使用LabVIEW进行数据存储和报告
2025-10-19 12:02:25
在测试系统中为保存数据选择正确的文件格式是一项重大决策。用户需挑选一种既能满足当前系统需求,又能随测试需求变化而扩展的格式。评估存储格式需考虑诸多特性:
文件共享与互换性磁盘占用空间简单包含元信息和属性读写速度用户对格式的熟悉程度
由于应用各不相同,LabVIEW为用户提供了多种文件I/O选项,包括ASCII、二进制、数据逻辑、ZIP和XML格式。
图1:用户可利用LabVIEW根据需求选择多种文件读写接口。
如图1所示,LabVIEW提供了从零构建文件的基础函数,以及用于从对话框中配置文件I/O参数的Express VI,简化了打开文件引用、字符串格式化和字节序等复杂细节。良好的文件I/O实践是构建任何测试或测量系统中的棘手部分,NI LabVIEW随附了数十个范例,助力用户快速掌握每种文件类型的使用方法。
专为工程数据设计的文件I/O
尽管LabVIEW提供了多种文件I/O选项,但传统文件类型通常难以全面满足用户对文件格式的所有需求。例如,ASCII文件格式可互换,但却非常庞大而且无法快速读写。而二进制文件虽然能够匹配高速硬件的性能需求,但很难与他人共享。
鉴于以上传统文件I/O的缺点,NI开发了技术数据管理流式(TDMS)文件格式,满足工程师和科学家的特定需求和高要求。TDMS文件基于TDM数据模型,能够以清晰的架构保存测试与测量数据,并提供完善的文档记录。TDM数据模型具有三级层次结构(如图2所示):文件、组和通道。文件级别可包含任意数量的组,并且每个组又可包含任意数量的通道。这种通道分层使得数据组织更加直观,便于理解。例如,用户可以在一个文件中为原始数据设置一个组,并为分析数据设置另一个组。或者,可以按传感器类型或位置将数据分成多个组。
图2: TDM数据模型满足测量数据的特定要求。
此外,用户可在三个级别中的每个级别插入自定义属性。由于每个级别可接受任意数量的自定义属性,从而形成结构清晰、易于搜索的数据文件。TDMS文件中的描述性信息是该模型的一大优势,它为数据记录提供了一种类似于代码记录的简便方法。随着文档需求的增长,用户无需重新设计应用程序,只需扩展数据模型即可满足新需求。
多种易用的编程接口
TDMS的开发旨在满足所有工程师的需求,因此兼具易用、高速流处理和可互换的特点。与LabVIEW中的许多操作类似,用户可通过多种接口编写TDMS文件。例如,用户可利用写入测量文件Express VI等虚拟仪器(VI)实现快速读写TDMS文件,或通过文件I/O选板中的原始TDMS VI实现高性能定制化操作。此外,LabVIEW与NI-DAQmx结合使用时,用户可利用DAQ选板中的配置记录VI或直接通过NI DAQ助手记录日志(如图3所示)。
图3:由于有多个用于写入TDMS文件的接口,用户可选择最适合的接口。
高速流处理性能
尽管TDMS的初衷是提供易用性,但近年来硬件性能的显著提升使其在高速流处理方面的重要性日益凸显,以确保文件I/O不成为采集速度的瓶颈,TDMS通过底层优化避免了缓冲操作,从而以最快速度在NI平台上写入数据。截至目前,经测试,TDMS能够以最高3.6 GB/s的速度传输数据。
文件可与Microsoft Excel等其他程序交换
考虑到用户可能需要使用其他应用程序,TDMS文件能够轻松与其他程序互换使用。例如,用户可通过TDM Excel加载项在Microsoft Excel中打开TDMS文件,该加载项随NI软件安装,并可在ni.com上免费获取。此外,用户还可通过C DLL使用其他编程语言实现TDMS文件的读取和写入操作。无论使用何种产品,NI都致力于帮助用户使用TDMS文件格式写入结构有序、记录清晰的数据。