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结合NI LabVIEW的数据存储和报告

2014-01-14

核心提示:处理与存储容量的持续增长、硬件与软件成本的降低,造成收集的数据在采集时呈爆炸式增长。但尽管技术正促成更快也更丰富的数据截

处理与存储容量的持续增长、硬件与软件成本的降低,造成收集的数据在采集时呈爆炸式增长。但尽管技术正促成更快也更丰富的数据截留,存储、管理和共享数据仍是真正的挑战。传统软件包往往在两种限制方式中选择一种:1) 它们迫使您采用一种不与其他应用程序或用户互换的特定格式;或者 2) 保存数据的方式过于开放,导致您需要花时间确定为共享而组织和保存数据至磁盘的最佳方式。
 
NI LabVIEW,专为整体工程处理设计,通过纳入内置功能,将数据轻松保存至磁盘并创建专业报告。通过提供适合文件I/O与报告生成的简单却强健的界面,您能让大多数采获的数据加快决策。
    
 
文件读写功能, 用以满足需求
 
选择正确的文件格式将数据保存至测试系统,会是一个不小的挑战。您需要选择一种格式来满足当前系统的需求,但这也会随着测试需求的改变而变更。评估存储格式时,需要考虑许多特性:
  • 文件共享与交换性
  • 磁盘空间
  • 元信息与属性的轻松纳入
  • 读写速度
  • 与格式极为匹配
由于应用程序各有差异,LabVIEW纳入多种文件I/O选件供您选取,包括:ASCII、二进制、数据记录、ZIPXML
 
 
 
图1. 借助LabVIEW,根据自身需求,选取多种界面来读写文件。
 
如图1所示,LabVIEW包含的基本函数适合您从头创建文件以及Express VI从而通过对话框配置文件I/O参数;因此您不必担心细节问题,如:开启文件引用、字符串格式化、字节顺序。因优秀文件I/O实例是创建各类测试或测量系统时更难的所在,NI LabVIEW自带几十个范例以便您用来探知各种文件类型。
 
 
为工程数据专门设计的文件I/O
 
尽管LabVIEW实际提供多种文件I/O选件,这些传统的文件类型极少满足文件格式中需要的所有标准。例如,ASCII文件可以互换,却非常庞大而且无法很快读写。另一方面,二进制文件的读写速度能赶上高速硬件,却难以和其他组份共享。
 
由于传统文件I/O的缺点,National Instruments开发出技术数据管理流(TDMS)文件格式来满足工程师和科学家的特殊需求和高要求。TDMS文件基于TDM数据模型,用于保存结构分明并且用文档表现的测试与测量数据。TDM数据模型具有三级层次结构,如图2所示——文件、组和通道。文件级别可包含数量不限的组;各个组可包含数量不限的通道。利用这种通道分组,您能组织数据以便理解。例如,您可以用一个组处理原始数据,用另一个组处理一份文件里经过分析的数据;或者,您可以用多个组来呼应传感器类型或位置。
 
 
 
图2. TDM数据模型可满足测量数据的特定需求。
 
而且,您能在三个级别中都插入由自己自定义的属性。各个级别接受数量不限的自定义属性,以取得编写完善且有助搜索的数据文件。TDMS文件中的描述信息,作为该模型的一项主要优势,有助轻松记录数据,酷似您记录代码。随着文档需求的增加,您不必重新设计应用程序,只需扩展数据模型来满足自身需要。
 
 
多款易于使用的编程界面
 
因为自身的开发目的是为了满足所有工程师需求,TDMS具备易用性、高速流盘和交换性。类似LabVIEW中的诸多操作,您能使用多个界面来编写TDMS 文件。您能使用写入测量文件”Express VI等虚拟仪器(VI),快速读写TDMS文件;或者为取得最佳性能和定制,使用原始的源自文件I/O选板的TDMS VI。另外,当结合LabVIEWNI-DAQmx时,您能使用源自DAQ选板的配置记录VI或直接由NI DAQ助手记录,如图3所示。
 
 
 
图3. 凭借用于编写TDMS文件的多个界面, 您能选择最符合自身需求的款型。
 
 
高流盘速度
 
虽然TDMS的设计易于使用,但因硬件在过去几年中的重大速度改进,TDMS为进行高速流盘接受优化也很重要,因此文件I/O不是决定采集速度时的瓶颈。凭借能够绕开缓冲的深层优化,TDMS可在NI平台上最快地写入数据。目前,TDMS经过测试后,数据读写速度高达1.2 GB/s
 
文件可与Microsoft Excel等其他程序互换
由于可能须要在更多应用程序中运行,TDMS能够和其他程序轻松互换。您能使用TDM Excel加载Microsoft Excel中打开TDMS文件;TDM Excel加载结合NI软件实现安装并且由ni.com免费提供。您还能采用C DLL,以其他编程语言读写TDMS文件。NI矢志帮助您使用TDMS文件格式来编写结构分明并且用文档表现的数据,无论您使用哪些产品。 
 
 
自定义和传统文件格式的读写
 
尽管理想状态下,您能够为每个负责的应用程序选择文件格式,传统文件或使用自定义格式的硬件却仍可能迫使您以自定义格式读写。了解到许多工程师面临此项挑战,NI开发出DataPlugin技术,从而帮助您在LabVIEW中使用这些自定义格式。如图4所示,DataPlugin作为文件解析器,可告知 LabVIEW和其他NI软件如何读取自定义文件格式并将它们映射至内存中的TDM层次模型。
 
