基于LabVIEW的多任务测控系统及数据库的应用研究

论文摘要

LabVIEW是一个图形化的开发环境。LabVIEW有着强大的功能和广阔的应用范围,但就目前国内的现状来看,绝大多数的用户还是把它作为虚拟仪器开发平台,仅仅利用它来进行数据的采集、处理和显示,忽略了LabVIEW强大的控制功能。以工业PC为硬件平台,PC操作系统为软件平台开发实时测控系统是当前工业测控系统的一个重要的研究方向。在这种背景下,作者在硕士学位论文工作期间将LabVIEW运用于工业PC实时测控系统,主要是围绕着提高LabVIEW的实时性展开。本论文首先详细讨论了编程语言的选择和使用的一些问题。分析了影响Windows系统和LabVIEW软件平台实时性能的主要原因并介绍了一种Windows实时化的软件RTX。然后分析了实时系统的任务与任务调度,实时性和多任务性是设计的实时测控系统两个重要特点,而如何实现多任务的调度策略是本实时测控系统正常运行的关键,针对平台的多任务调度的特点,设计了多任务的调度核心,提出了两级任务队列的解决方案。分析系统的软硬件设计,实现了多任务实时测控系统。在应用中将系统任务分为实时任务和非实时任务。完成了数据采集、处理和输出、数据存储、显示和管理等功能。接着对实时通信的性能问题进行了分析研究。系统地分析了LabVIEW的几种网络通信协议的机制和原理,设计了基于TCP/IP协议的LabVIEW程序。并在此基础上实现了一个小型的局域网分布式控制系统。最后简单介绍了实时数据库。利用LabVIEW的网络通信功能与数据库接口功能,建立IPC测控系统的数据库管理系统。将采集到的原始数据存储到数据库中,以供查询、数据分析以对外发布等。研究表明:将LabVIEW引入工业测控领域是可行的,基于LabVIEW的实时测控系统在性能上完全得到保证。通过实际运行证明,系统满足了实时性和稳定性的要求,验证了方案的可行性。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 计算机控制系统的硬件组成
• 1.3 计算机控制系统的软件结构
• 1.4 计算机控制系统的应用软件
• 1.5 选择LabVIEW 作为研究对象的原因
• 1.6 论文主要完成的工作
• 2 编程语言与工具
• 2.1 需求语言特性
• 2.2 LabVIEW 语言简介
• 2.3 LabVIEW Real-Time 开发软件
• 2.4 RTX 软件
• 3 实时多任务测控系统
• 3.1 实时多任务系统的基本概念
• 3.2 LabVIEW 环境下的多任务实时系统
• 3.3 构建基于LabVIEW 的实时测控系统
• 3.4 系统的软件
• 3.5 本章小结
• 4 LabVIEW 的DCS 系统设计
• 4.1 DCS 系统介绍
• 4.2 DCS 系统软件设计
• 4.3 本章小结
• 5 数据库系统的设计
• 5.1 实时数据库简介
• 5.2 采用LabVIEW 开发数据库系统
• 5.3 数据库系统设计
• 5.4 本章小结
• 6 结论与展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 进一步的工作
• 致谢
• 参考文献
• 附录:作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录
• 独创性声明
• 学位论文版权使用授权书