CN109388083A - 一种基于labview的环境实验箱数据采集系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于LABVIEW的环境实验箱数据采集系统,用于数据采集并将采集的数据传送到上位机,其中,包括采集板与设置于采集板上的模拟信号采集模块、控制模块、通信模块,控制模块的输入端与采集模块的输出端连接,控制模块的输出端通信模块的输入端连接;控制模块包括单片机与存储器,存储器连接于单片机,单片机上连接设有拨码开关,采集模块包括桥式电阻采集模块、电压或电流采集模块与A/D转换电路,桥式电阻采集模块与电压或电流采集模块均连接于A/D转换电路的输入端,A/D转换电路的输出端连接于单片机,通信模块包括分别连接于单片机的232通信接口、485通信接口、CAN总线接口,232通信接口的输出端与上位机的输入端连接。
Description
技术领域
本发明涉及测试计量技术领域,具体涉及一种基于LABVIEW的环境实验箱数据采集系统。
背景技术
数据采集系统是将特定的物理信号进行收集记录,以供人们进一步分析研究的系统。通常运用传感器将物理量转代为电信号,然后通过放大滤波等一系列处理,将电信号转化为可供AD转换的标准电信号,通过AD转换,将模拟信号转化为处理器可以处理的数字信号,微处理器或上位机对AD转换后的数字信号,通过曲线拟合、数字滤波等算法进行处理,显示到触摸屏或显示器上,同时进行记录。
目前环境试验箱生产厂家通常都会提供各自的数据采集系统,大都可以实现数据采集和记录的功能。但是这一类数据采集系统通常只能采集本厂环境试验箱数据的采集记录,对于其他生产厂家的设备,则不能采集,一台完整的环境实验箱由实验箱体、控制器和上位机控制软件等部分组成,其中,上位机软件虽不是环境实验箱必备的组成部分,但是由于上位机软件可以远程监测控制,无限量存储实验数据,同时于多台实验箱连接等优势,越来越多的成为环境实验箱重要组成部分,但是现有的环境实验箱种类繁多,由于不同厂家生家的环境实验箱采用的控制器不同,并无统一的通信协议标准,导致不同品牌的环境实验箱只能采用和其控制器相匹配的上位机软件,如果一个用户采用了不同厂家生产的多台环境实验箱,那么为了远程监控环境实验箱的运转情况,不得不在同一台电脑上安装多个监控软件随时切换。如此既不方便,又浪费时间。而且还经常会出现由于多个软件之间通信串口互相冲突,导致软件不能正常使用的现象。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于LABVIEW的环境实验箱数据采集系统,能够采集500米范围内(理论最大距离为1200米)48通道(可扩展为512通道)不同的物理量,采集数据精准,误差在正负1%以内,并且能够实时存储数据,能够满足实际工业控制的需求;能够采集的物理量包括温度、湿度、压力、流量、光照强度、速度、加速度等十余种之多,涵盖了目前主要常用的实验数据。
为解决上述技术问题本发明提供以下的技术方案:一种基于LABVIEW的环境实验箱数据采集系统,包括采集装置,用于数据采集并将采集的数据传送到上位机,其中,所述采集装置包括采集板以及设置于所述采集板上的模拟信号采集模块、控制模块、通信模块,所述控制模块的输入端与所述采集模块的输出端连接,所述控制模块的输出端所述通信模块的输入端连接;所述控制模块包括单片机与存储器,所述存储器连接于所述单片机,所述单片机上连接设有拨码开关,所述采集模块包括桥式电阻采集模块、电压或电流采集模块以及A/D转换电路,所述桥式电阻采集模块与所述电压或电流采集模块均连接于所述A/D转换电路的输入端,所述A/D转换电路的输出端连接于所述单片机,所述通信模块包括分别连接于所述单片机的232通信接口、485通信接口、CAN总线接口,所述232通信接口的输出端与所述上位机的输入端连接。
上述的一种基于LABVIEW的环境实验箱数据采集系统,其中,所述存储器包括W25Q256存储器芯片与AT24C256存储器芯片,W25Q256存储器芯片与AT24C256存储器芯片分别与所述单片机连接。
上述的一种基于LABVIEW的环境实验箱数据采集系统,其中,所述单片机为LPC1768单片机,所述W25Q256存储器芯片为串行Flash存储器,所述AT24C256芯片为可编程只读存储器。
上述的一种基于LABVIEW的环境实验箱数据采集系统,其中,所述采集板被分为主板与分板,所述主板与所述分板上均设有ID,所述分板设有复数个,每一个所述分板上的ID均不一样,控制连接于所述单机片的所述拨码开关用于设定所述主板与所述分板上的ID。
上述的一种基于LABVIEW的环境实验箱数据采集系统,其中,所述拨码开关为八位拨码开关。
上述的一种基于LABVIEW的环境实验箱数据采集系统,其中,在所述采集板上设有分别连接所述232通信接口、所述485通信接口以及所述CAN总线接口的DC-DC芯片,用于分别对所述232通信接口、所述485通信接口以及所述CAN总线接口供电。
