基于labview及usb的通用图像采集软件设计new

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1、第11卷第16期2011年6月科学技术与工程Vo1．11No．16June20111671—1815(2011)16—3819—05ScienceTechnologyandEngineering@2011Sci．Tech．Engng．基及USB的通用图像采集软件设计谢巍侯丽伟许眷潘呜(中国科学院上海技术物理研究所，上海200083；中国电子科技集团公司第五十研究所，上海200063)摘要设计了一种面阵探测器通用的图像采集软件，在LabVIEW环境下用NI．VISA实现了USB通信，建立了统一的面阵探测器帧格式，使用FITS格式存储图像，实现了

2、不同类型面阵探测器成像系统图像数据的实时采集、显示及存储，大幅缩短了系统开发时间，提高了开发效率。关键词LabVIEWUSB面阵探测器图像采集中图法分类号TN919．82；文献标志码ALabVIEW是美国国家仪器有限公司(NI)开发的一种图形化编程语言，相对于传统的文本编程语1LabVIEW下的USB通信言，它在测试测量领域具有很强的优势，能够实现应用软件的快速开发，大幅缩短开发时间J。通用LabVIEW下使用NI—VISA实现USB通信。VI．串行总线(UniversalSerialBus，简称USB)是当前应SA(VirtualInstr

3、umentSoftwareArchitecture，虚拟仪用非常普遍的一种通信标准，它具有成本低、使用器软件架构)实际上是一种编程接口(API)，基于它方便、高带宽、易扩展、可靠性高等优点J。正因为可以实现与各种仪器总线进行通信。针对USB通有这些优点，一般数据采集系统都采用USB接口来信，VISA有两种类函数可以分别控制USBINSTR与上位机进行通信。在传统的面阵探测器成像系和USBRAW设备。符合USB测试与测量类(US．统开发过程中，上位机软件开发一般采用VC++、BTMC)协议的USB设备可以通过使用USBINSTRVB等文本语言开

4、发环境，通常需要根据探测器的类函数来控制，USBRAW则是除USBINSTR之外参数或系统需求开发独立的上位机软件，软件开发的所有USB设备J。过程中需要编写大量的代码，这对于编程基础较低实验室用USB芯片自制电路板来实现USB通的工程人员来说是比较困难的J，而且代码的重用信的，一般情况下都属于USBRAW一类的设备。率低，开发周期长，在多系统开发时需要耗费更多USBRAW类的设备需要使用VISA自带的驱动程资源做重复性的工作。为了解决此问题，设计了一序开发向导创建INF文件，INF文件会将设备的默种通用图像采集软件，它在图形化编程语言——认

5、驱动程序指向NI．VISA，这样在INF文件安装后，LabVIEW下开发，通过USB总线与成像系统通信，就可以通过NI．VISA来控制USBRAW类设备。建立了统一的面阵探测器帧格式，使用FITS格式做为图像存储规范，实现了不同类型面阵探测器图像2面阵探测器帧格式采集软件的快速开发，大大节约了系统开发时间。图像数据从数据采集系统通过USB总线传到上位机，在通信建立之前需要定义数据格式，这样2011年2月28日收到才能从上位机接收到的数据码流中解析出图像数第一作者简介：谢巍(1984一)，湖南省长沙市人，博士研究生，研据。为了图像采集软件的通用

6、性，需要对面阵探测究方向：光学系统成像质量评价、图像采集等。器的数据帧格式进行统一，图1给出了帧格式的一科学技术与工程l1卷种定义方式。一帧数据包括三部分：帧头、图像数一个好处是，可以通过计算帧同步头到帧尾的长度据、帧尾。帧头最前面是同步头，接下来是参数信来查看一帧数据里面有没有丢数据，保证数据的完息，如图1所示。图像数据后紧跟着帧尾，这样的整性。图1帧格式示意图总线通信，采集原始的帧数据，完成实时的数据解3FITS格式简介帧处理、显示及存储。程序框图如图2所示。由图2可知，程序使用了4个循环进行操作，各FITS(FlexibleImageT

7、ransportSystem，灵活的图循环分别负责：界面控制、USB数据采集、实时解帧像传输系统)是一种在天文领域广泛应用的标准数和显示及存储。4个循环的关系如图3所示。因为据格式。它不像BMP、GIF或JPG等仅仅是图像文LabVIEW会为每个循环开辟独立的进程来执行，所件，而是可以同时存储多幅图像和表格数据，并记以循环之间的数据传递不能直接传递，这部分需要录相关参数信息J，它能存储的图像位数包括8位通过队列来实现。无符号整型、l6位整型、16位无符号整型、32位整界面控制部分只负责响应程序界面的操作，型、32位无符号整型、以及单精度和双精

8、度浮点数。响应指令通过消息通知器传达给其它3个循环，一个FITS文件包含一个或多个HDU(Header+Da—控制各循环的响应状态；USB数据采集部分以批taUni