labview与传感器 Labview快速实现信号去噪

发布时间：2024-10-08 19:10:40

Labview快速实现信号去噪

Labview图形化编程语言对入门用户非常友好，能够快速部署并实现你想要的功能。

有小伙伴看了我那篇滤波的文章后，问我如何进行信号去噪，今天来给大家分享一下信号去噪入门知识。

实际上，信号去噪的入门基本上就是熟练的使用各种滤波器。

通常，我们通过采集卡来采集所需要的振动、声音、电流或者其他各种形式的信号时，由于采集卡或者传感器的固有噪声影响，会不可避免的采集到噪声。

当我们想采集的信号比较微弱时，这些噪声的影响就会对原有信号造成很大的干扰，让我们无法有效提取信号的特征。

这个时候，信号去噪就是必须的了。

一般的，采集卡或者传感器的固有噪声，我们可以认为是均匀白噪声或者高斯噪声，这两个术语可以自行搜索理解，此处不赘述。

那么这两种噪声特点是什么呢？就是他们几乎是全频率分布的。

这就给我们一个很好的启示：如果我们知道目标信号的频率大概范围，那么我们可以设计一个特定的滤波器，只提取目标频率附近的信号，这样其他频率的信号就被全部抑制了，附加在其他频率中的噪声也被一并滤除了。

这时，可能有人注意到，我们提取的目标频率附近的信号不是也有噪声吗？

是的，不错。

但是，我们通过滤波器消除了大部分的噪声，这个时候保留的噪声通常已经很微弱了，原始信号的特征已经可以很明显的看出来了。

下面，我们通过一个

示例才更好的理解。

首先，我们在一个5Hz频率的正弦信号上叠加一个标准差为1的高斯白噪声。

Labview程序框图和产生的信号是这样的。

我们可以看到这个信号噪声基本上把原始信号的特征给覆盖了。

下面我们进行一个低通滤波，选取截止频率为10Hz。因为我们的目标频率是在5Hz。低通截止频率需要大于目标频率。

滤波器选项在这里。

点击滤波器，我们如下图设置。阶数按照需求设置，没有固定值。

然后可以看原始信号与滤波后信号对比图，可以看到噪声被很好的抑制了。

这是关于信号去噪比较简单常用的一个低通滤波示例。

信号去噪领域还有更多的知识，比如小波去噪、EMD分解去噪、陷波器 等等。

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谢谢大家~

如何实现LabVIEW与Arduino硬件的通讯

今天有一位客户请教我做一个程序，实现LabVIEW与Arduino硬件的通讯，具体需求为：

1、Arduino硬件（其开发板单片机型号为AT89C52）采集传感器数据，并通过串口将数据传递出来；

2、通过LabVIEW制作上位机软件，实现对Arduino硬件传递过来的传感器数据的可视化显示（以曲线图的形式显示历史数据），以及将所有数据存储下来。

需求还是比较简单而且明确的，具体实施也比较简单，以下详细介绍下实现过程。

一、Arduino硬件端的程序开发

我这边采用Arduino UNO R3硬件采集一个传感器数据，并每隔0.5s通过串口传递1个数据出来，具体实现代码如下图所示。

Arduino 代码实现

二、LabVIEW端上位机的程序开发

LabVIEW端直接采用NI-VISA函数即可实现串口数据的读取，再通过“写入电子表格文件”子函数将数据存储到一个.csv格式的电子表格文件中，具体实现代码如下图所示。

LabVIEW 程序框图

具体实现流程为：打开串口（波特率需要设置正确）→清空串口缓冲区数据→While循环（检查串口缓冲区是否有有数据可读取，若有则将数据读取出来，并将数据还原为浮点型数值型数据，并传递给波形图表，同时还设置了若采集数据超过设定的限值时亮报警指示灯的功能），当用户点击了停止采集的按钮时，会将所有采集到的数据一次性保存到指定路径下的电子表格中。

三、效果展示

效果如下图所示。

Arduino IDE 端监视数据

LabVIEW上位机软件采集到的数据

存储的电子表格数据

四、延伸

我们的物联网模块或一般的单片机模块可以用于采集一些传感器数据，但最终做上位机软件还是得依靠一些比较强大且方便开发和展示的编程语言，如本文中提到的LabVIEW软件，用LabVIEW软件做上位机软件还是比较合适的，一来这个软件的编制是图形化编制的，比较容易上手，二来该软件很方便做一些可视化的展示。

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