基于LabVIEW的追溯文件查询方法

基于LabVIEW的追溯文件查询方法

曾敏婷

深圳市联得自动化装备股份有限公司

摘要:现在的工控软件，一般都有保存追溯文件的功能。有些企业要求工控软件能在确保结果准确的前提下，尽可能快速地查询出产品的生产数据。因此设计基于LabVIEW的快速批量查询功能,通过查询文本而非查询表格的方法，对多个产品条码进行批量查询,此方法简单高效。

关键词:LabVIEW;批量;查询;追溯

1追溯文件查询效率问题

随着工业互联网+大数据的兴起，越来越多自动化设备增加了产品追溯功能，通过利用读码器识别产品条码，跟踪产品的生产数据，而这将有利于分析设备生产状态、产品良率状况。

对于工业生产的快速量产需求，LabVIEW开发具有明显的优势。由于LabVIEW拥有众多成熟配套的模块，可以轻松与PLC建立OPC通讯，这种通讯模式下，PLC无需额外开发通讯程序，只需要提供IP地址，创建TCP端口号，提供寄存器地址用于读写数据，就可以立刻与LabVIEW建立通讯，而LabVIEW对寄存器数据的操作，也几乎如同在本地电脑读写文件一般轻松。

而工业互联网中收集到的生产数据，就需要配套准确且快速的查询方法，才能让工业互联网的价值发挥出来。本文利用LabVIEW图形化编程语言，通过对比传统的表格方法和新式的文本方法，这两种查询方法，直观反映出新式文本方法的快捷高效，接下来将通过对比阐述如何编程实现这种方法。

2追溯文件保存形式

文件是批量查询的数据来源，其保存的文件形式大体上有两种，一种是数据库的方式，另一种是保存为Excel文件的方法。其中数据库的方法，是利用LabVIEW的额外工具包LabVIEW SQL Toolkit对数据库进行访问，该工具包封装了基本的数据库操作与访问函数，使用简便，用户不需要学习SQL语法，只需要通过输入输出接线端，就能实现功能，遗憾的是这个工具包目前价格高昂，致使大多数用户无法承受这额外的成本。

而保存为Excel文件的方法，则是利用LabVIEW自带的“写入电子表格文件”函数，将用户信息逐条添加进文件内容中，这种方法操作简单，也不需要依赖额外的数据库工具包。保存的Excel电子表格文件，可以使用Excel软件打开，无需安装繁琐的数据库环境等，方便用户直接打开编辑或复制到其他电脑进行整理编辑，为用户制作报表或报告等提供便利。本文中使用的就是这第二种方法，以实现对文件的保存操作。

如图1所示，保存Excel电子表格文件的操作，主要用到LabVIEW中的“写入电子表格文件”函数。先构造需要添加的一维数组数据，将其连接到“写入电子表格文件”函数的输入端，并将“添加至文件”参数设置为真，同时设置好“分隔符”，就能实现将该数据添加进表格文件，编程简单可靠。

图1 保存文件程序框图

其中，“分隔符”，是“写入电子表格文件”函数的一个重要输入参数，也是本文中的批量查询方法的重要依据。因电子表格文件的后缀不同，其“分隔符”也会不同。电子表格文件的后缀大致可以分为两种，一种是“xls”，它是最常见的电子表格格式，是Excel软件保存的一种文件格式，其“分隔符”是“制表符”，也就是Tab键输入的字符；另一种是“csv”，它是通用的一种文件格式，能被导入到Excel表格及数据库中，“分隔符”是英文逗号“,”。

为了便于后续的编程操作，在保存数据时，一般将数据集的第一项作为具有唯一编码属性的条码，之后才是与之关联的详细信息，如图2所示。

图2 保存文件格式

3批量查询实现原理

本文将以Excel电子表格的文件形式为基础，阐述两种查询方法并对两者进行对比实验，其中一种查询方法是LabVIEW传统的查询方法，也即直接读取Excel内容为二维数组，并直接在二维数组里查询指定条码字符串，在本文称之为“表格方法”；另一种则是以文本的形式读取Excel文件，把文件内容输出成字符串文本，在字符串文本里查询指定的条码字符串，在本文称之为“文本方法”。

