基于LabVIEW的浪高数据采集系统设计与实现

摘要

为了更加高效合理地利用我国丰富的海洋资源，近些年来国家一直在不断地鼓励和引导海洋类学科的发展。特别是在国家海洋战略提出之后，我国海洋开发相关工程技术更是进入了发展的快车道。在海洋工程研究中，对波浪、风、流场等海洋中的影响因素进行分析是一项非常重要的内容。而想要对这些影响因素进行分析就必须先获得它们的具体数据。为了解决这些影响因素中的波浪浪高的数据采集问题，本论文设计并开发了一套基于LabVIEW的浪高数据采集系统。此系统主要包含硬件和软件两部分，其中系统硬件主要包括浪高传感器、模拟电压信号处理电路和数据采集卡；系统软件主要包括软件初始化、数据采集、数据回放、数据存储和传感器标定等五个模块。
　　论文首先对课题研究背景、数据采集技术和虚拟仪器技术做了简要的介绍，分析了数据采集未来的发展趋势和虚拟仪器技术的优势所在。接着介绍了这套基于 LabVIEW的浪高数据采集系统的整体设计方案。随后又从硬件和软件两个方面介绍了这套系统的各个部分的具体设计和工作原理。硬件方面介绍了浪高传感器的工艺结构和电路设计的原理、还介绍了电压放大电路和滤波电路的具体设计，同时也比较详细地叙述了 PCB板的设计和制作。软件方面主要介绍了LabVIEW开发环境、数据采集卡的软件控制以及几个不同功能模块的具体编程过程。最后依靠实验室的现有资源对这套数据采集系统进行了实际的浪高数据采集测试，通过采集到的浪高数据曲线可以看出，该系统达到了最初的设计目标。

目录

声明

1 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 数据采集的研究现状和发展趋势

1.3 虚拟仪器

1.4 论文主要研究内容和章节安排

2 系统总体设计方案

2.1 需求分析

2.2 系统总体结构和工作原理

2.3 系统硬件总体设计

2.4 系统软件总体设计

2.5 本章小结

3 数据采集系统硬件设计

3.1 电容式浪高传感器

3.2 模拟电压信号处理电路

3.3 电源管理电路

3.4 硬件电路PCB板设计

3.5 数据采集卡的选取

3.6 本章小结

4 数据采集系统软件设计

4.1 软件开发环境

4.2 数据采集卡的软件控制

4.3 软件各功能模块的具体设计

4.4 本章总结

5 系统测试与实验结果

5.1 系统测试

5.2 实验平台的搭建

5.3 实际浪高数据采集测试

5.4 本章小结

结论

参考文献

致谢