本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于LabVIEW的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)記錄方法。

背景技術(shù)：

計(jì)算機(jī)技術(shù)和總線(xiàn)技術(shù)的發(fā)展使得以PC機(jī)為中心的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)在現(xiàn)代測(cè)試工程中扮演著越來(lái)越重要的角色。隨著操作系統(tǒng)和處理器并行處理能力的不斷提高，人們對(duì)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的功能和復(fù)雜程度也提出了更高的要求。當(dāng)一個(gè)復(fù)雜的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)工作時(shí)，人們不僅希望能實(shí)現(xiàn)必要的監(jiān)視、控制功能，而且希望有一套可靠、有效的機(jī)制用于實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)記錄，以達(dá)到數(shù)據(jù)備份，事后數(shù)據(jù)分析，用戶(hù)操作評(píng)估，輔助定排故等目的。

實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)工作時(shí)，用戶(hù)希望能夠毫無(wú)遺漏地記錄全面的現(xiàn)場(chǎng)信息，包括總線(xiàn)數(shù)據(jù)、日期時(shí)間、用戶(hù)操作動(dòng)作等。但由于PC機(jī)磁盤(pán)空間有限，為適應(yīng)長(zhǎng)期記錄的需要，還希望存儲(chǔ)文件能盡可能小。此外，由于需要和系統(tǒng)監(jiān)控同時(shí)進(jìn)行，數(shù)據(jù)記錄進(jìn)程應(yīng)盡可能少地占用系統(tǒng)資源，以免影響主體監(jiān)控功能的實(shí)現(xiàn)。

現(xiàn)有的以PC機(jī)為平臺(tái)的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)記錄方法一般存在以下弊端：①多采用文本形式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，文件I/O效率低、占用磁盤(pán)空間大，長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)記錄時(shí)會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)阻塞、數(shù)據(jù)丟失、死機(jī)等現(xiàn)象；②記錄信息不全面，大多未記錄用戶(hù)在監(jiān)控界面操作控件的動(dòng)作；③普遍采用定時(shí)循環(huán)程序結(jié)構(gòu)記錄數(shù)據(jù)，當(dāng)總線(xiàn)波特率發(fā)生改變時(shí)，可能會(huì)造成總線(xiàn)數(shù)據(jù)丟失，程序自適應(yīng)能力差。且記錄用戶(hù)操作動(dòng)作時(shí)，需要在循環(huán)中不斷輪詢(xún)用戶(hù)界面控件的狀態(tài)，程序框架繁瑣，輪詢(xún)過(guò)程會(huì)消耗可觀(guān)的CPU處理時(shí)間，如果用戶(hù)執(zhí)行太快，還可能遺漏用戶(hù)的輸入，程序響應(yīng)能力弱。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于LabVIEW的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)記錄方法，克服或減輕現(xiàn)有技術(shù)的至少一個(gè)上述缺陷。

本發(fā)明的目的通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種基于LabVIEW的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)記錄方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一：使用LabVIEW語(yǔ)言創(chuàng)建“數(shù)據(jù)記錄文件”格式的文件；

步驟二：在步驟一所述的文件中定義實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)所需記錄的不同數(shù)據(jù)類(lèi)型的元素；

步驟三：實(shí)時(shí)記錄實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)事件發(fā)生時(shí)步驟二中各元素的數(shù)據(jù)；

步驟四：當(dāng)記錄的數(shù)據(jù)達(dá)到預(yù)設(shè)要求時(shí)保存該文件，同時(shí)創(chuàng)建新的“數(shù)據(jù)記錄文件”格式的文件記錄后續(xù)數(shù)據(jù)；

步驟五：當(dāng)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)所需元素記錄完成后，篩選并刪除步驟四中各文件中的空白文件。

優(yōu)選地是，所述實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)所需記錄元素的類(lèi)型為日期時(shí)間、數(shù)據(jù)幀類(lèi)型、有效數(shù)據(jù)幀、開(kāi)關(guān)組狀態(tài)、模塊上電時(shí)間。

優(yōu)選地是，所述實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)事件為該實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)接收到有效通訊數(shù)據(jù)幀、用戶(hù)改變?cè)搶?shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)界面開(kāi)關(guān)狀態(tài)。

優(yōu)選地是，所述步驟四的單個(gè)記錄文件中記錄數(shù)超過(guò)25000條或者記錄時(shí)長(zhǎng)超過(guò)1小時(shí)。