如图3所示，程序框图的上半部分是“表格方法”实现原理的源程序，下半部分是“文本方法”实现原理的源程序。

图3 批量查询程序框图

“表格方法”具体的实现原理，是使用“读取电子表格文件”函数读取Excel文件，将文件内容输出为二维数组，再分离出仅包含条码的一维数组，接着用指定的一个条码，通过“搜索一维数组”函数，得到指定条码所在的行索引。此时，就能通过这个行索引，就能获得这个指定条码在二维数组里所在行的数据。同理，批量搜索多个指定条码，只需要利用for循环，就可以重复执行这一操作，获得批量查询的结果。但是这个方法的有个明显的缺点，就是当打开多个Excel文件时，需要耗费很长的时间，而这很影响效率。

图4 原理解析

而“文本方法”，是一种较为创新的方法，首先，打开Excel文件的方式就有所不同，不是使用“读取电子表格文件”函数打开文件，而是使用“读取文本文件”函数打开文件，将内容输出为字符串文本。如图4所示，先将指定的一个条码与分隔符连接，形成搜索元素，再利用“搜索匹配字符串”函数，获得偏移量，也就是条码处在字符串文本中的位置。此时，通过“截取字符串”和“匹配回车符”函数处理后，就可以获得以查询的条码为起始、以回车符为结束的字符串文本，这就是该条码的相关数据。最后通过“电子表格字符串至数组转换”函数，将字符串文本转化为数组的形式，以便后期构成表格。批量查询多个条码时，也是利用for循环重复执行，获得批量查询结果。这个方法巧妙在于打开多个“文本文件”比“电子表格文件”速度要快得多，且通过“分隔符”精准定位元素。同时还能通过限制“条码长度”，支持对首尾残缺的字符进行搜索，还可以忽略大小写。

通过对同一批文件进行等量搜索，比较出“表格方法”与“文本方法”的速度和准确率，结果“文本方法“明显具有优势。尽管传统的“表格方法”也有易于理解与掌握的优点，但缺点太明显，就是运行效率低。而”文本方法“的优点不仅是运行效率高，而且结果准确、功能全面。

4用户交互界面设计

界面的设计的主旨是为了便于用户操作与获取信息。本文提供了一个简单的设计参考，以左右分栏的形式，将输入框与查询结果分布在左右两侧，同时辅以查询耗时、查询数量等提示，帮助用户理解与获悉查询的效率对比。

如图5所示，界面的最左侧是“批量条码”的输入文本框，支持以“回车”作为分隔符，输入多个条码进行搜索，也支持用户从表格文件复制一列数据，粘贴到此处。

图5 批量查询前面板

“批量条码”文本框左上方，是“条码长度”限制数值，这是可选参数：当搜索残缺条码时，利用限制条码长度，可以缩小查询范围，缩短查询时间，提高查询效率；“批量条码”文本框右上方，是“查询数量”提示框，该参数是通过计算“批量条码”输入框中的非空的行数，统计出实际需要查询的条码数量，展示给用户；“批量条码”文本框右侧，则是两种查询方法的展示结果表及其消耗时间的统计。

经过多次运行测试，本文推荐的“文本方法”在查询一百条的数据时，仅需约0.5秒就能输出结果，而“表格方法”查询一百条数据时，则需约20秒。以多次运行测试取平均值而言，“文本方法”的运行效率约为“表格方法”的38倍。

5结束语

本文主要借助LabVIEW设计了一个批量查询功能，实现对工控软件保存的Excel文件进行批量查询，追溯产品的生产信息。无需使用复杂的数据库工具，以及效率低下的“表格方法”，只需利用上述提及的“文本方法”，就能实现快速高效的批量数据查询，此方法简单实用，对于工业互联网+大数据的实现，也具有一定的现实意义。

参考文献

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