新聞中心

EEPW首頁(yè) > 測(cè)試測(cè)量 > 設(shè)計(jì)應(yīng)用 > 基于NI PXI硬件平臺(tái)及DIAdem軟件平臺(tái)的數(shù)據(jù)采集系

基于NI PXI硬件平臺(tái)及DIAdem軟件平臺(tái)的數(shù)據(jù)采集系

作者: 時(shí)間:2012-10-10 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

挑戰(zhàn):

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/193092.htm

設(shè)計(jì)一個(gè)復(fù)雜的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),它能夠:測(cè)量、監(jiān)控,并抓取各種音頻信號(hào);與其它設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程同步;按照特定的協(xié)議通過(guò)多功能車(chē)輛總線(xiàn)(MVB)與列車(chē)進(jìn)行通信;并且能夠通過(guò)管理和處理大量的數(shù)據(jù)來(lái)分析軌道網(wǎng)絡(luò)中的諧波干擾。

解決方案:

開(kāi)發(fā)一種基于NI 以及NI LabVIEW和的系統(tǒng)來(lái)滿(mǎn)足上述的需求并且能夠迅速而有效地生成報(bào)表。

11.jpg

Ineco是一家在交通運(yùn)輸行業(yè)有著廣泛經(jīng)驗(yàn)的工程公司。 為了研究諧波在鐵路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面的影響,我們?cè)O(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),它整合了系統(tǒng)要求的所有特性。

數(shù)據(jù)采集

我們的團(tuán)隊(duì)通常在一個(gè)移動(dòng)牽引單元上收集鐵路的數(shù)據(jù)。對(duì)于這個(gè)項(xiàng)目,我們選擇了NI e-1062Q 8槽的機(jī)箱來(lái)將因振動(dòng)而產(chǎn)生的影響降到最低。

通過(guò)基于的NI 6123和NI 6120模塊,我們以50,000赫茲的采樣率同步采集了變化的電壓和電流信號(hào),這使得我們能夠記錄下整個(gè)音頻頻率范圍的信號(hào)。 為了連接這些模塊,我們使用NI TB-2708、TB-2709和TB-2705這三種接線(xiàn)端子來(lái)提供前兩個(gè)SMB的連接和最后直接信號(hào)電纜的連接。

MVB通信

我們需要用一塊MVB協(xié)議的通信卡捕獲不同牽引單元上的不同信號(hào)。 通過(guò)使用DLL-specific LabVIEW VI,PXI平臺(tái)和LabVIEW 將整個(gè)機(jī)箱配置為一個(gè)整體,使得數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)卡和應(yīng)用程序之間的傳輸快速而容易。

計(jì)算機(jī)同步

我們的主要設(shè)計(jì)要求之一是能夠在遠(yuǎn)距離運(yùn)動(dòng)的情況下精確地同步多臺(tái)電腦。

為了達(dá)到所需的同步,我們決定用NI PXI-6682定時(shí)和同步模塊與全球定位系統(tǒng)(GPS)達(dá)到同步。 該模塊化的設(shè)備能夠很好的適應(yīng)我們的系統(tǒng)集成,可以很容易融入到整個(gè)應(yīng)用程序中,實(shí)現(xiàn)更精確地設(shè)備同步。

GPS 用戶(hù)界面

為了形象化的顯示鐵路上測(cè)試點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的位置, 我們通過(guò)連接在PXI-6682上的天線(xiàn)接收GPS坐標(biāo)信號(hào),并將坐標(biāo)發(fā)送給集成了Google Earth的用戶(hù)界面。我們通過(guò)3G連接到Google Earth(谷歌地球),假如該地點(diǎn)沒(méi)有信號(hào)覆蓋,我們就使用已經(jīng)緩存好的軟件地圖代替。