上述的一种基于LABVIEW的环境实验箱数据采集系统,其中,所述采集板上设有连接所述单片机与所述通信模块的隔离器。
上述的一种基于LABVIEW的环境实验箱数据采集系统,其中,所述隔离器的一端与所述单片机连接,所述隔离器的另一端分别与所述232通信接口、所述485通信接口连接。
依据上述本发明一种基于LABVIEW的环境实验箱数据采集系统提供的技术方案效果是:本系统能够采集500米范围内(理论最大距离为1200米)48通道(可扩展为512通道)不同的物理量,采集数据精准,误差在正负1%以内,并且能够实时存储数据,能够满足实际工业控制的需求;能够采集的物理量包括温度、湿度、压力、流量、光照强度、速度、加速度等十余种之多,涵盖了目前主要常用的实验数据。
附图说明
图1为本发明一种基于LABVIEW的环境实验箱数据采集系统中采集板硬件结构图的结构示意图。
其中,附图标记如下:桥式电阻采集模块101、电压或电流采集模块102、A/D转换电路103、单片机104、存储器105、拨码开关106、232通信接口107、485通信接口108、CAN总线接口109、模拟信号采集模块110、控制模块111、通信模块112、上位机113。
具体实施方式
为了使发明实现的技术手段、创造特征、达成目的和功效易于明白了解,下结合具体图示,进一步阐述本发明。
本发明的第一实施例是提供一种基于LABVIEW的环境实验箱数据采集系统,目的是本系统能够采集500米范围内(理论最大距离为1200米)48通道(可扩展为512通道)不同的物理量,采集数据精准,误差在正负1%以内,并且能够实时存储数据,能够满足实际工业控制的需求;能够采集的物理量包括温度、湿度、压力、流量、光照强度、速度、加速度等十余种之多,涵盖了目前主要常用的实验数据。
如图1所示,一种基于LABVIEW的环境实验箱数据采集系统,包括采集装置,用于数据采集并将采集的数据传送到上位机113,其中,采集装置包括采集板以及设置于采集板上的模拟信号采集模块110、控制模块111、通信模块112,控制模块111的输入端与采集模块的输出端连接,控制模块111的输出端通信模块112的输入端连接;控制模块111包括单片机104与存储器105,存储器105连接于单片机104,单片机104上连接设有拨码开关106,采集模块包括桥式电阻采集模块101、电压或电流采集模块102以及A/D转换电路103,桥式电阻采集模块101与电压或电流采集模块102均连接于A/D转换电路103的输入端,A/D转换电路103的输出端连接于单片机104,通信模块112包括分别连接于单片机104的232通信接口107、485通信接口108、CAN总线接口109,232通信接口107的输出端与上位机113的输入端连接,用于单片机104与上位机113通讯,485通信接口108用于主板与分板之间的通信,CAN总线接口109用作扩张备用。
本实施例提供的一种基于LABVIEW的环境实验箱数据采集系统采用的存储器105包括W25Q256存储器芯片与AT24C256存储器芯片, W25Q256存储器芯片与AT24C256存储器芯片分别与单片机104连接。
本实施例提供的一种基于LABVIEW的环境实验箱数据采集系统采用的单片机104为LPC1768单片机,W25Q256存储器芯片为串行Flash存储器,AT24C256芯片为可编程只读存储器;AT24C256芯片为8引脚双排直插式封装,具有结构紧凑、存储容量大等特点,可以在2线总线上并接4片该IC,特别适用于具有高容量数据储存要求的数据采集系统;W25Q256存储器芯片主要用于存储大量的实验数据,在使用时更灵活,性能更优越,基于双倍/四倍的SPI,能够立即完成提供数据给RAM,包括存储声音、文本和数据。
本实施例提供的一种基于LABVIEW的环境实验箱数据采集系统采用的采集板被分为主板与分板,主板与分板上均设有ID,分板设有复数个,每一个分板上的ID均不一样,控制连接于单机片的拨码开关106用于设定主板与分板上的ID,由于分散采集系统的需要,将采集板分为主板和分板,每一个分板要有不同的ID相互区分,在控制模块111中,在单片机104上加入一个八位拨码开关106用来设定采集板的ID,由二进制换算可知,八位拨码开关106一共可设定256不同的ID,其中将ID=0的采集板作为主板,主板通过485通信接口108采集分板所采集到的设备物理量,主板和分板只有硬件和软件完全相同,只有ID的不同,当一块主板损坏时,可以将任意一块分板的拨码开关106全部拨到0位,来替代主板。
本实施例提供的一种基于LABVIEW的环境实验箱数据采集系统采用的拨码开关106为八位拨码开关106。
