LabVIEW應用環境下數據庫存儲性能測試

孟繁龍，裴志誠，苗 暉，趙文俊，牛睿哲

(中國海洋大學 信息科學與工程學院物理系，山東 青島 266100)

LabVIEW是一種虛擬儀器的主流開發平臺，它提供眾多輸入控件和顯示控件，使用戶方便地創建用戶界面。LabVIEW不僅可與數據采集、視覺、運動控制設備等硬件通信，還可以與PXI以及RS485等儀器通信。應用LabVIEW開發的系統正越來越廣泛地應用于各個領域。LabSQL工具包與數據庫連接工具包(Database Connectivity Tookit)都是基于MicrosoftADO和SQL的LabVIEW 數據庫訪問工具包，利用它們幾乎可以訪問任何類型的數據庫，執行各種SQL查詢，對記錄進行各種操作。TDMS(Technical Data Management Streaming)文件是NI主推的一種二進制記錄文件，它兼顧了高速、易存取和方便等多種優勢，能夠在NI的各種數據分析或挖掘軟件之間進行無縫交互，并提供一系列API函數供其他應用程序調用。

圖1 數據源程序框圖

1 測試方案設計

首先進行數據源設計。設置數據源的具體方法是編輯一個數據源VI，建立一個DAQmx采樣任務，采樣設備可為一個仿真DAQmx設備 (在Measure&Automation Explorer工具設備和接口中創建仿真設備)。將采樣數據存入指定隊列[1]中。數據源程序[2]框圖如圖1所示。

其次進行存儲字段的設計。在TDMS數據文件中，數據的存儲字段包括時間和對應的值。為保證數據存儲單元的一致性，本文對SQL Server 2000和Access 2003的存儲字段設計如表1所示。

表1 存儲字段設計

最后設計存儲程序。Access與SQL Server 2000存儲VI的程序框圖如圖1所示，這里對LabSQL工具包以及數據庫連接工具包分別進行測試。圖2是使用LabSQL工具包進行數據庫存儲的程序框圖 (對Access以及SQL Server2000均適用)。TDMS存儲 VI設計與前者類似。

圖2 使用LabSQL工具包進行數據庫存儲程序框圖

存儲單元 (SaveUnit)內部設計。圖3為使用Parameterized SQL Query方法編寫的存儲單元程序。而使用SQL Query方法以及LabSQL工具包的SQL Execute子VI使用方式相同，讀者可參考LabVIEW相關的示例程序。

程序運行成功后，將存儲程序VI的執行系統設置為 “儀器 IO”配置，VI優先級設置為 “標準”。重啟LabVIEW進行在線測試，以保證存儲程序在單線程模式下運行。

2 測試分析

在雙核臺式機上進行的測試分析。CPU的主頻為2.0 GHz，測試的主要指標有CPU使用率、磁盤讀速率以及磁盤寫速率。

圖4為在采樣率為 1 050 Hz時，Access、SQL Server 2000(使用LabSQL工具包中的前述存儲方法)以及TDMS數據存儲各項測試指標的對比 (由于數據采集VI耗費的CPU極少，不進行磁盤讀寫，這里可認為各項指標均反映數據存儲VI的運行情況)。這里通過增大數據源程序中DAQmx讀取VI的每通道采樣數，可使CPU使用率。

圖4 存儲指標對比

表2為使用數據庫連接工具包中的Parameterized SQL Query和SQL Query以及LabSQL工具包中的SQL Execute子VI進行數據庫存儲的各項性能統計。

圖3 使用Parameterized SQL Query編寫的存儲單元程序

表2 數據庫存儲性能統計

對每種方法進行了反復測試，各種指標相對穩定，最大采樣率的誤差不超過100 Hz。

從本文的研究可以發現，使用不同的數據庫和存儲算法，存儲性能差異很大。希望本文的研究能為廣大應用LabVIEW的研究人員提供參考，提高軟件各項性能指標。

[1]阮奇楨.我和 LabVIEW[M].北京：北京航空航天大學出版社，2009：146-147.

[2]白云，高玉鵬，胡小江.基于 LabVIEW的數據采集與處理技術[M].西安：西安電子科技大學出版社，2009：59-64.