本發(fā)明所提供的一種基于LabVIEW的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)記錄方法的有益效果在于，能全面記錄實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的各種信息；“數(shù)據(jù)記錄文件”格式文件I/O效率高，占用磁盤(pán)空間小，能夠滿(mǎn)足長(zhǎng)期數(shù)據(jù)記錄的需要；程序框架簡(jiǎn)單，運(yùn)行時(shí)占用CPU資源少，效率較高；程序自適應(yīng)能力強(qiáng)，響應(yīng)速度快，不會(huì)丟失數(shù)據(jù)及遺漏用戶(hù)的操作；可應(yīng)用于以PC機(jī)為平臺(tái)的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)中，用來(lái)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)各種現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明基于LabVIEW的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)記錄方法的記錄文件數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明基于LabVIEW的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)記錄方法的流程圖；

圖3為本發(fā)明基于LabVIEW的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)記錄方法的程序框圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行更加詳細(xì)的描述。在附圖中，自始至終相同或類(lèi)似的標(biāo)號(hào)表示相同或類(lèi)似的元件或具有相同或類(lèi)似功能的元件。所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的基于LabVIEW的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)記錄方法做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

一種基于LabVIEW的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)記錄方法，包括如下步驟：

步驟一：使用LabVIEW語(yǔ)言創(chuàng)建“數(shù)據(jù)記錄文件”格式的文件。

當(dāng)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)開(kāi)始工作時(shí)，首先在當(dāng)前應(yīng)用程序目錄下以“日期+時(shí)間+XXX數(shù)據(jù)記錄”為文件名創(chuàng)建并打開(kāi)一個(gè)文件，并定義該文件的格式，該文件的格式為“數(shù)據(jù)記錄文件”格式。

所述“數(shù)據(jù)記錄文件”是LabVIEW特有的一種二進(jìn)制文件類(lèi)型，它以相同的結(jié)構(gòu)化記錄序列存儲(chǔ)數(shù)據(jù)(類(lèi)似于電子表格)，每條數(shù)據(jù)記錄可由任何數(shù)據(jù)類(lèi)型組成，非常適用于需要記錄復(fù)雜數(shù)據(jù)類(lèi)型的場(chǎng)合。該文件類(lèi)型相比文本文件占用磁盤(pán)空間更小，文件I/O效率更高。在創(chuàng)建記錄文件時(shí)，LabVIEW按順序給每個(gè)記錄分配一個(gè)記錄號(hào)，僅通過(guò)查詢(xún)序列號(hào)就可隨機(jī)訪(fǎng)問(wèn)記錄，因此可在后期方便地查閱記錄文件，拓展回放功能。

步驟二：在步驟一所述的文件中定義實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)所需記錄的不同數(shù)據(jù)類(lèi)型的元素。

實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)所需記錄元素的類(lèi)型選擇日期時(shí)間、數(shù)據(jù)幀類(lèi)型、有效數(shù)據(jù)幀、開(kāi)關(guān)組狀態(tài)、模塊上電時(shí)間等其他需要記錄的數(shù)據(jù)類(lèi)型。

步驟三：實(shí)時(shí)記錄實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)事件發(fā)生時(shí)步驟二中各元素的數(shù)據(jù)。

實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)事件選擇為實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)接收到有效通訊數(shù)據(jù)幀、用戶(hù)改變?cè)搶?shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)界面開(kāi)關(guān)狀態(tài)以及其他實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)生的狀況。

檢測(cè)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)事件的發(fā)生，當(dāng)事件發(fā)生時(shí)，程序立即響應(yīng)，并按已定義的格式組裝各現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)后寫(xiě)入當(dāng)前文件中，若事件未發(fā)生，程序一直處于等待狀態(tài)。

通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)事件來(lái)響應(yīng)特定的用戶(hù)操作，更接近于自然規(guī)律，不必輪詢(xún)前面板即可確定執(zhí)行了何種操作。事件可以來(lái)自于用戶(hù)界面、外部I/O或者用戶(hù)自定義事件。事件程序框架簡(jiǎn)單，不僅可減少程序?qū)PU的需求，還可保證對(duì)用戶(hù)的所有交互都能作出響應(yīng)，提高了程序的自適應(yīng)能力和響應(yīng)能力。

步驟四：當(dāng)記錄的數(shù)據(jù)達(dá)到預(yù)設(shè)要求時(shí)保存該文件，同時(shí)創(chuàng)建新的“數(shù)據(jù)記錄文件”格式的文件記錄后續(xù)數(shù)據(jù)。

當(dāng)單個(gè)文件中記錄數(shù)到達(dá)一定數(shù)目或記錄時(shí)間到達(dá)一定時(shí)長(zhǎng)時(shí)，具體為單個(gè)記錄文件中記錄數(shù)超過(guò)25000條或者記錄時(shí)長(zhǎng)超過(guò)1小時(shí)。保存并關(guān)閉當(dāng)前文件，而后創(chuàng)建并打開(kāi)新文件以保存后續(xù)記錄。此舉是為了防止單個(gè)記錄文件過(guò)大而占用過(guò)多的內(nèi)存開(kāi)銷(xiāo)。該步驟不會(huì)破壞整體數(shù)據(jù)流盤(pán)結(jié)構(gòu)。

