NI Compact RIO在海洋環(huán)境多物理場(chǎng)測(cè)量中的應(yīng)用

3．單個(gè)水下采集模塊硬件系統(tǒng)架構(gòu)

　　在多個(gè)水下物理場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，對(duì)每個(gè)物理場(chǎng)的采樣要求并不相同，對(duì)于交變物理場(chǎng)，可以利用NI cRIO-9233采集器設(shè)置采樣率來(lái)采集，采樣率要求最高達(dá)到10K，而對(duì)于直流信號(hào)，系統(tǒng)中利用單片機(jī)，將信號(hào)采集進(jìn)來(lái)，通過(guò)NI cRIO-9004控制器的串口，將數(shù)據(jù)傳給上位機(jī)，進(jìn)行顯示和保存。

　　海洋環(huán)境多物理場(chǎng)測(cè)量陣如圖1所示。

　　圖1 海洋環(huán)境多物理場(chǎng)測(cè)量陣

　　對(duì)于水下測(cè)量系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)的布放是測(cè)量的一個(gè)重要組成部分，系統(tǒng)布放的成功與否直接影響了測(cè)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(jìn)行數(shù)據(jù)采集的保證。為此，我們?cè)谙到y(tǒng)中集成了姿態(tài)儀，通過(guò)它們掌握測(cè)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(hào)共用一個(gè)單片機(jī)來(lái)進(jìn)行采集控制，而數(shù)據(jù)利用串口通過(guò)單片機(jī)傳送給NI cRIO-9004，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送到上位機(jī)的顯控界面。

　　單個(gè)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(jiǎn)介：

　　軟件所使用的開(kāi)發(fā)平臺(tái)為NI公司的LabVIEW軟件。LabVIEW是NI公司開(kāi)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(shuō)明

　　本系統(tǒng)的軟件編程主要是需要實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)物理場(chǎng)采集的控制，按需要的采樣率要求進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；將采集信號(hào)傳送到上位機(jī)的用戶界面上，實(shí)時(shí)顯示，方便測(cè)試人員對(duì)測(cè)量體的布放、調(diào)試以及對(duì)目標(biāo)的測(cè)量。

　　對(duì)于本系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，工作的重點(diǎn)是編譯各個(gè)物理場(chǎng)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(gè)成熟的系統(tǒng)采集控制軟件，可以便捷的對(duì)各個(gè)采集模塊進(jìn)行控制，實(shí)時(shí)的顯示采集結(jié)果、存儲(chǔ)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(huì)因?yàn)檫\(yùn)行速度的問(wèn)題產(chǎn)生丟點(diǎn)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(chǎng)交變部分，軟件設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問(wèn)題首先是要保證兩個(gè)NI cRIO-9233的同步，這在Project中通過(guò)設(shè)置兩個(gè)cRIO-9233的硬件屬性，可以將兩個(gè)NI cRIO-9233的時(shí)鐘設(shè)為同步，達(dá)到要求；其次是保證信號(hào)不會(huì)產(chǎn)生丟點(diǎn)和串道，根據(jù)采樣率的要求，最高要達(dá)到10K的采樣率，選擇DMA FIFO的方式，可以解決這個(gè)問(wèn)題。采集到的數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)DMA的讀取，經(jīng)過(guò)二進(jìn)制到十進(jìn)制的轉(zhuǎn)換，進(jìn)行顯示和存儲(chǔ)以及后期的數(shù)據(jù)處理。同時(shí)，在程序中還集成了錯(cuò)誤報(bào)警，當(dāng)程序出錯(cuò)時(shí)，可以及時(shí)的提醒測(cè)量人員。