基于MATLAB的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)開題報告

1、中原工學院畢業(yè)設計(論文)開題報告1 課題背景數(shù)據(jù)也稱觀測值，是實驗、測量、觀察、調(diào)查等的結果，常以數(shù)量的形式給出。數(shù)據(jù)采集，又稱數(shù)據(jù)獲取，就是將系統(tǒng)需要管理的所有對象的原始數(shù)據(jù)收集、歸類、整理、錄入到系統(tǒng)當中去。數(shù)據(jù)采集是計算機管理系統(tǒng)使用前的一個數(shù)據(jù)初始化過程。數(shù)據(jù)采集技術廣泛引用在各個領域。比如攝像頭，麥克風，都是數(shù)據(jù)采集工具。 數(shù)據(jù)采集（DataAcquisition）是將被測對象(外部世界、現(xiàn)場)的各種參量(可以是物理量，也可以是化學量、生物量等)通過各種傳感元件作適當轉(zhuǎn)換后，再經(jīng)信號調(diào)理、采樣、量化、編碼、傳輸?shù)炔襟E，最后送到控制器進行數(shù)據(jù)處理或存儲記錄的過程。 被采集數(shù)據(jù)是已被轉(zhuǎn)

2、換為電訊號的各種物理量，如溫度、水位、風速、壓力等，可以是模擬量，也可以是數(shù)字量。采集一般是采樣方式，即隔一定時間（稱采樣周期）對同一點數(shù)據(jù)重復采集。采集的數(shù)據(jù)大多是瞬時值，也可是某段時間內(nèi)的一個特征值。準確的數(shù)據(jù)測量是數(shù)據(jù)采集的基礎。數(shù)據(jù)測量方法有接觸式和非接觸式，檢測元件多種多樣。不論哪種方法和元件，都以不影響被測對象狀態(tài)和測量環(huán)境為前提，以保證數(shù)據(jù)的正確性。數(shù)據(jù)采集含義很廣，包括對連續(xù)物理量的采集。在計算機輔助制圖、測圖、設計中，對圖形或圖像數(shù)字化過程也可稱為數(shù)據(jù)采集，此時被采集的是幾何量數(shù)據(jù)。 在智能儀器、信號處理以及工業(yè)自動控制等領域，都存在著數(shù)據(jù)的測量與控制問題，常常需要對外部的溫

3、度、壓力、流量、位移等模擬量進行采集。數(shù)據(jù)采集技術是一種流行且實用的電子技術。它廣泛應用于信號檢測、信號處理、儀器儀表等領域。近年來，隨著數(shù)字化技術的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)采集技術也呈現(xiàn)出速度更高、通道更多、數(shù)據(jù)量更大的發(fā)展態(tài)勢。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是一種應用極為廣泛的模擬量測量設備，其基本任務是把信號送入計算機或相應的信號處理系統(tǒng)，根據(jù)不同的需要進行相應的計算和處理。它將模擬量采集、轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后，再經(jīng)過計算機處理得出所需的數(shù)據(jù)。同時，還可以用計算機將得到的數(shù)據(jù)進行儲存、顯示和打印，以實現(xiàn)對某些物理量的監(jiān)視，其中一部分數(shù)據(jù)還將被用作生產(chǎn)過程中的反饋控制量。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是計算機測控系統(tǒng)中非常重要的環(huán)節(jié)，目

4、前，有各種數(shù)據(jù)采集卡或采集系統(tǒng)可供選擇，以滿足生產(chǎn)和科研試驗等各方面的不同需要，但由于數(shù)據(jù)源以及用戶需求的多樣性，有時并不能滿足要求。特別是在某些應用中，需要同時高速采集多個通道的數(shù)據(jù)，而且為了分析比較各通道信號間的相互關系，常常要求所有通道的采集必須同步?，F(xiàn)有的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)能夠滿足上述要求的比較少，且價格十分昂貴，體積較大，分量較重，使用十分不方便。 一般模擬量是通過各種數(shù)據(jù)采集卡進行數(shù)據(jù)采集。目前常用的是具有ISA總線、PCI總線等接口形式的A/D采集卡，雖然數(shù)據(jù)傳輸率很高，但是還存在整個系統(tǒng)笨重，缺乏靈活性，不能實現(xiàn)即插即用，不適合小型、便攜設備采用等缺點。另外這些類型的采集卡在計算機上

