1.概述

NI-DAQmx是National Instruments現階段的數據采集驅動，NI-DAQmx集成了全新的驅動架構和API，用于控制National Instruments DAQ設備。

本文演示如何通過NI-DAQmx提供的API來控制National Instruments DAQ設備，實現數據采集任務。

為了方便大家學習，我們使用模擬的NI-DAQmx設備來演示。她是使用NI Measurement and Automation Explorer（MAX）中的NI-DAQmx模擬設備選項創建的，其行為與真實設備相似。某些NI-DAQmx設備無法在MAX中進行仿真。在許多情況下，可以模擬相似的設備來代替無法模擬的設備。

1.1安裝NI-DAQmx和新建仿真設備

1）從National Instruments官網www.ni.com下載NI-DAQmx 20.0版本軟件并安裝；安裝完畢NI-DAQmx軟件驅動包，在目錄C:\Users\Public\documents\National Instruments\NI-DAQ\Examples\DotNET4.5下，存放NI-DAQmx的常用例子，本例子項目的腳本基本上是參考這些例子編寫的。

2）運行NI MAX設備管理軟件，通過設備和接口節點，可以新建仿真設備。本演示使用“SimDev1”仿真設備，采集電壓數據。

1.2采集電壓的代碼框架

NI-DAQmx對于Microsoft .Netframework平臺，提供了NationalInstruments.Common.dll和NationalInstruments.DAQmx.dll兩個動態鏈接庫，作為第三方使用NI-DAQmx控制National Instruments DAQ設備的應用程序接口。

其中NationalInstruments.Common.dll動態庫位于C:\Program Files (x86)\National Instruments\Measurement Studio\DotNET\v4.0\AnyCPU\NationalInstruments.Common 19.0.40\NationalInstruments.Common.dll

NationalInstruments.DAQmx.dll動態庫位于C:\Program Files (x86)\National Instruments\MeasurementStudioVS2012\DotNET\Assemblies (64-bit)\Current\NationalInstruments.DAQmx.dll。

代碼框架是C#版本的。

2.構建采集項目

NI-DAQmx軟件安裝后，在目錄C:\Users\Public\documents\National Instruments\NI-DAQ\Examples\DotNET4.5下，存放NI-DAQmx的使用例子。本文采用格西測控大師來構建，該軟件可以快速構建用戶界面，方便把采集到的數據用圖表顯示，類似LabView軟件。

本例子最終的效果圖如下。

2.1新建項目和創建變量

第一步，通過測控大師軟件新建項目，在項目屬性對話框中引用NI-DAQmx的庫NationalInstruments.Common.dll和NationalInstruments.DAQmx.dll；

第二步，建立變量容器“電壓測量”，并把緩存Capacity屬性設置為10000；其下建立“電壓”變量。

2.2設計用戶界面

本例子用戶界面用到的控件：LineChart（曲線圖）、TableGrid（數據表），ComboBox（通道列表），SpinEditBox（數字參數設置），Button（按鈕）。

關鍵配置：

LineChart：ChartSeries屬性（格式為“<系列名稱 1>,<X變量名>,<Y變量名>;<系列名稱 2>,<X變量名>,<Y變量名>;…“ ；本例子設置為：電壓曲線圖,序號,電壓）

DataProvider屬性：綁定“電壓測量”

