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Mess- und Simulationsdaten sind sowohl in der Industrie als auch in der Forschung eine unverzichtbare Informationsquelle. Während der technologische Fortschritt zwar das Erfassen großer Datenmengen in immer kürzerer Zeit ermöglicht, stellen die Verwaltung und effiziente Nutzung dieser Daten mehr denn je eine Herausforderung dar.
Ein verbreitetes Problem ist die unzureichende Dokumentation technischer Daten schon während ihrer Erzeugung. Allzu oft werden Messdaten und simulierte Daten ohne beschreibende Zusatzinformationen in diversen Dateiformaten verteilt auf Festplatten und Netzlaufwerken gespeichert. So entsteht schnell ein Datenfriedhof, aus dem sich nur mühsam die Informationen extrahieren lassen, die Ingenieure für ihre tägliche Arbeit benötigen. Ein Rückgang an Effizienz und steigende Entwicklungskosten sind i. d. R. die Folge.
Um dieser Herausforderung zu begegnen, hat National Instruments das flexible TDM-Dateiformat entwickelt (TDM = Technical Data Management). LabVIEW, LabWindows/CVI, DIAdem und weitere Softwareprodukte von National Instruments unterstützen dieses Format standardmäßig lesend und schreibend. Einfach bedienbare Funktionen ermöglichen es, zusammen mit den eigentlichen Daten beliebige beschreibende Eigenschaften zu speichern. Dank dieser Zusatzinformationen sind TDM-Dateien optimal für die Suche und Datenrecherche geeignet und auch nach langer Archivierungszeit verlässlich interpretierbar. Neben Funktionsbibliotheken zur Einbindung des TDM-Formates in andere Softwarepakete steht auch ein Add-In zum Einlesen von TDM-Dateien in Microsoft Excel zur Verfügung.
Inhaltsverzeichnis
- Hintergrundinformationen zum TDM-Dateiformat
- Komfortables Arbeiten mit TDM-Dateien in LabVIEW
- Komfortables Arbeiten mit TDM-Dateien in LabWindows/CVI
- Flexible Datenrecherche in TDM-Dateien mit DIAdem
- Existierende Dateibestände ohne Konvertierung nutzen
- Suchen in TDM(S)-Dateien mit der Windows-Vista-Sofortsuche
- TDM-Dateien in Microsoft Excel einlesen
- TDM- und TDMS-Dateien in OpenOffice.Org Calc einlesen
- Einsatz des TDM-Formats in anderer Software
Hintergrundinformationen zum TDM-Dateiformat
TDM-Dateien basieren auf dem TDM-Datenmodell, welches eine überschaubare dreistufige Strukturierung der Daten in Datensatz, Kanalgruppen und Kanäle ermöglicht. Jede Datei umfasst ein Root-Objekt (Datensatz), welches eine beliebige Anzahl an Kanalgruppen enthalten kann. So können Sie beispielsweise erfasste Daten in einer Kanalgruppe „Rohdaten“ speichern, während Sie Analyseergebnisse in einer zweiten Gruppe namens „Analyseergebnisse“ ablegen und somit die Ursprungsdaten sauber von bereits verarbeiteten Daten trennen. Innerhalb jeder Kanalgruppe werden die eigentlichen Daten in Kanälen verwaltet, wobei es sich um 2D-Arrays mit numerischen Werten, Datums-/Zeitwerten oder Texten handelt.
Jede der drei Ebenen des TDM-Modells (Datensatz, Kanalgruppen, Kanäle) verfügt über einen umfassenden Satz an Standardattributen und kann um beliebige anwendungsspezifische Zusatzattribute erweitert werden. Neben den eigentlichen Massendaten können dadurch beliebige beschreibende Eigenschaften (Metadaten) zum Prüfling, zur Testkonfiguration bzw. zu verwendeter Prüfhardware, Sensoren und Kalibrierung gespeichert werden. Diese Informationen gewährleisten auch nach langer Zeit eine korrekte Interpretation der archivierten Daten. Darüber hinaus ermöglichen sie flexibelste Suchabfragen bei der Datenrecherche wie sie sonst nur mit datenbankbasierten Systemen möglich sind.
Abb. 1: Das TDM-Datenmodell bietet eine übersichtliche Struktur und die nötige Flexibilität, um selbst anspruchsvollen Anforderungen an die Datenspeicherung gerecht zu werden.
