多物理量環(huán)境監(jiān)測(cè)起步包
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圖 1 環(huán)境監(jiān)測(cè)起步包結(jié)構(gòu)
"為了滿足社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的要求,環(huán)境保護(hù)受到越來(lái)越多的重視。以現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)為基礎(chǔ)的環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)可對(duì)各種環(huán)境參數(shù)進(jìn)行測(cè)量與分析,是研究環(huán)境質(zhì)量變化趨勢(shì)的重要手段和環(huán)境保護(hù)的基礎(chǔ)。"
- 李 誠(chéng), 上海聚星儀器有限公司應(yīng)用工程師
挑戰(zhàn):
環(huán)境監(jiān)測(cè)要求系統(tǒng)能夠在戶外較惡劣環(huán)境下監(jiān)測(cè)多種環(huán)境參量,包括氣象、振動(dòng)、噪聲、電磁場(chǎng)、圖像等,主要應(yīng)用領(lǐng)域包括人居環(huán)境監(jiān)測(cè)、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)以及節(jié)能減排項(xiàng)目監(jiān)測(cè),需采用分布式結(jié)構(gòu)。
解決方案:
NI CompactRIO是一款工業(yè)級(jí)嵌入式數(shù)據(jù)采集平臺(tái),基于該平臺(tái)開(kāi)發(fā)的采集系統(tǒng)具有很好的穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性,并能適應(yīng)野外工作環(huán)境,我們采用NI CompactRIO豐富的C系列模塊采集各種傳感器輸出的模擬信號(hào),通過(guò)TCP/IP協(xié)議傳輸?shù)缴衔粰C(jī),工作人員可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各種環(huán)境參數(shù)。
作者:
李 誠(chéng) - 上海聚星儀器有限公司應(yīng)用工程師
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及主要特點(diǎn)
環(huán)境監(jiān)測(cè)起步包基于NI的嵌入式硬件平臺(tái)CompactRIO和圖形化設(shè)計(jì)平臺(tái)LabVIWE開(kāi)發(fā)而成,起步包結(jié)構(gòu)如圖 1所示。
圖 1 環(huán)境監(jiān)測(cè)起步包結(jié)構(gòu)
各種環(huán)境參量通過(guò)相應(yīng)的傳感器轉(zhuǎn)化為電信號(hào),電信號(hào)通過(guò)C系列模塊輸入到CompactRIO中,CompactRIO對(duì)采集到的原始信號(hào)進(jìn)行處理,并將處理后的數(shù)據(jù)通過(guò)路由器發(fā)送到監(jiān)控端以及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。監(jiān)控端通過(guò)TCP/IP協(xié)議與CompactRIO通信,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示以及控制命令的發(fā)送。瀏覽端用戶通過(guò)網(wǎng)頁(yè)瀏覽器訪問(wèn)服務(wù)器中的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)共享和歷史數(shù)據(jù)分析。
環(huán)境監(jiān)測(cè)起步包的主要特點(diǎn)有:
1. 自定義的FPGA模塊和豐富的I/O模塊,能夠與幾乎所有的傳感器進(jìn)行方便的連接;
2. 模塊化的軟件結(jié)構(gòu),能夠輕松地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的維護(hù)與升級(jí);
3. 采用WIFI和3G技術(shù),實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸,有利于分布式監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)管理。
監(jiān)測(cè)項(xiàng)目
環(huán)境監(jiān)測(cè)起步包的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目如下:
系統(tǒng)指標(biāo)
1. CompactRIO板卡指標(biāo)
2. 監(jiān)測(cè)指標(biāo)(標(biāo)配、可擴(kuò)展)
溫度:測(cè)量范圍-5~55℃
濕度:測(cè)量范圍0~100%
振動(dòng):測(cè)量范圍±250g,頻率范圍0.3~10KHz,靈敏度20mV/g,最小分辨率0.0005g
聲音:頻率范圍20~20KHz,動(dòng)態(tài)范圍127dB,靈敏度50mV/Pa
電磁波:頻率范圍10~20KHz
系統(tǒng)指標(biāo)大多受限于選配的傳感器,起步包為了降低系統(tǒng)門檻采用了較低成本的傳感器,對(duì)于大多數(shù)驗(yàn)證和科研可以適用,如果用戶須要更高精度的系統(tǒng),聚星工程師可以選配更高等級(jí)的傳感器。
實(shí)物圖及軟件界面
圖 2 系統(tǒng)實(shí)物圖
圖 3 系統(tǒng)軟件界面
總結(jié)
基于NI CompactRIO平臺(tái)開(kāi)發(fā)的環(huán)境監(jiān)測(cè)起步包能夠監(jiān)測(cè)多種環(huán)境參量,系統(tǒng)具有很高可靠性和擴(kuò)展性。采用NI的嵌入式硬件平臺(tái)CompactRIO進(jìn)行系統(tǒng)開(kāi)發(fā),能夠縮短開(kāi)發(fā)周期,提高系統(tǒng)可靠性,使得用戶能夠把精力放在數(shù)據(jù)的分析處理上。
聚星儀器是NI的金牌系統(tǒng)聯(lián)盟伙伴,同時(shí)也是NI CompactRIO大陸地區(qū)獨(dú)家代理商和增值服務(wù)商。聚星儀器擁有一支全球頂尖的LabVIEW開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì),以NI CompactRIO為核心開(kāi)發(fā)了許多創(chuàng)新應(yīng)用,
更多資源:
NI LabVIEW 2012全新模板與范例 /ni/labview2012.htm
LabVIEW資深用戶編程技巧總匯 http://dl.21ic.com/ebook-107267.html