TableGrid：DataSeries屬性（格式為“<變量1名>,<列1名稱1>; <變量2名>,<列2名稱>;…“ ；本例子設置為：電壓,電壓）

DataSource屬性：綁定“電壓測量”變量容器

2.3編寫采集腳本

“采集電壓畫面”設計完畢后，新建兩個事件，分別是采集電壓畫面的Loaded事件和BtnStart按鈕的Click事件。

采集電壓畫面的Loaded事件函數中初始化通道列表，BtnStart按鈕的Click事件函數中執行數據采集。

腳本引用NI庫的命名空間NationalInstruments和NationalInstruments.DAQmx，即可直接使用動態庫中的類。

主界面代碼：

using System;using System.Linq;using System.Windows;using System.Windows.Controls;using Genesis;using Genesis.scripting;using Genesis.Workbench;using Genesis.Workbench.Schema;using Genesis.Windows.Controls;// 使用DAQmx的命名空間，以便可以訪問提供的軟件模塊using NationalInstruments;using NationalInstruments.DAQmx;public class Schema_FDA16E3EDD1843278B9C31574BF2A0A7{    public ProjectContext Context { get; set; }    // 開始采集按鈕單擊事件    public void BtnStart_Click(Object sender, System.Windows.RoutedEventArgs e)    {        try        {            // 清除變量歷史緩存，保證每次采集前界面控件沒有數據            this.Context.Variants["電壓測量"].Purge();            this.Context.GetSchemaElement<Chart>(sender,"ChartCurve").Clear();            this.Context.GetSchemaElement<TableGrid>(sender,"TgData").Clear();                        // 從界面控件獲取填寫的參數               double minValue = (double)this.Context.GetSchemaElement<SpinEditBox>(sender,"SbMinValue").Value;            double maxValue = (double)this.Context.GetSchemaElement<SpinEditBox>(sender,"SbMaxValue").Value;            string channel = this.Context.GetSchemaElement<ComboBox>(sender,"CmbChannels").SelectedItem.ToString();                        double sampleRate = (double)this.Context.GetSchemaElement<SpinEditBox>(sender,"SbSampleRate").Value;            int samplesPerChannel = (int)this.Context.GetSchemaElement<SpinEditBox>(sender,"SbSamplesPerChannel").Value;                                    // 創建采集任務            using(Task myTask= new Task())            {                // 創建虛擬通道                myTask.AIChannels.CreateVoltageChannel(channel,"",                    (AITerminalConfiguration)(-1),minValue, maxValue,                    AIVoltageUnits.Volts);                // 配置時域參數                    myTask.Timing.ConfigureSampleClock("", sampleRate, SampleClockActiveEdge.Rising,                    SampleQuantityMode.FiniteSamples, samplesPerChannel);                // 校驗任務                myTask.Control(TaskAction.Verify);                 // 使用多通道讀取數據                AnalogMultiChannelReader myAnalogReader = new AnalogMultiChannelReader(myTask.Stream);                                // 讀取數據                for(int i=0; i<samplesPerChannel; i++)                {                    //從通道讀取數據                    double [] data = myAnalogReader.ReadSingleSample();                     this.Context.Variants["電壓測量/電壓"].Value = data.Length > 0 ? data[0] : 0;                }            }        }        catch(DaqException exception)        {            // Display Errors            SystemContext.ShowMessageBox("DAQmx",exception.Message,System.Windows.MessageBoxButton.OK,System.Windows.MessageBoxImage.Error);        }    }    // 畫面加載事件，初始化控件數據    public void 采集電壓畫面_Loaded(Object sender, RoutedEventArgs e)    {        ComboBox cmb = this.Context.GetSchemaElement<ComboBox>(sender,"CmbChannels");                string[] channels = DaqSystem.Local.GetPhysicalChannels(PhysicalChannelTypes.AI, PhysicalChannelAccess.External);        cmb.ItemsSource = channels;        cmb.SelectedIndex = channels.ToList().IndexOf("SimDev1/ai0");    }}

3.總結

儀器廠商都會針對自己的儀器設備提供動態鏈接庫，供第三方軟件控制自家的儀器設備，類似NI這樣的大廠更是有一整套完善的驅動庫，NI-DAQmx即是NI的全新的驅動架構和API，已經能夠把復雜的底層邏輯隱藏起來，提供一組易于使用的面向對象類庫供開發者使用，讓開發者在短短的十幾行代碼即可完成數據的采集。

另外，格西測控大師軟件也是一個開放的測控軟件開發平臺，該軟件能夠對測試流程進行組態，能夠自定義任意通信協議進行設備通信，能夠開發漂亮的用戶操作界面等，比較適合用于數據采集和監控、設備仿真、通信協議監聽和分析、通信協議一致性測試等領域。