本实施例提供的一种基于LABVIEW的环境实验箱数据采集系统采用的在采集板上设有分别连接232通信接口107、485通信接口108以及CAN总线接口109的DC-DC芯片,用于分别对232通信接口107、485通信接口108以及CAN总线接口109供电。
本实施例提供的一种基于LABVIEW的环境实验箱数据采集系统采用的采集板上设有连接单片机104与通信模块112的隔离器。
本实施例提供的一种基于LABVIEW的环境实验箱数据采集系统采用的隔离器的一端与单片机104连接,隔离器的另一端分别与232通信接口107、485通信接口108连接。
本实施例提供的一种基于LABVIEW的环境实验箱数据采集系统中游桥式电阻采集模块101、电压或电流采集模块102对实验设备数据进行采集,是一个由物理量转化为电量的过程,再由A/D转换电路103模拟量转化为可供单片机104处理的数字量并发送给单机片进行数据传输与存储,在单片机104程序中,对采集到的数字量进行冒泡排序,去除毛刺,数字滤波等算法,最终得到数确的电压值。
本实施例提供的一种基于LABVIEW的环境实验箱数据采集系统中的单片机104只负责实验设备的物理量对应电压值的转化,而上位机113负责电压值转为为实际值以及校准记录回放等功能,这样分工最大的好处是提高了本发明适用范围。无论需要采集的物理量类别的范围,只需要在上位机113软件上进行设置,便可以适应新的实验设备要求。
综上,本发明的一种基于LABVIEW的环境实验箱数据采集系统,本系统能够采集500米范围内(理论最大距离为1200米)48通道(可扩展为512通道)不同的物理量,采集数据精准,误差在正负1%以内,并且能够实时存储数据,能够满足实际工业控制的需求;能够采集的物理量包括温度、湿度、压力、流量、光照强度、速度、加速度等十余种之多,涵盖了目前主要常用的实验数据。
以上对发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,发明并不局限于上述特定实施方式,其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施;本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改做出若干简单推演、变形或替换,这并不影响发明的实质内容。
Claims (8)
1.一种基于LABVIEW的环境实验箱数据采集系统,包括采集装置,用于数据采集并将采集的数据传送到上位机,其特征在于,所述采集装置包括采集板以及设置于所述采集板上的模拟信号采集模块、控制模块、通信模块,所述控制模块的输入端与所述采集模块的输出端连接,所述控制模块的输出端所述通信模块的输入端连接;所述控制模块包括单片机与存储器,所述存储器连接于所述单片机,所述单片机上连接设有拨码开关,所述采集模块包括桥式电阻采集模块、电压或电流采集模块以及A/D转换电路,所述桥式电阻采集模块与所述电压或电流采集模块均连接于所述A/D转换电路的输入端,所述A/D转换电路的输出端连接于所述单片机,所述通信模块包括分别连接于所述单片机的232通信接口、485通信接口、CAN总线接口,所述232通信接口的输出端与所述上位机的输入端连接。
2.如权利要求1所述的一种基于LABVIEW的环境实验箱数据采集系统,其特征在于,所述存储器包括W25Q256存储器芯片与AT24C256存储器芯片,W25Q256存储器芯片与AT24C256存储器芯片分别与所述单片机连接。
3.如权利要求2所述的一种基于LABVIEW的环境实验箱数据采集系统,其特征在于,所述单片机为LPC1768单片机,所述W25Q256存储器芯片为串行Flash存储器,所述AT24C256芯片为可编程只读存储器。
4.如权利要求1所述的一种基于LABVIEW的环境实验箱数据采集系统,其特征在于,所述采集板被分为主板与分板,所述主板与所述分板上均设有ID,所述分板设有复数个,每一个所述分板上的ID均不一样,控制连接于所述单机片的所述拨码开关用于设定所述主板与所述分板上的ID。
5.如权利要求4所述的一种基于LABVIEW的环境实验箱数据采集系统,其特征在于,所述拨码开关为八位拨码开关。
6.如权利要求4所述的一种基于LABVIEW的环境实验箱数据采集系统,其特征在于,在所述采集板上设有分别连接所述232通信接口、所述485通信接口以及所述CAN总线接口的DC-DC芯片,用于分别对所述232通信接口、所述485通信接口以及所述CAN总线接口供电。
7.如权利要求4所述的一种基于LABVIEW的环境实验箱数据采集系统,其特征在于,所述采集板上设有连接所述单片机与所述通信模块的隔离器。
8.如权利要求7所述的一种基于LABVIEW的环境实验箱数据采集系统,其特征在于,所述隔离器的一端与所述单片机连接,所述隔离器的另一端分别与所述232通信接口、所述485通信接口连接。
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