因此，本课题研究的是基于单片机和LabVIEW的数据采集系统的设计方案，该设计方案能够实现成本低廉且编程操作简单。

本课题以单片机为硬件控制核心，以LabVIEW为上位机显示平台，设计出一个数据采集系统。其主要意义如下：

1）本设计采用单片机作为下位机，性能稳定，成本较低，有利于中小型企业缩小成本。

2）上位机软件平台为LabVIEW，其图形化编程语言使得编程更简易方便，有利于新手学习，无需专业人员即可操作，具有开发周期较短，更改快速的优点。

1.2数据采集系统的历史与发展

数据采集系统第一次出现在上个世纪50年代，美国率先研发出了用于军事的测试系统，由于该数据采集测试系统的高效性和灵敏性，能够满足众多传统方法无法完成的数据收集任务，从而获得了一定的认可。到60年代后期，在国外，完备的数据采集系统设备已经开始进入大众视角，然而当时的数据采集系统几乎都是供专业人员使用的。

后来，在70年代中后期，随着微型计算机的诞生，数据采集器也逐渐浮出水面了，该数据采集系统将仪表和计算机融合在了一起，和传统的专业系统相比，它简便得多。后来，数据采集系统又一次经历了非常大的变革，人们学会将计算机、单片机和大规模集成电路结合起来，同时软件的形象化发展也缩小了系统的成本，使其体积减小，功能却以指数倍数增加，数据的处理能力也得到了极大的增强。

一直到现在，很多发达国家已经能够在军事、航空航天技术、工业等领域广泛地使用数据采集系统。同时，随着局域网技术的成熟，对于一个工厂而言，其管理层、车间层等各个局域网已经能够和底层的设备有效地连接在一起，并且能够同时连接多台数据采集设备，来实现对生产的各个环节进行实时数据采集与监控。

1.3 国内外发展现状

数据采集技术作为目前非常流行的电子技术之一，它在信号检测与处理等领域应用广泛。随着数字技术的逐渐成熟，数据采集技术也更加明显地表现出了以下三个特征：速度越来越快、通道越来越多、数据量越来越大。

数据采集的目的是希望能够实现对各式各样的物理量进行在线监测和控制，这些物理量经过传感器后可以转换成模拟电信号，然后经过特定电路的处理与转换，变为可供计算机识别的数字量，最终传送到PC端进行处理、存储和显示。数据采集技术在自动测试、自动控制等领域应用广泛。例如基于数据采集技术研发出来的自动测试系统、数据遥测系统、数据采样控制系统和视频信号处理系统等等。

传统的数据采集系统有两种设计方案，一种下位机采用单片机成本较低，但是上位机软件设计太过专业，非专业人员很难操作；另一种上位机软件设计采用LabVIEW简单易学，但是下位机数据采集卡价格昂贵，普通企业无法承担。

目前国内外大多数研发部门都是采用嵌入式架构，即将嵌入式操作系统装入采集器内，并且此系统由各个生产厂家独立开发，互不兼容，后期的应用程序也需要在各自的操作系统上独立进行开发，因此工作量和维护量大，成本也偏高。

1.4 本课题主要研究内容和论文章节结构

1.4.1 本课题主要研究内容

本课题研究的数据采集系统是以单片机为硬件控制核心，以LabVIEW为上位机显示平台设计出来的。由下位机单片机将模拟信号传输到PC端，再由LabVIEW进行处理、显示及存储，来实现对设备的实时监测。

课题主要研究内容有：

1）数据采集、数据处理以及串口发送的原理与方法；

2）完成各部分硬件设计，并完成硬件电路的搭建；