Um unterschiedlichen Aufgabenstellungen gerecht zu werden, können TDM-Daten auf zwei verschiedene Arten gespeichert werden. Bei der ersten Variante werden jeweils zwei Dateien erzeugt, eine XML-Headerdatei (*.TDM) und eine binäre Datendatei (*.TDX). Die Headerdatei enthält dabei nur die beschreibenden Metadaten mit Verweisen auf die Massendaten in der Datendatei. Dies bietet Vorteile für eine schnelle Datensuche und -recherche. Alternativ dazu können aber auch sämtliche Informationen und Daten zusammen in einer einzigen Binärdatei (*.TDMS) gespeichert werden, was z. B. Vorteile in Anwendungen bietet, bei denen sich während eines Messablaufs die zu erfassenden Messkanäle beliebig ändern können.
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Komfortables Arbeiten mit TDM-Dateien in LabVIEW
Mit NI LabVIEW 8.20 stehen 2 Schnittstellen zur Verwendung des TDM-Datenmodells zur Verfügung. Die schnellste und universell einsetzbare Variante bieten die TDMS VIs (S = "Streaming"). Sie zeichnen sich durch eine besonders schnelle Datenspeicherung aus. Darüber hinaus eignen sie sich auch für Echtzeitanwendungen, die beispielsweise auf LabVIEW Real-Time basieren. Alternativ dazu stehen die LabVIEW-Datenspeicher-VIs zur Verfügung. Diese Express VIs erzeugen TDM-Dateien mit einem separaten XML-Header. Sie eignen sich nicht für HighSpeed-Streaming- und Echtzeitanwendungen, bieten dafür aber zusätzliche Funktionalität, wie z.B. Such- und Filterfunktionen für das reduzierte Einlesen von TDM-Daten oder aber das Einlesen beliebiger Fremddateien unter Verwendung so genannter DataPlugins.
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Komfortables Arbeiten mit TDM-Dateien in LabWindows/CVI
In LabWindows/CVI stehen Programmierern zwei verschiedene Bibliotheken zum Lesen und Schreiben von TDM-Dateien zur Verfügung. Die schnellste und universell einsetzbare Variante bietet die TDM-Streaming-API. Sie wurde in LabWindows/CVI 8.1 eingeführt und bietet Unterstützung für TDMS-Dateien (S = Streaming). Diese Bibliothek zeichnet sich durch eine besonders schnelle Datenspeicherung aus und eignet sich auch für Echtzeitanwendungen, die auf LabWindows/CVI Real-Time basieren. Alternativ dazu kann die DIAdem Connectivity-API verwendet werden. Sie unterstützt sowohl TDMS-Dateien als auch TDM-Dateien, die sich durch einen separaten XML-Header auszeichnen. Jedoch bietet sie nicht die gleiche Schnelligkeit wie die TDM-Streaming-API und keine Unterstützung für Echtzeitanwendungen.
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Flexible Datenrecherche in TDM-Dateien mit DIAdem
Der DIAdem DataFinder revolutioniert die Arbeit von Ingenieuren und Wissenschaftlern mit technischen Daten. Mit seiner Hilfe können Sie so einfach wie Sie es von Internetsuchmaschinen gewohnt sind, in Ihren Datensätzen nach bestimmten Daten suchen. Darüber hinaus ermöglicht er selbst dann, wenn Dateien unstrukturiert an unterschiedlichen Orten gespeichert wurden, das Erkennen von Mustern und Trends in Testserien – eine Aufgabe, für deren Lösung bisher aufwändige datenbankgestützte Lösungen unumgänglich waren. Der DataFinder ist als integrierte Komponente in jedem DIAdem-Paket enthalten. Zur zentralisierten Datenverwaltung und -recherche in Abteilungen und übergreifenden Arbeitsgruppen steht die DataFinder Server Edition zur Verfügung. Im Unterschied zu traditionellen Lösungen fallen weder hohe Initialkosten noch IT-Aufwand zur Datenbankeinrichtung und -pflege an. Der Einsatz des DIAdem DataFinders und des TDM-Formats steigert den Wert der in Ihrem Unternehmen gesammelten Daten durch einen vereinfachten Informationsaustausch, aussagekräftigere Ergebnisse und verkürzte Auswertezeiten.
Erfahren Sie mehr darüber, wie Sie DIAdem und die DIAdem-DataFinder-Technologie für Ihre Anwendungen nutzen können.
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Existierende Dateibestände ohne Konvertierung nutzen
Dank der flexiblen DataPlugin-Technologie kann DIAdem beliebige Binär- und ASCII-Dateien einschließlich der in ihnen enthaltenen beschreibenden Zusatzinformationen verarbeiten. DataPlugins sind VBScripte, die den Dateiinhalt auf das TDM-Datenmodell abbilden und sie so auch für den DIAdem DataFinder durchsuchbar machen. Eine Vielzahl von Standarddateiformaten sowie Ihre selbst definierten Dateiformate einschließlich alter Dateibestände können so direkt ohne jeglichen Konvertierungsaufwand ausgewertet werden.