5、安裝比較麻煩，而且由于受計算機插槽數(shù)量、地址、中斷資源的限制不可能掛接很多設備。因此，工程師們往往需要花費大量的時間和資源用于系統(tǒng)搭建。 隨著現(xiàn)代工業(yè)技術的迅猛發(fā)展，生產(chǎn)規(guī)模的不斷壯大，生產(chǎn)過程和制作工藝的日趨復雜，對自動測試和各種信息集成的要求也就越來越高。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的好壞將直接影響自動測試系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，為了滿足不同的測試需求，以及減少對資源的浪費，在系統(tǒng)的設計上應該盡量滿足通用性和可擴展性。在高度發(fā)展的當今社會中，科學技術的突飛猛進和生產(chǎn)過程的高度自動化已成為人所共知的必然趨勢，而它們的共同要求是必須建立在有著不斷發(fā)展與提高的信息工業(yè)基礎上。人們只有從外界獲取大量準確、可靠的信息

6、經(jīng)過一系列的科學分析、處理、加工與判斷，進而認識和掌握自然界與科學技術中的各種現(xiàn)象與其相關的變化規(guī)律，并通過相應的系統(tǒng)和方法實現(xiàn)科學實驗研究與生產(chǎn)過程的高度自動化。換言之，生產(chǎn)過程的自動化面臨的第一個問題就是必須根據(jù)從各種傳感器得到的數(shù)據(jù)來檢測、監(jiān)視現(xiàn)場，以保證現(xiàn)場設備的正常工作。所以對現(xiàn)場進行數(shù)據(jù)采集是重要的前期基礎工作，然后再對現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行傳輸和相應的處理工作，以滿足不同的需要。 數(shù)據(jù)采集卡是中低端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計的必選產(chǎn)品?；贗SA、PCI的插卡式數(shù)據(jù)采集設備存在以下缺陷：安裝麻煩；價格昂貴；受計算機插槽數(shù)量、地址、中斷資源限制，可擴展性差；在一些電磁干擾性強的測試現(xiàn)場，無法專門對其做

7、電磁屏蔽，導致采集的數(shù)據(jù)失真。而現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和科學研究的發(fā)展要求數(shù)據(jù)采集卡具有更好的數(shù)據(jù)采集、處理能力，傳統(tǒng)的CPU已經(jīng)不能滿足這一要求。針對以上要求，本文將論述一種基于PC機的聲卡技術，它安裝容易，成本較低。只需利用計算機本身的軟硬件資源，而不需添加其他任何設備即可構成數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)，使用MATIAB語言編制簡潔的圖形用戶界面，該界面操作方便，并且可以根據(jù)用戶的需求進行功能擴充。 數(shù)據(jù)分析在整個科研工作中是個重要的必不可少的環(huán)節(jié)，它的目的是把隱沒在一大批看來雜亂無章的數(shù)據(jù)中的信息集中、萃取和提煉出來，以找出所研究對象的內(nèi)在規(guī)律。在實用中，數(shù)據(jù)分析可幫助人們作出判斷，以便采取適當行動。數(shù)據(jù)

8、分析是組織有目的地收集數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)，使之成為信息的過程。這一過程是質(zhì)量管理體系的支持過程。在產(chǎn)品的整個壽命周期，包括從市場調(diào)研到售后服務和最終處置的各個過程都需要適當運用數(shù)據(jù)分析過程，以提升有效性。例如，一個企業(yè)的領導人要通過市場調(diào)查，分析所得數(shù)據(jù)以判定市場動向，從而制定合適的生產(chǎn)及銷售計劃。因此數(shù)據(jù)分析有極其廣泛的應用范圍。數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)工作的質(zhì)量和速度如何，對整個科研工作的影響也是很大的。因此研究一種質(zhì)量性能高的通用數(shù)據(jù)采集平臺具有很大的意義。 在近幾十年來IC技術和計算機技術的高速發(fā)展，為數(shù)據(jù)采集與分析提供了非常良好與可靠的科學技術基礎，也提出了更高的要求和強有力的推動。如今面臨著先進的