應(yīng)用程序

我們用LabVIEW開(kāi)發(fā)了應(yīng)用程序, 因?yàn)樗軌蚝苋菀椎貙⒌母鞣N不同的硬件模塊集成,具有強(qiáng)大的圖形化的開(kāi)發(fā)環(huán)境,并提供了一種可視化的編程環(huán)境。

這個(gè)應(yīng)用程序被設(shè)計(jì)成能夠在兩種完全不同的環(huán)境里運(yùn)行:第一種是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、監(jiān)控和實(shí)時(shí)處理;第二種是長(zhǎng)時(shí)間的數(shù)據(jù)采集,這個(gè)過(guò)程完全自動(dòng)(沒(méi)有任何人的干預(yù)),并且是在一個(gè)不間斷電源(UPS)的支持下。

我們將這個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分成三個(gè)主要模塊。

初始化

在初始化模塊中,我們的基本參數(shù)有探針使用的數(shù)量、MVB的通信參數(shù),火車(chē)的類(lèi)型和型號(hào)以及各種顯示控件(例如與驅(qū)動(dòng)單元)的通訊和狀態(tài)的驗(yàn)證。

電壓、電流和GPS

這個(gè)模塊是負(fù)責(zé)配置以及實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集,這些數(shù)據(jù)來(lái)自連接到計(jì)算機(jī)的不同的傳感器和GPS信號(hào)。如果應(yīng)用程序正在以實(shí)時(shí)分析模式運(yùn)行,那么該部分還執(zhí)行信號(hào)處理的任務(wù),例如信號(hào)濾波、均方根值運(yùn)算、阻抗、速度計(jì)算以及結(jié)果顯示。

MVB變量

這個(gè)模塊負(fù)責(zé)建立MVB通信,通過(guò)使用LabVIEW call functions VI調(diào)用在ANSI C中開(kāi)發(fā)的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)(dll)來(lái)實(shí)現(xiàn)。這些變量也要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)記錄和顯示。

這些模塊通過(guò)定時(shí)循環(huán)保持同步。計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間是通過(guò)NI 6682模塊提供的GPS時(shí)間實(shí)現(xiàn)同步的。

為了實(shí)現(xiàn)記錄過(guò)程的自動(dòng)化,我們通過(guò)NI-6120模塊發(fā)送一個(gè)模擬信號(hào)給UPS(不間斷電源)。這個(gè)信號(hào)是一個(gè)讓UPS斷開(kāi)的命令,這樣它就進(jìn)入了待機(jī)模式。然后PXI就可以安全的關(guān)閉了,這樣可以防止數(shù)據(jù)丟失。

數(shù)據(jù)管理和處理

我們需要一個(gè)解決方案來(lái)快速地管理大量的數(shù)據(jù),能夠?qū)崿F(xiàn)信號(hào)濾波,在時(shí)域和頻域分析數(shù)據(jù),并且可以生成自動(dòng)化腳本。所以,我們使用NI 數(shù)據(jù)管理軟件來(lái)滿(mǎn)足這些要求。

結(jié)論

采用NI PXI平臺(tái),我們?yōu)橐苿?dòng)牽引單元開(kāi)發(fā)了一種模塊化、結(jié)構(gòu)緊湊、穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。我們選擇了LabVIEW作為開(kāi)發(fā)環(huán)境,因?yàn)槠渲庇^(guān)的圖形化開(kāi)發(fā)特性、靈活、易于通過(guò)MVB協(xié)議集成和維護(hù)。數(shù)據(jù)管理軟件通過(guò)自動(dòng)使用腳本報(bào)告節(jié)省了我們的數(shù)據(jù)處理時(shí)間和精力。

隨著NI軟件和硬件所提供的集成效果不斷的發(fā)展和完善,我們可以很容易地更新,以適應(yīng)可能發(fā)生在鐵路部門(mén)的系統(tǒng)級(jí)的改變。



評(píng)論


相關(guān)推薦

技術(shù)專(zhuān)區(qū)

關(guān)閉