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Session6 - LabVIEW NXG Training Course
- 1. LabVIEW NXG TrainingCourse Session6 - ファイル I/O Yusuke Tochigi NXG 5.0 Version
- 2. LabVIEW NXG TrainingCourse 2 ファイル I/O 集録 / 解析したデータをファイルに保存する機能は多くのアプリケーションで必須要件に なります。複数のファイル形式を、要件に応じて使い分けます。 テキスト (csv など ) バイナリ TDMS 数値精度 精度を保持して保存できるか △ フォーマットに依存 ◎ 精度落ちなし ◎ 精度落ちなし 可読性 メモ帳等で開いて読めるか ◎ × 〇 Excel アドオン有 サイズ ファイルサイズは小さいか × ◎ ◎ 検索可能 既存手法でデータ検索可能か × × ◎ 属性を付与 データに属性を付与できるか × × ◎ 高速ストリーミング 保存速度は高速か × ◎ ◎
- 3. LabVIEW NXG TrainingCourse 3 ファイル I/O 関数 ファイル I/O 関数は以下の場所からアクセスできます。「区切られた ... 」関数はそれ 1 つでファイルを開き、読み書きし、閉じる操作を行う便利な関数です。ループの中でこの 関数を呼び出すと、処理が遅くなる原因になります。背景が黄色の関数を使用すること で、パフォーマンス効率を上げることができます。
- 4. LabVIEW NXG TrainingCourse 4 ファイル I/O の基本操作 ファイルの読み書きでは、ファイルを開く、読む / 書く、閉じるという手順を踏む必要があ ります。一度ファイルを開けば、次に閉じるまで繰り返し読み書きができます。 繰り返し処理の場合は、ファイルを開く / 閉じる処理までループの中に入れると、処理が 遅くなります。これらの関数はループの外に出し、ループの中では読み書きの処理だけを 行います。 読み書き
- 5. LabVIEW NXG TrainingCourse 5 ファイルの閉じ忘れ 開いたファイルは必ず閉じます。ファイルが閉じられないとリファレンスリークが発生し、不必 要にメモリを消費します。最後にはメモリオーバーフローとなって、アプリケーションが停止す る原因となります。また、ファイルが開けなくなる危険性もあります。 例えば以下のコードを実行すると、メモリ使用量は継続的に増えていき、最終的にはメ モリオーバーフローとなります。開いたら閉じる、この手順を忘れないようにします。
- 6. LabVIEW NXG TrainingCourse 6 ファイルを開く ファイルを開く関数は、操作入力によって、ファイルを開く際の操作を選択することができ ます。既存のファイルを開く、ファイルが既存であれば置き換える、新規に作成するなどが 選択できます。
- 7. LabVIEW NXG TrainingCourse 7 リファレンス ファイルを開くと、ファイルの情報はリファレンスに保持されます。ファイル I/O ではこのリファ レンスを受け渡すことで、対象のファイルに対する操作を行います。 リファレンスはそれ自身が一つのデータタイプで、配列などのようにリファレンス自身に対す る処理というものはありません。あくまでファイル I/O 関数間での情報受け渡しにのみ使 用されます。
- 8. LabVIEW NXG TrainingCourse 8 テキストファイルへの書き込み テキストファイル保存では、文字列データタイプとしてデータを読み書きします。そのため、 書き込むデータは文字列にフォーマットする必要があり、読み込むデータは必要に応じて 文字列から数値への変換作業を行う必要があります。 数値を文字列に変換する際に、数値精度を指定する必要があります。精度を高くする ほど元のデータの再現率が高くなりますが、ファイルサイズも大きくなります。
- 9. LabVIEW NXG TrainingCourse 9 テキストファイルからの読み取り テキストファイルから読み取られるデータは文字列です。開発者は文字列にどのようなデ ータが、どのような形式で保持されているか知っている必要があります。
- 10. LabVIEW NXG TrainingCourse 10 文字列変換のテクニック ダイアグラムのパレットから、データタイプ 》 文字列 》 変換の関数を使って、文字列を他 のデータタイプに変換することができます。文字列にフォーマット、文字列からスキャン関 数を使用して、スカラデータを文字列に、またはその逆の操作を行います。 配列を文字列に、もしくはその逆の操作も行えます。
- 11. LabVIEW NXG TrainingCourse 11 バイナリファイルへの書き込み バイナリファイルへの書き込みは、書き込みたいデータをそのまま書き込み関数へ配線し ます。入力は、任意タイプのスカラ、配列、クラスタを受け付けます。データを文字列へ変 換する作業は不要ですが、書き込まれたデータが何か、ファイルを開いて確認できないた め、詳細ドキュメントの作成が必要です。
- 12. LabVIEW NXG TrainingCourse 12 バイナリファイルからの読み取り バイナリファイルにどのようなデータが保存されているか LabVIEW NXG は知りません。 よって読み取り関数には、データタイプや読み取るデータ要素の最大数を指定 し、 LabVIEW NXG が正しく読めるようサポートする必要があります。 今回の例は 2D 配列の読み書きであったのでそこまで難しくありませんでしたが、ヘッダと データが混在するようなケースでは、正しく読み取ることは至難の業です。
- 13. LabVIEW NXG TrainingCourse 13 ヘッダの作成 バイナリファイルでヘッダ情報を追加する場合、バイナリデータを書き込む前にテキストファ イルでヘッダ情報を書き込みます。 読み取り時は、ヘッダ情報の文字サイズを把握しておき、ファイル先頭からそのサイズ分フ ァイル位置を移動したのち、データの読み取りを開始します。このようなにバイナリファイル では、文字列と実データが混在するファイルの取り扱いは非常に難しくなります。