所述“數(shù)據(jù)流盤(pán)”結(jié)構(gòu)是一種文件操作結(jié)構(gòu)，即在循環(huán)之前放置打開(kāi)/創(chuàng)建/替換文件程序，在循環(huán)內(nèi)部放置讀出/寫(xiě)入文件程序，在循環(huán)之后放置關(guān)閉/刪除文件程序。這種結(jié)構(gòu)避免了重復(fù)開(kāi)關(guān)文件的系統(tǒng)占用，節(jié)省了內(nèi)存資源，提高了程序效率。

步驟五：當(dāng)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)所需元素記錄完成后，篩選并刪除步驟四中各文件中的空白文件。

工作結(jié)束時(shí)，程序自動(dòng)遍歷本次工作產(chǎn)生的所有歷史記錄文件，若為空文件，則刪除。這種設(shè)計(jì)剔除了無(wú)用的文件，清理了磁盤(pán)空間，也節(jié)省了后期用戶(hù)查找文件的時(shí)間。

下面通過(guò)一個(gè)實(shí)施例詳盡闡述。該實(shí)施例需要對(duì)雷達(dá)電源單元工作過(guò)程中的產(chǎn)生的有效通訊幀數(shù)據(jù)、用戶(hù)操作開(kāi)關(guān)動(dòng)作、通訊幀類(lèi)型、各電源模塊上電時(shí)間以及系統(tǒng)日期時(shí)間進(jìn)行記錄。

實(shí)施例中的記錄文件數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如圖1所示，圖1中每一行都是一條記錄，每條記錄都按順序?qū)?yīng)了一個(gè)記錄號(hào)，每條記錄都由4個(gè)不同數(shù)據(jù)類(lèi)型的元素組成，包括：

101：日期時(shí)間，字符串型，格式為“年月日時(shí)分秒”；

102：數(shù)據(jù)幀類(lèi)型，8位無(wú)符號(hào)整數(shù)型，記錄的是從總線(xiàn)接收到的通訊幀的類(lèi)型，包括工作狀態(tài)幀、故障數(shù)據(jù)幀、使用記錄數(shù)據(jù)幀等；

103：有效數(shù)據(jù)幀，8位無(wú)符號(hào)整型數(shù)組類(lèi)型，59個(gè)元素，記錄的是電源單元的系統(tǒng)狀態(tài)和參數(shù)；

104：開(kāi)關(guān)組1狀態(tài)，8位無(wú)符號(hào)整數(shù)型，記錄的是用戶(hù)界面上8個(gè)電源模塊開(kāi)關(guān)按鈕的狀態(tài)；

105：開(kāi)關(guān)組2狀態(tài)，8位無(wú)符號(hào)整數(shù)型，記錄的是用戶(hù)界面上8個(gè)系統(tǒng)工作開(kāi)關(guān)按鈕的狀態(tài)；

106：模塊上電時(shí)間，16位無(wú)符號(hào)整型數(shù)組類(lèi)型，8個(gè)元素，記錄的是8個(gè)電源模塊單次上電時(shí)間。

該記錄文件由于采用二進(jìn)制格式保存數(shù)據(jù)，每條記錄占用磁盤(pán)空間僅為97字節(jié)，若采用文本格式(文本或電子表格)保存這些數(shù)據(jù)，最大占用空間達(dá)251字節(jié)。

圖2所示，是本發(fā)明專(zhuān)利基于LabVIEW的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)記錄方法實(shí)現(xiàn)流程圖。本實(shí)施例中，采用圖1所示“數(shù)據(jù)記錄文件”格式來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。本流程采用數(shù)據(jù)流盤(pán)結(jié)構(gòu)來(lái)提高文件I/O的效率，引入事件驅(qū)動(dòng)機(jī)制來(lái)提高程序的自適應(yīng)能力及響應(yīng)能力，具體流程包括如下操作：

201：實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)開(kāi)始工作后，首先在當(dāng)前應(yīng)用程序目錄下以“日期+時(shí)間+XXX數(shù)據(jù)記錄”為文件名創(chuàng)建并打開(kāi)一個(gè)記錄文件；

202：按圖1所示格式定義記錄文件格式；

203：等待事件的發(fā)生，虛線(xiàn)框中所示為事件結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的內(nèi)容，每個(gè)循環(huán)僅能觸發(fā)一個(gè)事件；

204：“接收到有效通訊數(shù)據(jù)幀”事件發(fā)生，該事件屬于用戶(hù)自定義事件，有效通訊數(shù)據(jù)幀是監(jiān)控系統(tǒng)從通訊總線(xiàn)得到的，事件發(fā)生后程序立刻響應(yīng)此事件，進(jìn)入207；

