集与显示软件设计方法，其特征在于，所述步骤S2中多通道的数据采集的具体步骤如下：

S201、设置采集参数，下一步执行步骤S202；

S202、初始化数据采集卡，下一步执行步骤S203；

S203、选择采集方式是循环采集还是单次采集：

①、若是循环采集，则执行步骤S204；

②、若是单次采集，则跳转至步骤S207；

S204、采集通道选择，下一步执行步骤S205；

S205、循环采集信号，下一步执行步骤S206；

S206、判断是否返回：

①、若否，则跳转至步骤S205；

②、若是，则跳转至步骤S210；

S207、设置单次触发电平，下一步执行步骤S208；

S208、采集通道选择，下一步执行步骤S209；

S209、采集一个采样长度的信号，下一步执行步骤S210；

S210、结束。

4.根据权利要求1所述的数据采集与显示软件设计方法，其特征在于，所述步骤S3中数据采集软件对采集到的数据按照规定的格式进行存储的具体步骤如下：

S301、采集到的数据通过LabVIEW中的文件操作功能，获取保存时刻的系统时间节点；

S302、在预先设定好的文件保存路径下生成空白的存储文件，并根据获取的系统时间节点对存储文件进行命名处理；

S303、将读取到的电压信号写入存储文件中。

5.根据权利要求1所述的数据采集与显示软件设计方法，其特征在于，所述步骤S4中数据采集软件利用内部算法完成数据格式的转换，通过波形图的形式进行显示，并将已经存储到本地的数据进行波形回放的具体步骤如下：

S401、选择显示通道，下一步执行步骤S402；

S402、是否实时回放波形：

①、若是，则执行步骤S403；

②、若否，则跳转至步骤S404；

S403、读取存储文件，下一步执行步骤S407；

S404、读取数据，下一步执行步骤S405；

S405、是否显示二进制：

①、若是，则跳转至步骤S407；

②、若否，则执行步骤S406；

S406、将数据转换为十进制，下一步执行步骤S407；

S407、创建波形，下一步执行步骤S408；

S408、连续波形图表，下一步执行步骤S409；

S409、显示波形，下一步执行步骤S410；

S410、判断是否返回：

①、若是，则执行步骤S411；

②、若否，则跳转至步骤S409；

S411、返回显示。

6.根据权利要求1所述的数据采集与显示软件设计方法，其特征在于，所述步骤S5中的网络采用TCP/IP协议。

7.根据权利要求1-6中任一所述的数据采集与显示软件设计方法，其特征在于，所述步骤S5中将采集到的数据打包后通过网络进行传输的具体步骤如下：

S501、初始化；

S502、输入接收端的设置IP地址及端口号；

S503、打包采集数据：将设定长度的电压信号存入一个数据包中；

S504、为数据包添加文件头与文件尾，方便接收端在接收数据包时，对数据包中的电压信号进行读取和校验；

S505、发送数据包；

S506、判断是否传输完毕：

①、若是，则执行步骤S507；

②、若否，则跳转至步骤S503；

S507、返回。

8.一种数据采集与显示软件设计系统，其特征在于，该系统包括，

参数设置模块，用于对数据采集软件的采样参数进行设置；

数据采集模块，用于通过数据采集软件控制采集卡开始进行多通道的数据采集；

波形显示模块，用于利用数据采集软件内部算法完成数据格式的转换，通过波形图的形式进行显示，并将已经存储到本地的数据进行波形回放；

存储与传输模块，用于对采集到的数据按照规定的格式进行存储并将采集到的数据打包后通过网络进行传输。

9.根据权利要求8所述的数据采集与显示软件设计系统，其特征在于，所述采样参数包括采样类型、采用长度以及采样频率。

10.根据权利要求8或9所述的数据采集与显示软件设计系统，其特征在于，该系统具体实现过程如下：

(1)、数据采集软件运行后，对采样的相关参数进行设置；

(2)、数据采集软件对数据采集卡进行初始化，完成数据的多通道采集；

(3)、采集到的数据进行初步处理后，以波形图的形式进行显示，同时可对本地存储的数据进行回放显示；

(4)、将数据进行打包封装后进行传输。

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