matlab研究,基于MATLAB的实时数据采集与分析研究

1、引言本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/163805.htm

数据采集系统涉及多学科，所研究的对象是物理或生物等各种非电或电信号。根据各种非电或电信号的特征，利用相应的归一化技术，将其转换为可真实反映事物特征的电信号后，经A/D转换器转换为计算机可识别的有限长二进制数字编码，以此作为研究自然科学和实现工业实时控制的重要依据，实现对宏观和微观自然科学的量化认识，典型的数据采集系统组成如图1所示。

在采集过程中，将传感器获取的参数通过A/D转换送入内存，然后由CPU对其进行分析、运算和处理，如数字滤波、量纲变换、误差修正、数字显示等。在本文中，尝试通过利用MATLAB的数据采集工具箱对自主设计的数据采集系统[1]进行模拟仿真，结果实现了对设计系统的模拟操作检验与数据分析。为了满足实时采集的要求，采用了Compilier编译器[2]，Compilier以M语言编制的程序为输入，可以根据需要生成独立运行的应用程序或可以被C/C++程序调用的动态链接库文件[3]。它支持MATLAB所有的内部函数，可使程序变得简洁高效。

Figure 1 典型数据采集系统的组成

2、数据采集工具箱介绍

在MATLAB数据采集工具箱里集成了数据采集的M文件格式的函数和MEX文件格式的动态链接库。其主要特征[4][5]如下：

(1) 提供了将实时测量数据从数据采集硬件采集到MATLAB中的框架。

(2) 支持模拟量输入(AI)、模拟量输出(AO)以及数字量I/O子系统，包括模拟量I/O实时变换。

(3) 支持PC声卡和业界非常流行的数据采集设备如NI卡、并行口(LPT1-LPT3)、Keithley卡等。

(4) 采用事件驱动模式进行数据采集。数据采集工具箱由三部分组成：M文件格式的函数、数据采集引擎和硬件驱动，如图2所示。这些组成部分使得MATLAB与数据采集硬件之间的信息传递成为可能。

Figure 2 数据采集引擎与硬件驱动

3、数据采集过程

3.1 数据采集的基本步骤

(1)创建设备的一个对象。对象创建函数列表如下：

Table 1 对象创建函数列表

(2)添加通道或数据线。模拟量I/O对象中用应添加通道，而数字量I/O对象中应添加数据线，与添加通道或数据线有关的函数列表如下：

Table 2 与添加通道或数据线有关的函数列表

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