基于LabVIEW的油滴電量測(cè)試系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)

摘 要： 在利用基于LabVIEW的虛擬儀器開(kāi)發(fā)平臺(tái)設(shè)計(jì)測(cè)試系統(tǒng)時(shí)，不可避免地需要對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、查詢、處理分析，在此基礎(chǔ)上提出LabVIEW中訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)的需求。在此結(jié)合油滴電量測(cè)試系統(tǒng)的功能需要，利用NI的附加數(shù)據(jù)庫(kù)接口工具包LabVIEW SQL Toolkit進(jìn)行編程，完成對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、查詢、更新、修改、刪除等操作。并設(shè)計(jì)了人機(jī)交互界面，實(shí)時(shí)顯示所有測(cè)試終端的總體進(jìn)度和各測(cè)試終端的詳細(xì)數(shù)據(jù)。

關(guān)鍵詞： LabVIEW； 數(shù)據(jù)庫(kù)； 數(shù)據(jù)訪問(wèn)； 油滴電量； 測(cè)試系統(tǒng)

中圖分類號(hào)： TN919?34； TP311.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2013）12?0151?04

0 引 言

隨著測(cè)試技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)日益緊密的結(jié)合，測(cè)試測(cè)量領(lǐng)域得到了空前的發(fā)展。尤其是基于LabVIEW的新一代虛擬儀器測(cè)試系統(tǒng)，充分利用了計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理速度快、控制能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，使測(cè)試系統(tǒng)在數(shù)據(jù)采集、傳送、處理、顯示及存儲(chǔ)等方面突破了以往單一的儀器儀表的限制。LabVIEW是一個(gè)劃時(shí)代的圖形化編程系統(tǒng)，提供一種全新的程序設(shè)計(jì)方法，它對(duì)被稱為“虛擬儀器”的軟件對(duì)象進(jìn)行圖形化的組合操作，其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析功能可在數(shù)據(jù)采集、測(cè)試分析中起到至關(guān)重要的作用，這就涉及到對(duì)大量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、查詢、調(diào)用等功能[1]。而大量數(shù)據(jù)的管理又需要通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，但是LabVIEW本身并不具備數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)功能，因此需要其他輔助的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。本文以油滴電量測(cè)試系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)為例，利用NI的LabVIEW Database Connectivity Toolkit進(jìn)行編程，完成了對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、查詢、更新、修改、刪除等各項(xiàng)功能。

1 LabVIEW訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)的多種實(shí)現(xiàn)方式

數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)方式有多種，第一種是利用Visual C++等多種語(yǔ)言編寫DLL程序訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，但這種方法需要從底層經(jīng)過(guò)復(fù)雜的編程才能實(shí)現(xiàn)，開(kāi)發(fā)難度大[2]，本文不考慮這一方法；第二種方法是基于第三方軟件通過(guò)編程來(lái)實(shí)現(xiàn)LabVIEW對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)。比如，LabSQL工具包就是第三方開(kāi)發(fā)的專門針對(duì)LabVIEW的一個(gè)開(kāi)源附加工具包，對(duì)基本的數(shù)據(jù)庫(kù)操作功能進(jìn)行二次封裝，能夠完成一般的數(shù)據(jù)庫(kù)操作[3]，但兼容性相對(duì)較差；第三種是利用NI的附加數(shù)據(jù)庫(kù)接口工具包LabVIEW SQL Toolkit進(jìn)行編程來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)。該工具包集成的模塊中包含了大多數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)操作和訪問(wèn)的功能，易于理解和編程。

LabVIEW SQL Toolkit 又稱為L(zhǎng)abVIEW Database Connectivity Toolkit，是專門用于數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)的附加工具包，它涵蓋了數(shù)據(jù)庫(kù)操作的所有功能[4]，集成了一系列功能模塊，這些模塊封裝了數(shù)據(jù)庫(kù)的大多數(shù)操作和一些高級(jí)的數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)功能。其主要的功能包括：

（1）支持ADO所支持的所有數(shù)據(jù)庫(kù)引擎；

（2）支持所有與ODBC或OLE DB兼容的數(shù)據(jù)庫(kù)驅(qū)動(dòng)程序；

（3）與SQL兼容；

（4）可以將數(shù)據(jù)庫(kù)中Column Values的數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)LabVIEW Database Connectivity Toolset的數(shù)據(jù)類型，進(jìn)一步增強(qiáng)了它的可移植性。