9、計算機技術和信息技術與落后的信息采集與分析技術的現(xiàn)實差距，那將大大影響科學技術的高度發(fā)展和生產(chǎn)過程的高度自動化。所以，近幾十年來世界各國都大量投入進行信息采集與分析的工作，尤其是在經(jīng)濟發(fā)達的美、英、德、法日等國與我國，都對這一技術高度重視。2 研究與應用概況 2.1 國內(nèi)外研究動態(tài)數(shù)據(jù)采集是獲取信息的基本手段，數(shù)據(jù)采集技術作為信息科學的一個重要分支，與傳感器、信號測量與處理、微型計算機等技術為基礎而形成的一門綜合應用技術，它研究信息數(shù)據(jù)的采集、存儲、處理及控制等作業(yè)，具有很強的實用性。隨著科學技術的發(fā)展，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)得到了越來越廣泛得應用，同時人們對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的各項技術指標，如：采樣率、線性

10、度、精度、輸入范圍、控制方法以及抗干擾能力等提出了越來越高的要求，特別是精度和采樣率更是使用者和設計者所共同關注的重要問題，于是，高速及超高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)應運而生并且得到了快速發(fā)展。今天，數(shù)據(jù)采集技術己經(jīng)在雷達、通信、水聲、振動工程、無損監(jiān)測、智能儀器、工業(yè)自動控制以及生物醫(yī)學工程等眾多領域得到廣泛的應用并且收到了良好的效果。高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在國防、航天、邊緣科學研究中及國民經(jīng)濟的各個領域的成功的應用，進一步引起了各方的關注，推動了它的研制和發(fā)展。隨著科學技術的發(fā)展，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)得到了越來越廣泛的應用。目前，國外很多公司與廠商都投入巨資進行數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研制開發(fā)與生產(chǎn)銷售，其中比較著名的有NE

11、FF，NI、HP，TEK等。 從數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)產(chǎn)品來看，各大公司提供的系列產(chǎn)品都包括了完成數(shù)據(jù)采集的諸如信號放大、濾波、多路開關、模數(shù)轉(zhuǎn)換和接口等各種模塊。現(xiàn)有的高速數(shù)據(jù)采集器件和開發(fā)的產(chǎn)品中，目前還沒有完全實現(xiàn)高速、高分辨率。在雷達、通信、譜分析、瞬態(tài)分析、電視等應用領域，為滿足實時檢測和高速采集的日益更新的需要，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的高速、高分辨率已成為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的一個發(fā)展方向?，F(xiàn)有的高速ADC器件和產(chǎn)品價格都比較昂貴，有些高速、高分辨率的器件本身還存在著不穩(wěn)定性，因此，在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)向高速、高分辨率發(fā)展的同時，開發(fā)和研制的器件和產(chǎn)品應不斷地提高可靠性，降低成本，提高性價比，以便使之得到更廣泛的應

12、用。在國內(nèi)，由于歷史、技術等原因，我們的產(chǎn)品普遍存在：通用性差、用途單一、測點少、測量距離小、環(huán)境適應性差等缺點，遠沒有形成系列化、模塊化、標準化的通用產(chǎn)品，根本無法滿足國內(nèi)用戶不斷增長的需要，也遠遠不能與國外產(chǎn)品抗衡，正因此使得價格高昂的國外產(chǎn)品占有了相當大的市場份額。 2.2 現(xiàn)狀及發(fā)展數(shù)據(jù)采集與分析一直是生產(chǎn)實踐研究與應用領域的一個熱點和難點。隨著微電子制造工藝水平的飛速提高及數(shù)據(jù)分析理論的進一步完善與成熟，目前國內(nèi)外對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的高性能方面的研究上取得了很大的成就。就A/D轉(zhuǎn)換的精度、速度和通道數(shù)來說，采樣通道從單通道發(fā)展到雙通道、多通道，采樣頻率、分辨率、精度逐步提高，為分析功能的

13、加強提供了前提條件。而在數(shù)據(jù)分析的微處理器上，最初的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以8位單片機為核心，隨著微電子技術的不斷發(fā)展，新興單片機的不斷問世，十六位、三十二位單片機也為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)研制廠家所采用，近年來采用具有DSP功能的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)也己投入市場。同時，通用PC機的CPU用于數(shù)據(jù)處理也較為常見。總之，伴隨著高性能微處理器的采用和用戶技術要求的不斷提高，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的功能也越來越完善。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展主要體現(xiàn)在以下幾個趨勢： 首先，在專業(yè)測控方面，基于PC計算機的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)越來越成熟和智能化。在過去的二十年中，開放式架構PC機的處理能力平均每十八個月就增強一倍。為了充分利用處理器速度的發(fā)展，現(xiàn)代開放式