- 14. LabVIEW NXG TrainingCourse 14 TDMS Technical Data Management Storage (TDMS) ファイルは National Instruments が開発したデータ管理ソリューションです。データ保存を最も効率的に行 うことができ、測定データのストリーミング保存などにおいて使用が推奨されます。 TDMS は「ファイル」「グループ」「チャンネル」の 3 階層構造を持ち、ファイルの下に複数 のグループを、グループの下に複数のチャンネルを無制限に作成できます。車両テストの 例を以下に示します。 自動車名 ( ファイル ) + エンジン ( グループ ) + 温度 ( チャンネル ) + 振動 ( チャンネル ) + 圧力 ( チャンネル ) + ブレーキ + 電圧 + 電流 + ライト + 電圧 + 電流 http://www.ni.com/product-documentation/3727/ja/より
- 15. LabVIEW NXG TrainingCourse 15 TDMS の属性とデータ TDMS のファイル / グループ / チャンネルには、それぞれ属性をつけることができます。属 性は各階層に付与できるヘッダ情報です。 例えば先の例では、 ● ファイルに「作業者」や「作業日時」など ● エンジンやブレーキに「シリアル番号」や「配線情報」など ● 温度や振動に「センサの型番」や「測定条件」など の属性を付与することで、測定に関する情報を詳細に記録できます。 TDMS ファイルはデータをバイナリ形式で保存するので、情報を失うことなく高速ストリー ミングが可能です。構造化されているため、属性の読み書きも容易に行えます。 TDMS はテキストとバイナリ、両者の利点を統合したファイル形式です。
- 16. LabVIEW NXG TrainingCourse 16 TDMS ファイルの基本操作 テキストファイルと同様に、 TDMS ファイルも開いて閉じる操作が必要です。 TDMS の 場合は、 TDMS を開く、 TDMS を閉じる関数を使用します。 TDMS ファイルの拡張 子は「 *.tdms 」です。 TDMS ファイルは「 *.tdms_index 」ファイルも自動的に生成 します。このファイルは TDMS ファイルを検索する際などに使用されます。インデックスファ イルがなければ自動で生成されるため、配布の際などに提供する必要はありません。
- 17. LabVIEW NXG TrainingCourse 17 TDMS へのデータ書き込み TDMS 書き込み関数を使用してデータを TDMS ファイルへ書き込みます。書き込みの 際は、グループ名とチャンネル名を指定します。 以下の例では、 DAQmx 読み取り関数から 2 チャンネル分のデータが出力されます。 これを Engine グループの Temperature と Acceleration チャンネルデータとし て、 TDMS ファイルへ書き込みます。
- 18. LabVIEW NXG TrainingCourse 18 TDMS からのデータ読み取り TDMS 読み取り関数を使用してデータを TDMS ファイルからデータを読み取ります。書 き込みの際と同様に、グループ名とチャンネル名を指定します。 他のテクニックとして、グループまたはチャンネルを未配線にすることができます。詳細はヘ ルプの配線されていない場合の読み取り動作を確認します。
- 19. LabVIEW NXG TrainingCourse 19 属性の追加 TDMS プロパティを設定関数によって、ファイル / グループ / チャンネルに属性を追加し ます。端子の配線によって、何に対する操作かが変わります。プロパティ値はバリアント で、様々なデータタイプを入力することができます。
- 20. LabVIEW NXG TrainingCourse 20 属性の取得 TDMS プロパティを取得関数を使用して、ファイル / グループ / チャンネルから属性を 取得します。設定と同様に、端子の配線によって何に対する操作かが変わります。デー タタイプ端子に属性のデータタイプと同じデータを入力することによって、プロパティ値の出 力データタイプが変わります。
- 21. LabVIEW NXG TrainingCourse 21 3rd Party ソフトウェアでの TDMS 読み書き ナショナルインスツルメンツが提供する TDM Excel Add-In for Microsoft Excelを使用すると、 Excel で TDMS ファ イルを開くことができます。 また、無償のCライブラリが提供されているので、他のプログラミング環境からも取り扱うこ とができます。
- 22. LabVIEW NXG TrainingCourse 22 ファイルパス ファイルパスを使用して、操作対象のファイルを指定します。パスは大きく分けて以下の 2 種類があります。 ● 絶対パス C:UsersUserDesktopHello.txt のように、ファイルまたはフォルダへの完璧な 経路を示します。道を聞かれた際に、目的地の住所を教えるイメージです。 ● 相対パス 現在のファイルまたはフォルダ位置からの経路を示します。道を聞かれた際に、現在地か らの経路を教えるイメージです。 LabVIEW NXG では、以下のような関数を使用して 相対パスを取得します。
- 23. LabVIEW NXG TrainingCourse 23 パスの指定 パネル上でパスを指定する場合は絶対パスを使用します。ファイルパス制御器では、構 成ペーンにおいてパス指定の手法を設定することができます。パターンを「 *.png 」のよう にすることで、ファイル選択時にその拡張子を使用できます。
- 24. LabVIEW NXG TrainingCourse 24 パスの自動作成 手動での入力以外に、ファイル名に日時を使用したり、同じファイル名の末尾に番号を 自動で付与したり、 LabVIEW NXG では便利な関数が多く準備されています。
- 25. LabVIEW NXG TrainingCourse 25 区切られたスプレッドシート 区切られたスプレッドシートに書き込む / を読み取る関数を使用して、配列を簡単に csv ファイル等へ保存することができます。ただしこの関数は、ファイルを開いて閉じるまで の処理を内部的に行います。そのためループの中で処理を行う場合、処理速度に大き な遅延を生じさせる可能性があるため、高速処理が求められる場合は使用しません。