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内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）
第六章 上位机程序设计
FPGA将数据传输到上位机，上位机的软件设计软件采用LabVIEW。在上位机上，数据要实时的图形化显示、自动存储，并且通过网络连接可以访问测量数据、历史数据可供查询。
6.1 虚拟仪器概述
LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering)是一种图形化的编程语言，它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受，视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。LabVIEW集成了与满足GPIB、VXI、RS-232和RS-485协议的硬件及数据采集卡通讯的全部功能。它还内置了便于应用TCP/PI、ActiveX等软件标准的库函数，是一个功能强大且灵活的软件。利用它可以方便地建立自己的虚拟仪器，其图形化的界面使得编程及使用过程都更加形象化。
LabVIEW软件为工程领域各行各业的初级编程人员和高级程序员们提供直观图形化的编程方式。LabVIEW图形化数据流编程语言和程序框图式编程方法，能够很自然地表示数据的流程，并直观地将用户界面控件映射到数据上，因此可以简单地浏览、修改或控制输入信号。
虚拟仪器的核心技术思想就是“软件即是仪器” 。该技术把仪器分为计算机、仪器硬件和应用软件三部分。虚拟仪器以通用计算机和配备标准数字接口的测量仪器(包括GPIB、RS-232等传统仪器以及新型的VXI模块化仪器)为基础，将仪器硬件连接到各种计算机平台上，直接利用计算机丰富的软硬件资源，将计算机硬件(处理器、存储器、显示器)和测量仪器(频率计、示波器、信号源)等硬件资源与计算机软件资源(包括数据的处理、控制、分析和表达、过程通讯以及图形用户界面)有机的结合起来。
6.2 数据库测试系统简介
现代的测试测量系统大多需要对被测目标进行全方位检测，多传感器网络协调应用，从而有利于获取对目标系统的全面认识，这同时也会使产生的数据量急剧增长。面对大量的数据信息无论是手工数据管理还是文件系统管理方式都无法正确反映各类数
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据之间的密切联系，都不能有效的管理和组织数据。因此以数据库为中心，以数据管理为重点，构建的基于数据库管理数据的虚拟仪器系统是现代的测试测量系统的发展趋势。其结构框图如图6.1所示。
远程通信远程中心统计数据采集数据预处理检索中央数据库报表、打印控制系统决策系统数据分析显示安全管理 图6.1 基于数据库的虚拟仪器的测试平台系统框图
数据库技术主要研究如何存储、使用和管理数据，是计算机数据管理技术发展的新阶段，也是计算机技术中发展最快、应用最广的技术之一。当前，数据库技术已成为现代计算机信息系统和应用系统开发的核心技术，数据库已成为计算机信息系统和应用系统的组成核心。
6.3 数据库的连接
LabVIEW本身并不具备数据库访问功能，通常有以下3种方式来解决这个问题。 (1)利用公司的附加工具包进行数据库访问。虽然这个工具包比较昂贵,但是用户可以对数据库比较方便的访问。利用这种方式进行数据库访问不需要用户对控件以及语言有较深的了解。
(2)利用其他语言，如Visual C++编写DLL程序访问数据库，再利用LabVIEW带的DLL接口访问该程序，这样可以实现间接访问数据库，但这样工作量太大。
(3)利用LabVIEW的ActiveX功能，调用Microsoft ADO控件，利用SQL语言实现数据库访问。利用这种方式进行数据库访问需要用户对Microsoft ADO控件以及SQL语言有较深的了解，并且需要从底层进行复杂的编程才能实现，这对于大多数用户来讲也是不现实的。
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访问数据库的方法不只三种，数据库主要有关系型和非关系型。数据库访问的层次结构图如图6.2所示。
图6.2 数据库访问的层次结构图
在利用LabVIEW数据库工具包操作数据库之前，需要先连接数据库，这就像操作文件之前，先要打开文件一样。连接数据库有两种方法：一种是利用DSN连接数据库，另外一种是利用UDL连接数据库。 6.3.1 利用DSN连接数据库
ODBC(Open Database Connectivity，开放数据库互连)是微软公司开放服务结构(WOSA，Windows Open Services Architecture)中有关数据库的一个组成部分，它建立了一组规范，并提供了一组对数据库访问的标准API(应用程序编程接口)。这些API利用SQL来完成其大部分任务。ODBC本身也提供了对SQL语言的支持，用户可以直接将SQL语句送给ODBC。
开放式数据库连接(ODBC)技术为访问不同种类的SQL 数据库提供了通用接口。ODBC 是基于结构查询语言(SQL)的，以此作为访问数据的标准。此接口提供了最大的互操作性：一个应用程序可以通过一组公用代码访问不同的 SQL 数据库管理系统(DBMS)。这使得开发人员能够在不以特定的DBMS为目标的情况下构建和分发一个客户端/服务器应用程序。然后，会添加数据库驱动程序以将应用程序链接到用户选择的DBMS。
应用程序要访问一个数据库，首先必须用ODBC管理器注册一个数据源，管理器根据数据源提供的数据库位置、数据库类型及ODBC驱动程序等信息，建立起ODBC与具体数据库的联系。这样，只要应用程序将数据源名提供给ODBC，ODBC
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就能建立起与相应数据库的连接。
LabVIEW 数据库工具包基于ODBC技术，如图6.3所示，在使用ODBC API函数时，需要提供数据源名DSN(Data Source Names)才能连接到实际数据库，所以我们需要首先创建DSN。
图6.3 LabVIEW 数据库工具包基于ODBC技术
6.3.2 利用UDL连接数据库
Microsoft设计的ODBC标准只能访问关系型数据库，对非关系型数据库则无能为力。为解决这个问题，Microsoft还提供了另一种技术：Active数据对象ADO(ActiveX Data Objects)技术。ADO是Microsoft提出的应用程序接口(API)用以实现访问关系或非关系数据库中的数据。ADO使用通用数据连接UDL(Universal Data Link)来获得数据库信息以实现数据库连接。应用程序通过ADO访问数据库的结构示意图如图6.4所示。
图6.4 用ADO访问数据库结构示意图
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