14、測量平臺結合了高速總線接口，如PCI和PXI/CompactPCI，以便獲得性能的進一步提升。計算機的性能提升和由此引起的基于計算機的測量技術的創(chuàng)新，正在持續(xù)不斷地模糊著傳統(tǒng)儀器和基于計算機的測量儀器之間的界線。 其次，在通用測控方面，采用嵌入式微處理器的方案也由早期的采用A/D器件和標準單片機組成應用系統(tǒng)發(fā)展到在單芯片上實現(xiàn)完整的數(shù)據(jù)采集與分析，即目前極為熱門的SOC(SystemOnChip)。通常在一塊芯片上會集成一個，可以采樣多路模擬信號的A/D轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)和一個硬CPU核(比如增強型80_52內(nèi)核)，而且其CPU的運算處理速度和性能也較早期的準CPU內(nèi)核提高了數(shù)倍，而且有著極低的功耗。

15、這種單芯片解決方案降低了系統(tǒng)的成本和設計的復雜性。 此外，為了解決SOC方案中數(shù)據(jù)處理性能的不足，采用DSP作為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的CPU的研究與應用目前也逐漸引起業(yè)內(nèi)重視。但是這類產(chǎn)品目前僅僅處于發(fā)展的初級階段，在精度、速度或其它性能指標上并不能很好的滿足要求。因此，國內(nèi)外以DSP作為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的采樣控制和分析運算的研究與應用正在展開。 近年來隨著芯片技術、計算機技術和網(wǎng)絡技術的發(fā)展，數(shù)據(jù)采集技術取得了許多新的技術成果，市場上推出了繁多的新產(chǎn)品。高速數(shù)據(jù)采集技術的發(fā)展一方面是提高采集速率，另一方面不斷向兩端延伸。一端是輸入的信號調(diào)理，另一端是采集后的數(shù)字化信號的實時處理與事后處理。20世紀90年

16、代末，隨著數(shù)字技術快速發(fā)展，數(shù)據(jù)采集技術已向著并行、高速、大量存儲、實時分析處理、集成化等方向發(fā)展。 3 基于MATLAB的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計 3.1 方案論證基于MATLAB的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計有兩種方案：方案1：一種基于數(shù)據(jù)采集卡構建的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集，不過這種方案中數(shù)據(jù)采集卡一般價格昂貴，費用較高，并且該方案難以與實際需求完全匹配。方案2：一種基于聲卡的數(shù)據(jù)采集與分析方案來進行數(shù)據(jù)采集與處理，利用聲卡的A/D、D/A技術和MATLAB的方便編程及可視化功能,該方案具有實現(xiàn)簡單、性價比和靈活度高等優(yōu)點，分析了用 MATLAB語言編程實現(xiàn)該數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)的過程， 闡述了對采集到的語音

17、信號加噪聲信號后進行濾波的設計方法系統(tǒng)運行表明：通過計算機聲卡能夠自動錄音和自動保存；用戶可在主界面預覽時域圖形和頻譜圖，濾波處理后可實時顯示和重放錄音。比較兩種方案，使用聲卡作為數(shù)據(jù)采集卡，具有價格低廉、開發(fā)容易和系統(tǒng)靈活等優(yōu)點，因此選用方案2，一種基于聲卡的數(shù)據(jù)采集與分析方案，用MATLAB語言編制了相應軟件，該軟件有著簡潔的人機交互工作界面,操作方便,并且可以根據(jù)用戶的需求進行功能擴充。 3.2 系統(tǒng)結構數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要由兩部分組成：采集子系統(tǒng)和計算機子系統(tǒng)，即下位機智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和上位機HMI系統(tǒng)。采集子系統(tǒng)實現(xiàn)將客觀世界被測對象信號采集和轉(zhuǎn)換為能被計算機處理的數(shù)字信號的功能等；計算