基于LabVIEW SQL Toolkit 的豐富功能及諸多優(yōu)點(diǎn)，本文選擇使用LabVIEW SQL Toolkit 來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的操作。

2 應(yīng)用實(shí)例

基于LabVIEW的總控臺(tái)由3部分組成：命令發(fā)送、總體進(jìn)度顯示、某一測(cè)試終端的詳細(xì)數(shù)據(jù)顯示。與第二和第三項(xiàng)功能相適應(yīng)，需要對(duì)各個(gè)測(cè)試終端的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)管理。

軟件設(shè)計(jì)中，利用LabVIEW SQL Toolkit 對(duì)Microsoft Access數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行添加、修改、更新、刪除、查詢和分析，實(shí)現(xiàn)測(cè)試系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理功能。系統(tǒng)總體流程為：下位機(jī)采集數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)在FLASH中，待上位機(jī)發(fā)送“數(shù)據(jù)接收”命令，下位機(jī)將依次把數(shù)據(jù)傳送到上位機(jī)，上位機(jī)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在名為“測(cè)試數(shù)據(jù)庫(kù)”的Microsoft Access 的數(shù)據(jù)庫(kù)中，操作人員通過(guò)“歷史數(shù)據(jù)查詢”或“圖像顯示歷史數(shù)據(jù)”功能模塊，查詢或分析某一顆油滴的測(cè)試數(shù)據(jù)。而操作人員在進(jìn)入此系統(tǒng)前需要注冊(cè)或登錄操作，在這里的登錄系統(tǒng)中同樣需要數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、匹配操作，需要對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行訪問(wèn)。圖2為系統(tǒng)數(shù)據(jù)顯示的程序前面板。

2.1 建立數(shù)據(jù)源

LabVIEW 數(shù)據(jù)庫(kù)工具包只能操作數(shù)據(jù)庫(kù)，不能創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)，所以必須借助第三方數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，本文采用Access來(lái)創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)。因?yàn)槲闹械臄?shù)據(jù)庫(kù)范例是油滴電量測(cè)試實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱油滴電量測(cè)試系統(tǒng)），所以建立一個(gè)名為“測(cè)試數(shù)據(jù)庫(kù). mdb”的數(shù)據(jù)庫(kù)文件。

然后是建立于數(shù)據(jù)庫(kù)的鏈接。在利用LabVIEW 數(shù)據(jù)庫(kù)工具包操作數(shù)據(jù)庫(kù)之前，需要先建立數(shù)據(jù)庫(kù)鏈接。鏈接數(shù)據(jù)庫(kù)的方法有2種：利用ODBC（Open Database Connectivity）技術(shù)鏈接數(shù)據(jù)庫(kù)和利用Active數(shù)據(jù)對(duì)象ADO（ActiveX Data Objects）技術(shù)鏈接數(shù)據(jù)庫(kù)[5]。

使用ODBC API函數(shù)時(shí)，需要?jiǎng)?chuàng)建數(shù)據(jù)源名DSN（Data Source Names）才能鏈接到實(shí)際數(shù)據(jù)庫(kù)。因此需要考慮移植問(wèn)題，當(dāng)代碼發(fā)布到其他機(jī)器上時(shí)，要手動(dòng)為其重新建立一個(gè)DSN。此外，Microsoft設(shè)計(jì)的ODBC標(biāo)準(zhǔn)只能訪問(wèn)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)于非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)則無(wú)能為力。而ADO是Microsoft提出的應(yīng)用程序接口（API），用以訪問(wèn)關(guān)系型或非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)。ADO使用通用數(shù)據(jù)鏈接UDL（Universal Data Link）來(lái)獲得數(shù)據(jù)庫(kù)信息，即實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的鏈接[6]。