 
 
图4. 使用DataPlugin,您能将各类文件格式映射至TDM数据模型。
 
National Instruments为最常用的文件格式,提供200多个可免费下载的DataPlugin。针对自定义格式,您既能在LabVIEW和采用配有说明的APINI DIAdem软件中创建自己的DataPlugins,也能咨询NI专家为您创建DataPlugin。使用DataPlugin,您不再拘泥于自定义格式和应用程序,并且能够选择如何使用数据。
 
 
结合DataFinder技术,组织和管理数据
 
借助许多应用程序,被收集的数据数量可迅即溢出。通常,在这时,您会转用数据库开始存储数据,实现更快的搜索和追踪。National Instruments通过抽象化低阶结构化查询语言(SQL)查询,实现与使用LabVIEW数据库连接工具包的数据库的轻松交互。然而,将现有数据转至数据库、维护数据库、创建应用程序以便数据访问所附带的费用与时间都相当巨大。
 
针对这项挑战,NI开发出NI DataFinder技术(内含于LabVIEW DataFinder工具包和DIAdem)来管理测试文件,省却了设置和维护大型数据库带来的困难和费用。借助NI DataFinder,您能在全部数据文件中进行类因特网搜索,不需要公司内联网中的格式和位置。轻松将NI DataFinder指定到数据文件所在位置,数秒内您就能查找文件,就像您在因特网查找信息一样。
 
NI DataFinder自动创建和维护所有文件的索引,以满足NI DataFinder配置中文件类型和位置标准的要求。您能使用自动贮存在查询条件内的NI DataFinder索引中的属性。如果有效数据文件被创建、删除或编辑,NI DataFinder可自动提示并重新索引文件的层次结构与属性。如果属性保存的位置不在新建文件内的NI DataFinder中,这些属性会被自动加入索引。NI DataFinder根据文件事件和各个文件的内容,动态化管理自身的数据表格并且予以更新。因此,不同于许多昂贵的数据库解决方案,您能根据需求的不同改变并添加信息,而无需重新设计数据管理方案。使NI DataFinder,您能快速寻找在测试阶段保存的大量数据中蕴含的趋势与关联。
 
 
数据报告,帮助共享结果
 
一旦将数据存储至文件、分析数据并查询数据以了解结果与趋势,您就要能轻松传递查询结果以便与其他人共享结果。报告聚焦于最终结果的视觉化和交换性,而非存储在文件中的整个数据集。尽管VI前面板特别有利于显示采获的现场数据并与之交互,它的设计却不适合报告最终结果。借助LabVIEW,您能轻松创建动态报表或者使用模板来自动生成报告。您可以通过常用文件格式(如:HTMLPowerPointPDF),创建输出报表。
 
 
简单的数据报告创建
 
对于基本报告,LabVIEW带有内置VI,用来创建文本和HTML报表。您可使用简单的VI从而通过编程创建一份报表,或使用报表Express VI在一个窗口里配置全部报表参数与输出,如图5所示。
 
 
图5. 您能采用LabVIEW中的报表Express VI,配置专业报告。
 
与Microsoft Excel和Word交互
 
此外,您可能想将报表直接发送到Microsoft应用程序(如:ExcelWord)。您可采用ActiveX或用于Microsoft OfficeNI LabVIEW报表生成工具包,通过编程加以实现。报告生成工具包抽象化与ExcelWord交互的复杂性而且让您能着力设计实际报告元素。使用这些 VI,您能轻松地将标题、表格和图形添加至Microsoft文档。还有,您能在可接受LabVIEW调用的WordExcel中创建模板,实现更加自动化和标准化的报告功能。
 
设计灵活的自动化报告模板
 
通过创建模板,您能轻松地自动生成自定义报告,以便通过新的数据与结果实现更新。采用DIAdem数据管理软件,您能交互创建包含图形、表格和图像的报告模板,并在LabVIEW中通过DIAdem报表Express VI调用这些模板。一旦创建了模板,您只需在数据源中进行连线并运行应用程序。每次运行它时,模板都会更新数据并且输出至PowerPointPDF件等常用格式(如图6所示),以便您轻松共享。另外,由于DIAdem报告引擎专为大量数据设计,您能够将数据纳入报告而不受数据量的局限。
 
 
图6. 您能将DIAdem报告输出至常用报告格式,以便与他人共享。
 
采用LabVIEW中的报告功能,您能多途径地创建富有视觉吸引力的报告以便共享结果。另外,出于对终端用户的关心,您能将这些报告打印成鼓励结果交换的常见格式。
 
 
关注数据,而非文件
 
LabVIEW存储、管理与报告工具的设计便于抽象化细节以及文件I/O与报告的挑战,从而帮助您关注数据的采集。借助针对工程数据的TDMS文件格式、针对传统文件的DataPlugins、用于搜索的NI DataFinder和强大的报告工具,您不必根据存储和报告的局限显示采集。当硬件速度加快而且存储更廉价时,LabVIEW继续提供工具来帮助您从您收集的全部数据中获得最大利益。
 

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