18、機子系統(tǒng)實現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的控制、存儲和處理等功能，計算機起著對采集數(shù)據(jù)的存儲和處理、統(tǒng)計分析、提供人機接口與其他計算機的數(shù)據(jù)通信和交換的功能。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)涉及多學科，所研究的對象是物理或生物等各種非電或電信號。根據(jù)各種非電或電信號的特征，利用相應的歸一化技術，將其轉(zhuǎn)換為可真實反映事物特征的電信號后，經(jīng)AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為計算機可識別的有限長二進制數(shù)字編碼，以此作為研究自然科學和實現(xiàn)工業(yè)實時控制的重要依據(jù)，實現(xiàn)對宏觀和微觀自然科學的量化認識，典型的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成如圖3-1所示。 圖3-1 典型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的組成而一般的外置式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結構如圖3-2所示。模擬信號由傳感器采得經(jīng)過信號調(diào)理模塊送入數(shù)

19、據(jù)采集硬件設備。在數(shù)據(jù)采集設備中完成AD轉(zhuǎn)換，包括采樣、量化、編碼，轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號后送入與之相連的PC機中。根據(jù)不同的要求，在PC機上利用MATLAB以及二次編程實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時分析與處理。用戶可以通過人機交互界面修改、設定各項參數(shù)來控制數(shù)據(jù)采集硬件設備的工作狀態(tài)，同時可以得到數(shù)據(jù)的采集與分析結果，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與分析的自動化。圖3-2一般的外置式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結構 利用聲卡在WINDOWS環(huán)境下開發(fā)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)時，由于受編程語言的限制，其數(shù)據(jù)分析與處理的功能非常有限。例如，為了對所采集的數(shù)據(jù)進行功率譜分析，則需要用戶以VB或C語言來編寫功率譜分析的子程序，這顯然增加了開發(fā)的難度，并且也極不利于

20、分析功能的進一步擴展。整個系統(tǒng)可分為數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)分析兩大部分，以友好的圖形界面與用戶進行交互溝通。數(shù)據(jù)采集部分實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集功能，根據(jù)用戶選擇的采樣頻率和預設的采樣時間，從聲卡獲得用戶需要的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)分析部分對采集到的數(shù)據(jù)進行頻譜分析。全部數(shù)據(jù)的時域和頻域波形以圖形方式直觀地呈現(xiàn)于用戶面前。此外，還提供保存數(shù)據(jù)以及回放數(shù)據(jù)的功能。圖3-3給出了基于MATLAB的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的簡圖，主要部件數(shù)據(jù)采集工具箱提供了硬件驅(qū)動程序和MATLAB環(huán)境之間“對話”所需的硬件驅(qū)動程序適配器、數(shù)據(jù)采集引擎和M-文件函數(shù)圖3-3基于MATLAB的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)簡圖硬件驅(qū)動程序適配器在硬件驅(qū)動程序和數(shù)據(jù)采集引擎之間交

21、換屬性數(shù)值、數(shù)據(jù)和事件；數(shù)據(jù)采集引擎用來存儲各個設備對象，以及每個設備對象的屬性值；對采集到的數(shù)據(jù)進行存儲并且使不同事件同步；M-文件用來創(chuàng)建設備對象、采集或輸出數(shù)據(jù)、配置屬性值和檢測數(shù)據(jù)采集狀態(tài)和數(shù)據(jù)采集設備。4 MATLAB軟件 4.1 MATLAB簡介MATLAB是美國MathWorks公司開發(fā)的一種功能極其強大的高技術計算機語言和內(nèi)容極其豐富的軟件庫，它適合于工程各領域的分析設計與復雜計算的軟件，該軟件包括基本部分和專業(yè)擴展兩大部分擴展部分稱為工具箱，用于解決某一方面的專業(yè)問題它以矩陣和向量的運算以及運算結果的可視化為基礎,把廣泛應用于各個學科領域的數(shù)值分析、矩陣計算、函數(shù)生成、信號處

22、理、圖形及圖像處理、建模與仿真等諸多強大功能集成在一個便于用戶使用的交互式環(huán)境中,為使用者提供了一個高效的編程工具及豐富的算法資源。對于信號處理和圖像處理等數(shù)字處理領域,MATLAB更是得天獨厚,它豐富的M文件和強大的繪圖可視功能為使用者帶來了極大的方便,被廣泛的應用于信號與圖像處理、控制系統(tǒng)設計、通信、系統(tǒng)仿真等諸多領域，尤其對初學者可起到事半功倍之效。 MATLAB是一種解釋語言，所有的程序和指令都必須在MATLAB解釋器中讀入后才能運行，因而極大地限制了代碼執(zhí)行速度。MATLAB強大的計算功能只能在其平臺上才能使用，也就是說，必需在安裝了其解釋器的機器上才能使用MATLAB的M文件，這樣