205：“用戶(hù)改變界面開(kāi)關(guān)狀態(tài)”事件發(fā)生，該事件屬于用戶(hù)界面事件，是用戶(hù)在操作用戶(hù)界面開(kāi)關(guān)時(shí)產(chǎn)生的，事件發(fā)生后程序立刻響應(yīng)此事件，進(jìn)入步驟207；

206：“超時(shí)”事件發(fā)生，該事件是程序等待一定時(shí)間仍沒(méi)204、205事件發(fā)生時(shí)觸發(fā)的，事件發(fā)生后程序立刻響應(yīng)此事件，進(jìn)入步驟208；

207：按圖1定義的“數(shù)據(jù)記錄文件”格式組裝數(shù)據(jù)，并寫(xiě)入記錄文件中；

208：當(dāng)單個(gè)記錄文件中記錄數(shù)超過(guò)25000條或者記錄時(shí)長(zhǎng)超過(guò)1小時(shí)，進(jìn)入209，否則進(jìn)入210；

209：程序自動(dòng)保存并關(guān)閉當(dāng)前記錄文件，并跳至201重新新建一記錄文件以保存后續(xù)記錄；

210：監(jiān)控系統(tǒng)是否要結(jié)束工作，結(jié)束進(jìn)入211，否則跳至203等待新的事件觸發(fā)；

211：保存并關(guān)閉當(dāng)前記錄文件；

212：遍歷本次工作產(chǎn)生的所有歷史記錄文件，若無(wú)空文件則結(jié)束數(shù)據(jù)記錄流程，否則跳至步驟213；

213：刪除查找到的空歷史記錄文件，結(jié)束數(shù)據(jù)記錄流程。

采用本實(shí)施例所示過(guò)程，對(duì)一套雷達(dá)電源單元進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)20天的連續(xù)數(shù)據(jù)記錄實(shí)驗(yàn)，無(wú)數(shù)據(jù)丟失、阻塞、死機(jī)現(xiàn)象，操作用戶(hù)界面開(kāi)關(guān)流暢，無(wú)遺漏用戶(hù)操作現(xiàn)象，記錄結(jié)束后共得到記錄文件987個(gè)，總大小2.21G，無(wú)空白文件。若采用以往文本數(shù)據(jù)記錄的方式進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)卡死，數(shù)據(jù)丟失，用戶(hù)頻繁操作時(shí)遺漏用戶(hù)輸入的現(xiàn)象，記錄結(jié)束后共得到1300多條記錄，有許多空白記錄，總大小高達(dá)6.13G。因此采用本發(fā)明所述方法能夠極大地節(jié)省磁盤(pán)空間，且不會(huì)造成數(shù)據(jù)丟失，可靠性好，程序響應(yīng)能力強(qiáng)。

圖3所示，是本發(fā)明專(zhuān)利基于LabVIEW的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)記錄方法對(duì)應(yīng)的程序框圖?？驁D中給出了該實(shí)施例的程序框架結(jié)構(gòu)，具體為：

框架301：順序結(jié)構(gòu)，使用該結(jié)構(gòu)來(lái)搭建實(shí)施例的整體數(shù)據(jù)流盤(pán)結(jié)構(gòu)。共分為三部分，第一部分實(shí)現(xiàn)記錄文件的創(chuàng)建/打開(kāi)，第二部分實(shí)現(xiàn)記錄文件的寫(xiě)入/再創(chuàng)建，第三部分實(shí)現(xiàn)記錄文件的關(guān)閉/刪除；

框架302：while循環(huán)結(jié)構(gòu)，處于框架301的第二部分，在該循環(huán)中實(shí)現(xiàn)記錄文件的循環(huán)寫(xiě)入和再創(chuàng)建；

框架303：事件結(jié)構(gòu)，處于框架302中，用于檢測(cè)“接收到有效通訊數(shù)據(jù)幀”以及“用戶(hù)改變界面開(kāi)關(guān)狀態(tài)”事件的發(fā)生；

框架304：條件結(jié)構(gòu)，處于框架302中，用于判斷記錄數(shù)是否超過(guò)25000條或者記錄時(shí)長(zhǎng)是否超過(guò)1小時(shí)；

框架305：for循環(huán)結(jié)構(gòu)，處于框架301的第三部分，用于遍歷單次工作產(chǎn)生的所有歷史記錄文件，并刪除空記錄文件。

該實(shí)施例程序框架簡(jiǎn)單、清晰，實(shí)現(xiàn)容易，且采用LabVIEW圖形化語(yǔ)言編程，程序可讀性、可移植性強(qiáng)。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。