- 李 誠, 上海聚星儀器有限公司應(yīng)用工程師

The Challenge:
        環(huán)境監(jiān)測要求系統(tǒng)能夠在戶外較惡劣環(huán)境下監(jiān)測多種環(huán)境參量戒职，包括氣象、振動绢陌、噪聲挨下、電磁場、圖像等脐湾，主要應(yīng)用領(lǐng)域包括人居環(huán)境監(jiān)測臭笆、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測以及節(jié)能減排項目監(jiān)測，需采用分布式結(jié)構(gòu)隶秒。

The Solution:
        NI CompactRIO是一款工業(yè)級嵌入式數(shù)據(jù)采集平臺持沛，基于該平臺開發(fā)的采集系統(tǒng)具有很好的穩(wěn)定性和實時性，并能適應(yīng)野外工作環(huán)境媒敲，我們采用NI CompactRIO豐富的C系列模塊采集各種傳感器輸出的模擬信號汇凌，通過TCP/IP協(xié)議傳輸?shù)缴衔粰C种功，工作人員可以實時監(jiān)測各種環(huán)境參數(shù)。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及主要特點

        環(huán)境監(jiān)測起步包基于NI的嵌入式硬件平臺CompactRIO和圖形化設(shè)計平臺LabVIWE開發(fā)而成蚪教，起步包結(jié)構(gòu)如圖 1所示共吞。

圖 1 環(huán)境監(jiān)測起步包結(jié)構(gòu)

        各種環(huán)境參量通過相應(yīng)的傳感器轉(zhuǎn)化為電信號，電信號通過C系列模塊輸入到CompactRIO中畅镐，CompactRIO對采集到的原始信號進行處理铡急，并將處理后的數(shù)據(jù)通過路由器發(fā)送到監(jiān)控端以及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。監(jiān)控端通過TCP/IP協(xié)議與CompactRIO通信践桂，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時顯示以及控制命令的發(fā)送径露。瀏覽端用戶通過網(wǎng)頁瀏覽器訪問服務(wù)器中的監(jiān)測數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)共享和歷史數(shù)據(jù)分析天俺。

        環(huán)境監(jiān)測起步包的主要特點有：
        自定義的FPGA模塊和豐富的I/O模塊赞辩，能夠與幾乎所有的傳感器進行方便的連接雌芽；
        模塊化的軟件結(jié)構(gòu)纫骑，能夠輕松地實現(xiàn)系統(tǒng)的維護與升級蒙袍；
        采用WIFI和3G技術(shù)，實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的無線傳輸，有利于分布式監(jiān)測和數(shù)據(jù)管理细移。

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監(jiān)測項目

        環(huán)境監(jiān)測起步包的監(jiān)測項目如下：

系統(tǒng)指標

        1.  CompactRIO板卡指標

        2. 監(jiān)測指標（標配、可擴展）

        溫度：測量范圍-5～55℃

        濕度：測量范圍0～100%

        振動：測量范圍±250g宛蚓，頻率范圍0.3～10KHz斜姥，靈敏度20mV/g，最小分辨率0.0005g

        聲音：頻率范圍20～20KHz武花，動態(tài)范圍127dB圆凰，靈敏度50mV/Pa

        電磁波：頻率范圍10～20KHz

        系統(tǒng)指標大多受限于選配的傳感器，起步包為了降低系統(tǒng)門檻采用了較低成本的傳感器体箕，對于大多數(shù)驗證和科研可以適用专钉，如果用戶須要更高精度的系統(tǒng)，聚星工程師可以選配更高等級的傳感器累铅。

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實物圖及軟件界面

圖 2 系統(tǒng)實物圖

圖 3 系統(tǒng)軟件界面

總結(jié)

        基于NI CompactRIO平臺開發(fā)的環(huán)境監(jiān)測起步包能夠監(jiān)測多種環(huán)境參量跃须，系統(tǒng)具有很高可靠性和擴展性。采用NI的嵌入式硬件平臺CompactRIO進行系統(tǒng)開發(fā)禽岭，能夠縮短開發(fā)周期诉抱，提高系統(tǒng)可靠性，使得用戶能夠把精力放在數(shù)據(jù)的分析處理上艘励。