23、就給工程應用帶來了很大不便。對于一般用戶來講，MATLAB只能作為離線的計算和分析工具，而不能作為實時的工程工具。幸運的是，開發(fā)MATLAB的MathWorks公司為廣大的應用者提供了應用程序接口(API，ApplicationProgramInterface)和編譯器(Compiler)。利用MATLAB和C語言交互，也可以開發(fā)基于MATLAB的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。如果配上數(shù)據(jù)采集線路，該系統(tǒng)就可以作為一個虛擬儀器來使用。 4.2 數(shù)據(jù)采集工具箱及聲卡簡介MATLAB自帶的數(shù)據(jù)采集工具箱(Data Acquisitiontoolbox,DAQ)能更容易地將實驗測得的數(shù)據(jù)進行分析和可視化操作。數(shù)據(jù)采

24、集設備包括:多媒體聲卡、美國國家儀器E系列和1200系列接口板、Hewlett-Packard-VXIE1432-系列接口板及其他各種數(shù)據(jù)采集硬件設備。數(shù)據(jù)采集硬件設備的內(nèi)部特性對MATLAB的接口完全透明,無論是使用一個或幾個硬件設備,數(shù)據(jù)采集工具箱都會向所有硬件設備提供單一和統(tǒng)一的接口。通過調(diào)用MATLAB命令和函數(shù)可對與計算機兼容的數(shù)據(jù)采集硬件設備進行訪問并對其屬性進行可視化監(jiān)控。 數(shù)據(jù)采集工具箱是一種建立在MATLAB環(huán)境下的M函數(shù)文件和MEX動態(tài)鏈接庫文件的集合，包含3大區(qū)域的組件：M文件函數(shù)、數(shù)據(jù)采集引擎及硬件驅(qū)動適配器。它具有如下特點：是一種通過使用與PC機兼容的、即插即用的數(shù)據(jù)

25、采集設備在MATLAB環(huán)境中的架構；支持模擬信號的輸入輸出以及數(shù)字信號的輸入、輸出，子系統(tǒng)還包括同步模擬輸入輸出的轉(zhuǎn)換；支持聲卡；事件驅(qū)動采集。 在MATLAB數(shù)據(jù)采集工具箱里集成了數(shù)據(jù)采集的M文件格式的函數(shù)和MEX文件格式的動態(tài)鏈接庫。其主要特征如下： (1)提供了將實時測量數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)采集硬件采集到MATLAB中的框架。 (2)支持模擬量輸入(AI)、模擬量輸出(A0)以及數(shù)字量I0子系統(tǒng)，包括模擬量IO實時變換。 (3)支持PC聲卡和業(yè)界非常流行的數(shù)據(jù)采集設備如NI卡、并行口(LPT1-LPT3)、Keithley卡等。 (4)采用事件驅(qū)動模式進行數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)采集工具箱由3部分組成：M文

26、件格式的函數(shù)、數(shù)據(jù)采集引擎和硬件驅(qū)動，如圖4-1所示。這些組成部分使得MATLAB與數(shù)據(jù)采集硬件之間的信息傳遞成為可能。圖4-1數(shù)據(jù)采集引擎與硬件驅(qū)動6 進度安排15-16（1）學期10-11周 查閱資料，熟悉所設計課題的設計任務12-14周 英文資料翻譯15-17周 學習MATLAB軟件17-19周 方案設計和論證15-16（2）學期01-04周 確定設計方案，掌握數(shù)據(jù)采集原理,寫開題報告04-05周 基于聲卡的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設計06-10周 系統(tǒng)調(diào)試和完善，寫中期報告11-14周 撰寫論文 預答辯15周 答辯7 工作總結目前，我已查閱了關于這個課題的相關資料文獻，了解了課題完成的相關知識，對完成這個課題有了清晰的架構，并寫了7篇的讀書筆記。英文翻譯方面我已翻譯了一篇與這次課題有關的英文文獻。通過方案比較論證，我選擇了一種基于聲卡的數(shù)據(jù)采集與分析方案來進行數(shù)據(jù)采集與處理，利用聲卡的A/D、D/A技術和MATLAB的方便編程及可視化功能,該方案具有實現(xiàn)簡單、性價比和靈活