基于MATLAB的实时数据采集与分析研究

　　（4）获取或输出数据。包括启动设备对象，记录或发送数据及停止设备对象三个步骤。其中启动设备执行Start函数、提取记录数据使用Getdata函数、发送数据前的数据排列使用Putdata函数、停止使用用Stop函数；另外运行状态用Running属性标识、记录状态由Logging属性标识、发送状态由Sending属性标识，其取值均为On或Off。对于数字量I/O对象，该部分处理有所不同。

　　（5）清除。当不再需要设备对象时，应使用删除函数Delete将设备对象从内存中清除，并使用清除命令Clear将对象从MATLAB工作空间中清除。

　　3.2 应用实例与分析

　　3.2.1 MATLAB对RS232 的串口通信设计

　　 MATLAB是一个跨平台软件，而此处使用的是自主设计的数据采集卡，因此不具备直接访问的能力。但MATLAB的面向对象技术，已用一个对象把计算机串口封装起来，只要用Serial函数创建串口对象即可[6]。关键语句为：s=serial(‘COM1’，‘BaudRate’,9600)。MATLAB封装的串口对象支持对串口的异步读写操作，通过对异步读写设置，PC在执行读写串口函数时能立即返回，不必等待串口把数据串输完毕。当指定数据传输结束时就触发事件，执行事件回调函数，对事件回调函数编程，进行数据处理，这样可以大大提高数据处理的效率。

　　 MEX是MATLAB的可执行程序，是MATLAB调用其它语言编写的程序或算法的接口，在Windows环境下是扩展名为DLL的动态链接库。对MEX编译器进行配置的方法是：在MATLAB命令窗口中运行mex-setup，选择VC6.0++作为编译器。用C语言编写端口读、写的操作程序，程序包含有头文件mex.h和mexFunction函数，mexFunction函数中nelhs表示输出变量的个数，plhs包含指向输出变量指针的数组，nrhs表示输入变量的个数，prhs包含指向输入变量指针的数组。接口编形成的MEX文件与参考文献[7][8]类似，在此不再累述。

　　3.2.2 数据采集与分析

　　（1）数据读取的MATLAB实现

　　主要代码为：

　　%读取通道数及总数据量

　　fid=fopen(‘cardiogram.add’,‘r’);

　　Status=fseek(fid,56,‘bof’);

　　nDataChNum=fread(fid,1,‘long’);

　　status=fseek(fid,204, ‘bof’);

　　nAllDataLength=fread(fid,1, ‘long’);

　　%按通道数循环读出各通道起始地址

　　status=fseek(fid,76, ‘bof’);%

　　for i=1: nDataChNum

　　pChannelAdr(i)=fread(fid,1, ‘long’)

　　end

　　%按通道数循环读出各通道数据

　　for i=1:nDataChNum

　　status=fseek(fid,pChannelAdr(i)+360, ‘bof’)

　　nSegNum=fread(fid,1, ‘log’)

　　status=fseek(fid,pChannelAdr(i)+160*nSegNum+1024, ‘bof’);

　　data=fread(fid,nAllDataLength, ‘short’);

　　end

　　sta=fclose(fid);

　　(2)数据处理与图形绘制

　　 利用MATLAB的图形用户接口，通过编程可以很方便地构建数据采集与分析的用户交互界面。将数据采集系统采集的实际心电图信号，用RS232导入到PC中。在MATLAB环境下，运行以上已经编好的程序，即可得到如下的模拟实验结果。不过要说明的是，此处使用的数据采集系统是八通道同步采集，而仿真时仅使用的是其中一个通道进行的操作。

　　figure 3 实际心电图信号的采集与处理效果图

　　4、结语

　　 使用自主开发的数据采集系统，通过合理运用串口及MTLAB强大的数值计算和分析功能，实现了基于MATLAB的实时数据处理和分析。通过模拟实验表明，该方法对于其它类似采集卡依然实用，具有一定的应用价值和发展前景。