吉淑嬌，單　新，雷艷敏

(長(zhǎng)春大學(xué) 電子信息工程學(xué)院,長(zhǎng)春 130022)

?

基于聲卡的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

吉淑嬌，單新，雷艷敏

(長(zhǎng)春大學(xué) 電子信息工程學(xué)院,長(zhǎng)春 130022)

摘要：采用虛擬儀器的思想，設(shè)計(jì)了一種基于聲卡的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該采集系統(tǒng)在LabVIEW 程序開(kāi)發(fā)環(huán)境下，能夠?qū)崿F(xiàn)聲音信號(hào)的采集、播放和識(shí)別等功能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：系統(tǒng)能夠正確采集聲音頻率范圍內(nèi)的信號(hào)，可用于該范圍內(nèi)的一般數(shù)據(jù)采集與應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：虛擬儀器；聲卡；數(shù)據(jù)采集

0引言

近年來(lái)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)層出不窮，其中基于虛擬儀器技術(shù)的采集系統(tǒng)以其集成性好，快速靈活以及易于實(shí)現(xiàn)等功能而倍受青睞。本文以聲卡作為數(shù)據(jù)采集的硬件結(jié)構(gòu)，在LabVEIW 軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境下，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。系統(tǒng)軟件交互性好，性價(jià)比高，實(shí)現(xiàn)了虛擬信號(hào)的采集分析及數(shù)據(jù)存盤重載?？梢酝茝V到環(huán)境噪聲監(jiān)測(cè)和實(shí)驗(yàn)室測(cè)量等多種領(lǐng)域，應(yīng)用前景廣闊。

1主界面及各模塊實(shí)現(xiàn)

此采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)了用于保護(hù)程序的登錄界面，以及利用LabVIEW軟件中的聲音信號(hào)處理工具包，實(shí)現(xiàn)的聲音信號(hào)的采集和處理界面，各界面遵循LabVIEW程序三要素，即前面板，程序面板和連接線，下面一一介紹。

(1)登錄信息

為了更好的保護(hù)本設(shè)計(jì)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了一個(gè)要通過(guò)用戶名和密碼驗(yàn)證的登陸界面，主要以事件結(jié)構(gòu)作為核心模塊，利用按鈕控件來(lái)觸發(fā)事件結(jié)構(gòu)。當(dāng)前面板輸入正確的登陸信息時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入聲卡采集系統(tǒng)中，如果密碼或用戶名之一發(fā)生錯(cuò)誤，系統(tǒng)將退回到原始界面，直到輸入正確為止。其前面板如圖1所示。

圖1　聲卡系統(tǒng)的登陸界面

(2)聲音采集模塊的設(shè)計(jì)

根據(jù)實(shí)際需要，采集模塊的前面板主要包括聲卡格式設(shè)置以及采樣信息的設(shè)置控件和用于顯示聲音信號(hào)的波形圖。程序面板主要進(jìn)行聲卡配置、讀入波形及波形儲(chǔ)存等處理。另外，為了更有效、準(zhǔn)確地采集所需數(shù)據(jù)，在程序中還加入了濾波功能。前面板和后面板的設(shè)計(jì)如圖2和3所示。

圖2　聲音采集及濾波程序前面板

圖3　聲音采集級(jí)濾波程序程序面板

(3)聲卡播放模塊設(shè)計(jì)

對(duì)所采集到的聲音信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)，以備隨時(shí)可以進(jìn)行播放。在播放功能設(shè)計(jì)中，主要實(shí)現(xiàn)幾個(gè)功能：波形顯示、音量調(diào)節(jié)以及每通道采樣數(shù)的調(diào)節(jié)。為了清晰顯示所播放聲音信號(hào)的圖形，波形圖采用兩種顏色的雙通道信號(hào)進(jìn)行處理。前面板和程序面板如圖4和5所示。

圖4　聲音播放模塊前面板

圖5　聲音播放模塊程序圖

(4)聲卡采集系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)

為了使聲卡數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)操作界面靈活方便，采用按鈕和事件結(jié)構(gòu)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)三個(gè)功能模塊放在一個(gè)VI里，整體界面的前后面板如圖6和7所示。

圖6　基于聲卡采集的前面板

圖7　聲卡采集程序

2結(jié)束語(yǔ)

基于聲卡的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，通過(guò)PC機(jī)即可完成數(shù)據(jù)采集、播放、處理等功能，大大方便了對(duì)聲音進(jìn)行收集、處理的步驟，將理論原理生動(dòng)展示，可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，解決了理論教學(xué)難題。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉剛，王立香，張連俊. LabVIEW8.5編程與虛擬儀器設(shè)計(jì)[M]. 北京：電子工業(yè)出版社，2010.

[2]周愛(ài)軍，馬海瑞. 基于聲卡的LabVIEW數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].微計(jì)算機(jī)信息2005, 21(9):170-175.

[3]鄭繼明，李儀. 聲卡在數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用[J]. 國(guó)外電子測(cè)量技術(shù)，2007(5):153-160.

[4]劉君華. 基于LabVIEW的虛擬儀器設(shè)計(jì)[M]. 北京:電子工業(yè)出版社,2009.

[5]吉淑嬌，雷艷敏．基于虛擬儀器的溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]，長(zhǎng)春大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，24(8):1011-1013.

[6]Ji shujiao , Zhu Ming, Lei Yanmin. The Simulation Design of Communication System Based on LabVIEW [C].Harbin,2013 2nd International Conference on Measurement, Information and Control, ICMIC2013.

[7]Ji shujiao, Lei Yanmin,Zhang Wanli. The design of data acquisition system based on virtual instrument [C].Changchun,International Conference on Computer Science and Network Technology, 2012.

責(zé)任編輯：程艷艷

Data Acquisition System Based on Sound Card

JI Shujiao, SHAN Xin, LEI Yanmin

(College of Electronic Information Engineering, Changchun University, Changchun 130022, China)

Abstract：In view of the idea of virtual instrument, this paper designs a data acquisition system based on sound card, which can realize the functions of voice signal acquisition, play and recognition in LabVIEW development environment. The experimental results show that the system can do the signal acquisition correctly within the sound frequency range and can be used for the general data acquisition and application within the range.

Keywords：virtual instrument; sound card; data acquisition

中圖分類號(hào)：TP317

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1009-3907(2016)04-0010-03

作者簡(jiǎn)介：吉淑嬌(1978-)，女，吉林農(nóng)安人，講師，博士，主要從事虛擬儀器及數(shù)字圖像處理等方面研究。

收稿日期：2015-10-28