基于LabVIEW 的无线分布式数据采集系统VIP免费

基于LabVIEW的无线分布式数据采集系统孔鹏，方源达，柯富茗，刘临利（华中科技大学电子科学与技术系，湖北武汉430074）摘要基于图形化编程语言LabVIEW，结合单片机控制和无线通讯，构建了集散型结构的无线分布式数据采集系统，给出了系统总体结构、上位机LabVIEW软件设计、数据采集卡设计和通讯协议设计。该系统利用串行通信技术和无线通讯技术，将个人电脑（上位机）和数据采集卡（下位机）连接起来，实现多现场、多通道，实时或存储转发模式的数据采集、控制和数据处理。在RS-232接口波特率9600Hz条件下，实现最大集散距离1000米、8台下位机、48个通道、多传感器、多种采样频率、总数据流量最大870bps的数据采集。关键词数据采集分布式无线通讯LabVIEW中图分类号TP274文献标识码AWirelessDistributedDataAcquisitionSystemBasedonLabVIEWKONGPeng,FANGYuan-da,KEFu-ming,LIULin-li(DepartmentofElectronicScienceandTechnology,HuazhongUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430074,China)AbstractThisarticleestablishesawirelessdistributeddataacquisitionsystem,basedongraphicalprogramminglanguageLabVIEWandthecombinationofSCM(Single-chipMicrocomputer)andwirelesscommunicationtechnology.Thearticleshowstheoverallstructure,software,dataacquisitioncardandcommunicationprotocolofthedesignedsystem.Utilizingserialcommunicationtechnologyandwirelesscommunicationtechnology,thesystemconnectsPCanddataacquisitioncard,andactualizesprocesscontrol,dataprocessingandreal-timeornonreal-timedataacquisitionwhichhasmulti-siteandmulti-channel.WhenthebaudrateofRS-232is9600Hz,thesystemcouldactualizedataacquisitionwhichhas1kmtransmissiondistance,8slavemachines,48channels,multi-sensor,awiderangeofsamplingfrequencyand870bpstotaldatatraffic.Keywordsdataacquisition,distributedsystem,wirelesscommunication,LabVIEWClassNumberTP2741引言随着科学技术的发展和工业制造水平的提高，现代测试测量系统的测量对象越来越复杂、测量现场的分布也越来越广。这种变化促使测试测量系统向分布式、多通道系统发展以满足多现场、多属性实时采集的需要。同时，集成技术的进步也推动测试测量系统不断向小型化、移动化、多功能和嵌入式模块化发展[1]。基于通用计算机的虚拟仪器具有可重复配置、编程简单、界面友好等特点，适合模块或功能频繁变更的测试测量系统。LabVIEW是虚拟仪器领域中最具代表性的图形化编程工具，被广泛应用于测试测量领域，已成为标准的数据采集和仪器控制软件。在飞机、舰船等大型复杂设备的测试测量工作中，不同测量现场距离很大，有线测量系统布线复杂，成本较高[2]。本文针对这种测试现场分布广、多属性采集和移动化、多功能等要求，基于图形化编程语言LabVIEW，结合串行通信技术和无线通讯技术，设计了无线分布式数据采集系统。2系统总体设计2.1系统结构系统为集散型结构[3]，上位机以个人电脑（PC）为核心，下位机以数据采集卡为核心，上位机和下位机通过RS-232串口和无线通讯模块连接，实现电平和温度等信号的采集、过程控制、数据处理和显示。图1系统结构图如图1所示，用基于LabVIEW的上位机软件，通过RS-232串口和无线模块向下位机发送控制指令。下位机根据控制指令类型，控制AD芯片采集来自传感器的模拟量，并将数据按照一定的数据格式组装和发送。上位机将传回的数据处理和显示。2.2通讯协议在测试测量系统中．PC与下位机间的数据传送方式有并行和串行两种。对于本系统，选用的无线模块（CWMDP05）能够与串口RS-232实现无缝连接，数据位数多（12位）、传送距离远（最大1000米）、传送速率较低（9600Hz），采用异步串行[4,5]传送方式在使用少量硬件资源的同时，能获得较高的可靠性。使用简单的握手协议建立上位机和下位机连接，控制指令为2个字节，包含下位机标志、通道标志和工作模式信息。下位机是否传送数据完全由上位机控制，在保证不发生冲突的同时，能获得较高的传送速率。在实时高速采集模式下，系统中只有一台下...