基于PXIe和LabVIEW的動(dòng)物運動(dòng)力學(xué)數據采集系統
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3 軟件實(shí)現方案
系統軟件在LabVIEW 8．5的環(huán)境下編寫(xiě)，采用DAQmx取代了傳統DAQ。相比傳統DAQ，在許多應用中，DAQmx都可以提高應用程序的性能，因為DAQmx在驅動(dòng)體系結構上作出了很多改進(jìn)，比如多線(xiàn)程操作、更好地控制各種驅動(dòng)操作和內置的硬件定時(shí)單點(diǎn)操作等。圖3是系統的LabVIFW采集程序前面板，采集程序主要有四個(gè)步驟：空采集(Space Acquisition)、初始化(Initialization)、果集(Acquisition)和停止(Termination)?？詹杉瘯r(shí)，程序將符個(gè)通道實(shí)際采集到的信號以數據圖線(xiàn)的形式在前面板上顯示出來(lái)，不做處理和保存，從中可以檢查各個(gè)傳感器和測試系統是否正常工作；初始化的作用是采集一定量的傳感器陣列空載時(shí)的初始數據，然后求出每個(gè)通道采集到的數據平均值，作為該通道的零點(diǎn)輸出值；進(jìn)入采集模塊后，實(shí)驗人員通過(guò)觀(guān)察動(dòng)物的運動(dòng)情況和視頻的回放決定是否保存數據；點(diǎn)擊停止后，數據采集過(guò)程結束。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/193049.htm
LabVIEW程序使用條件結構(Case Structure)執行空采集(0)、初始化(1)、采集(2)和停止(3)程序，同時(shí)用While循環(huán)控制每個(gè)具體程序的執行，為防止發(fā)生意外情況，程序最外層的While循環(huán)可以隨時(shí)終止程序。下面以程序的核心部分采集模塊為例，說(shuō)明程序的流程。采集模塊主要包括硬件配置、數據讀取、數據顯示和保存，如圖4所示。限于篇幅，圖4省略了72通道中的部分通道。
硬件配置時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：
(1)DAQmx物理通道的選擇，橋信息、應變計信息的設置要與傳感器和數據采集卡的參數一致，避免采集的信號產(chǎn)生畸變。
(2)選擇合理的采樣頻牢。為了能夠較好地再現原始信號，不產(chǎn)生波形失真，采樣頻率必須足夠高，但過(guò)高的采樣頻率又會(huì )加重機器的負擔，根據奈奎斯特理論，采樣頻率至少足原信號的2倍，但實(shí)際中，一般都需要5～10倍。通過(guò)運用Matlab軟件對實(shí)驗數據進(jìn)行頻譜分析和長(cháng)期實(shí)驗經(jīng)驗的積累，設定程序的采樣頻率為500～1 000Hz。
(3)DAQmx讀取時(shí)，每個(gè)通道的采樣數要小于或等于采樣頻率，否則可能會(huì )因為數據溢出而影響程序的正常執行。
將讀取到的數據乘以傳感器的靈敏度系數矩陣(解耦系數矩陣的逆矩陣)，通過(guò)三維數組后，在波形圖中顯示出來(lái)，每個(gè)波形圖顯示一個(gè)傳感器采集到的三維接觸反力。點(diǎn)擊前面板中的保存按鈕執行數據保存功能，可以按照指定的保存路徑和文件名完成數據的存儲，保存格式為txt文本文件。由于系統以500～1000 Hz的采樣頻率采集72通道的數據，將產(chǎn)生大量的實(shí)驗數據，所以需要有足夠的存貯容量。
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