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Suchen in TDM(S)-Dateien mit der Windows-Vista-Sofortsuche
Seit Windows Vista verwendet Microsoft eine Technologie, welche die Suchfunktionen des Betriebssystems wesentlich verbessert. Die Windows-Vista-Sofortsuche ist in der Lage, bei der Suche auch den Inhalt einiger Dateiformate zu berücksichtigen, so z. B. bei Microsoft-Office-Dokumenten, Internetseiten, E-Mails, Kalender- und Kontaktdaten. Auf den Inhalt einer TDM/TDMS-Datei kann die Sofortsuche jedoch nicht ohne Weiteres zugreifen. Hierzu benötigen Sie eine entsprechende Erweiterung, welche Sie über den unten angegebenen Link herunterladen können.
Während die neuen Suchmöglichkeiten der Windows-Vista-Suche den „normalen“ Anwender im Allgemeinen zufrieden stellen, reichen sie für Wissenschaftler und Ingenieure meist nicht aus. Häufig liegen Tausende von Dateien vor, welche Daten von Experimenten oder Tests enthalten. Um fundierte Entscheidungen auf Basis der in diesen Dateien enthaltenen Informationen zu treffen, genügt es nicht, bestimmte Dateien schnell zu finden. Stattdessen müssen Ausreißer aufgespürt oder Trends über viele Datensätze hinweg aufgedeckt werden. Solche Möglichkeiten bieten speziell für diesen Zweck entwickelte Werkzeuge, wie der National Instruments DataFinder, welcher weiter oben erläutert wurde.
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TDM-Dateien in Microsoft Excel einlesen
Mithilfe des kostenlosen Add-Ins für Microsoft Excel können Sie TDM-und TDMS-Dateien einschließlich beschreibender Informationen in Excel laden und verarbeiten. In Excel ist die Menge an Daten, die Sie pro Datenkanal laden können, auf eine versionsabhängige Obergrenze beschränkt. Falls ihre Daten diese Grenze überschreiten, bietet das Add-In die Möglichkeit, die Daten abschnittsweise zu laden. Laden Sie einfach das Add-In herunter, installieren Sie es und Sie erhalten in Excel eine zusätzliche Leiste mit Funktionen zum Laden von TDM-Dateien und zum Konfigurieren des Add-Ins.
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TDM- und TDMS-Dateien in OpenOffice.Org Calc einlesen
Mithilfe des kostenlosen Add-Ins für OpenOffice.org Calc können Sie TDM- und TDMS-Dateien einschließlich beschreibender Informationen in OpenOffice.org Calc laden und verarbeiten. Laden Sie einfach das Add-In herunter, installieren Sie es und Sie erhalten in OpenOffice.org Calc ein zusätzliches Menü mit Funktionen zum Laden von TDM(S)-Dateien und zum Konfigurieren des Add-Ins.
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Einsatz des TDM-Formats in anderer Software
Möchten Sie das TDM- bzw. TDMS-Format in Anwendungen lesen und schreiben, welche nicht auf NI-Software basieren, steht Ihnen hierfür die TDM-C-DLL zur Verfügung. Zum Erzeugen einer TDM-Headerdatei zu einer schon vorhandenen binären Datendatei können Sie alternativ auch die TDM-Header-Writer-DLL verwenden. Sie minimiert den Aufwand zur Erweiterung bestehender Software, unterstützt jedoch nur das Erzeugen von TDM-Dateien. Haben Sie Fragen oder Anregungen zu den Informationen auf dieser Seite, senden Sie uns bitte eine E-Mail mit dem Stichwort "Information zur TDM-C-DLL und Header-Writer-DLL". Wir unterstützen Sie gern.
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Dieses Tutorium ("Tutorium") wurde von National Instruments ("NI") entwickelt. Auch wenn National Instruments dieses Tutorium technisch unterstützt, ist es jedoch möglich, dass dieses Tutorium nicht umfassend getestet und überprüft wurde. NI übernimmt weder Garantien bezüglich der Qualität des Tutoriums noch bezüglich der weiteren technischen Unterstützung neuer Versionen ähnlicher Produkte und Treiber. DIESES TUTORIUM WIRD IM "IST-ZUSTAND" ZUR VERFÜGUNG GESTELLT UND NI ÜBERNIMMT KEINERLEI GARANTIEN. AUSFÜHRLICHERE ERLÄUTERUNGEN ZU ANDEREN EINSCHRÄNKUNGEN ENTNEHMEN SIE BITTE DEN NUTZUNGSBEDINGUNGEN AUF NI.COM (http://ni.com/legal/termsofuse/unitedstates/us/).