NI Compact RIO在海洋環(huán)境多物理場測量中的應(yīng)用
3.單個水下采集模塊硬件系統(tǒng)架構(gòu)
在多個水下物理場進行測量時,對每個物理場的采樣要求并不相同,對于交變物理場,可以利用NI cRIO-9233采集器設(shè)置采樣率來采集,采樣率要求最高達到10K,而對于直流信號,系統(tǒng)中利用單片機,將信號采集進來,通過NI cRIO-9004控制器的串口,將數(shù)據(jù)傳給上位機,進行顯示和保存。
海洋環(huán)境多物理場測量陣如圖1所示。
圖1 海洋環(huán)境多物理場測量陣
對于水下測量系統(tǒng)來說,系統(tǒng)的布放是測量的一個重要組成部分,系統(tǒng)布放的成功與否直接影響了測量結(jié)果以及后期的數(shù)據(jù)分析與處理,系統(tǒng)在水下的姿態(tài)、位置正確,是我們進行數(shù)據(jù)采集的保證。為此,我們在系統(tǒng)中集成了姿態(tài)儀,通過它們掌握測量系統(tǒng)在水下的位置以及姿態(tài)信息,姿態(tài)信息同直流信號共用一個單片機來進行采集控制,而數(shù)據(jù)利用串口通過單片機傳送給NI cRIO-9004,并通過網(wǎng)絡(luò)傳送到上位機的顯控界面。
單個水下采集模塊硬件系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示:
圖2 采集系統(tǒng)框架圖
三、軟件系統(tǒng)介紹:
1.軟件簡介:
軟件所使用的開發(fā)平臺為NI公司的LabVIEW軟件。LabVIEW是NI公司開發(fā)的一種目前應(yīng)用最廣、發(fā)展最快、功能最
2.編程思路說明
本系統(tǒng)的軟件編程主要是需要實現(xiàn)對各個物理場采集的控制,按需要的采樣率要求進行數(shù)據(jù)采集;將采集信號傳送到上位機的用戶界面上,實時顯示,方便測試人員對測量體的布放、調(diào)試以及對目標的測量。
對于本系統(tǒng)來說,工作的重點是編譯各個物理場采集控制模塊,并將各采集模塊同姿態(tài)儀控制模塊集成在一起,形成一個成熟的系統(tǒng)采集控制軟件,可以便捷的對各個采集模塊進行控制,實時的顯示采集結(jié)果、存儲數(shù)據(jù),更重要的是要讓程序的采集模塊之間即不相互產(chǎn)生沖突,也不會因為運行速度的問題產(chǎn)生丟點和串道。
2.1 NI cRIO-9233控制采集部分
利用NI cRIO-9233采集水下物理場交變部分,軟件設(shè)計的關(guān)鍵問題首先是要保證兩個NI cRIO-9233的同步,這在Project中通過設(shè)置兩個cRIO-9233的硬件屬性,可以將兩個NI cRIO-9233的時鐘設(shè)為同步,達到要求;其次是保證信號不會產(chǎn)生丟點和串道,根據(jù)采樣率的要求,最高要達到10K的采樣率,選擇DMA FIFO的方式,可以解決這個問題。采集到的數(shù)據(jù),通過對DMA的讀取,經(jīng)過二進制到十進制的轉(zhuǎn)換,進行顯示和存儲以及后期的數(shù)據(jù)處理。同時,在程序中還集成了錯誤報警,當程序出錯時,可以及時的提醒測量人員。
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