本文使用的是利用動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)對(duì)象ADO（ActiveX Data Objects）技術(shù)鏈接數(shù)據(jù)庫(kù)。在“測(cè)試數(shù)據(jù)庫(kù).mdb”所在的文件夾下點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵→新建→Microsoft Data Link，并命名為“測(cè)試數(shù)據(jù)庫(kù)鏈接.udl”。或者通過(guò)另一種方法來(lái)建立.udl文件，在測(cè)試數(shù)據(jù)庫(kù).mdb所在的文件夾下點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵→新建→文本文檔，并命名為“測(cè)試數(shù)據(jù)庫(kù)鏈接.txt”，再將其后綴改為“.udl”即可。雙擊“測(cè)試數(shù)據(jù)庫(kù)鏈接.udl”，打開(kāi)數(shù)據(jù)鏈接屬性對(duì)話框，在提供程序選項(xiàng)卡中選擇Microsoft Jet 4.0 OLE DB Provide。在接下來(lái)的鏈接選項(xiàng)卡中，選擇已經(jīng)建立好的數(shù)據(jù)庫(kù)文件，然后單擊“測(cè)試鏈接（T）”按鈕，就會(huì)鏈接成功。

2.2 數(shù)據(jù)庫(kù)操作

2.2.1 添加記錄

在使用本系統(tǒng)時(shí)，第一次使用的操作員需要注冊(cè)，操作員的注冊(cè)信息需要寫入數(shù)據(jù)庫(kù)以數(shù)據(jù)表的形式保存下來(lái)，以便操作員以后使用系統(tǒng)就可以直接登錄，下面說(shuō)明如何向數(shù)據(jù)庫(kù)中寫入數(shù)據(jù)。

2.2.2 刪除記錄

在測(cè)試過(guò)程中存在著很多不確定性因素會(huì)導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果出現(xiàn)偏差，這就需要將不合格的測(cè)試數(shù)據(jù)刪除，將符合要求的測(cè)試數(shù)據(jù)保存起來(lái)。

2.2.3 查詢數(shù)據(jù)

實(shí)驗(yàn)操作人員需要通過(guò)下位機(jī)將獲得的測(cè)試數(shù)據(jù)發(fā)送到PC機(jī)的LabVIEW測(cè)試系統(tǒng)中并通過(guò)LabVIEW保存到數(shù)據(jù)庫(kù)中，以便以后查看數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)的存檔。在本測(cè)試系統(tǒng)中，每個(gè)操作員的數(shù)據(jù)分為5組且每一組數(shù)據(jù)存放在一個(gè)數(shù)據(jù)表中，這樣要獲得某一個(gè)操作員的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)就需要從5個(gè)數(shù)據(jù)表中一次查詢到該操作員的數(shù)據(jù)，再在LabVIEW前面板上顯示查詢結(jié)果。

此處同樣需要首先建立鏈接，即利用DB Tools Insert Data.vi獲取數(shù)據(jù)表的列名，并利用DB Tools Select Data.vi來(lái)讀取指定數(shù)據(jù)表中的所有數(shù)據(jù)。因?yàn)閺腄B Tools Select Data.vi讀出來(lái)的數(shù)據(jù)是動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)類型，需要通過(guò)Database Variant To Data.vi函數(shù)把動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換成正確的數(shù)據(jù)類型。

通過(guò)以上步驟，已經(jīng)完成將指定數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)全部數(shù)據(jù)讀出并以正確的數(shù)據(jù)類型進(jìn)行顯示。

2.2.4 數(shù)據(jù)更新

以上過(guò)程已實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的寫入，但對(duì)于某些需要實(shí)時(shí)同步修改的數(shù)據(jù)，需要考慮數(shù)據(jù)更新問(wèn)題。因?yàn)閿?shù)據(jù)庫(kù)要記錄用戶最后一次登錄系統(tǒng)的時(shí)間，所以當(dāng)用戶每次登錄系統(tǒng)，系統(tǒng)都要將其在數(shù)據(jù)庫(kù)中的時(shí)間信息更改為當(dāng)前時(shí)間。

3 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)結(jié)合油滴電量測(cè)試系統(tǒng)的Access數(shù)據(jù)庫(kù)操作，本文實(shí)現(xiàn)了在LabVIEW平臺(tái)下，利用Database Connectivity Toolkits 工具對(duì)Access 數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行實(shí)時(shí)操作，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的寫入、刪除、更新等實(shí)用功能，為類似的數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)提供了可予借鑒的方法。

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