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为铁路谐波干扰搭建一个数据采集和监控系统

2012年05月11日 10:07 次阅读

  挑战:

  设计一个复杂的数据采集系统,它能够:测量、监控,并抓取各种音频信号;与其它设备进行远程同步;按照特定的协议通过多功能车辆总线(MVB)与列车进行通信;并且能够通过管理和处理大量的数据来分析轨道网络中的谐波干扰。

  解决方案:

  开发一种基于NI PXI硬件平台以及NI LabVIEW和DIAdem软件平台的系统来满足上述的需求并且能够迅速而有效地生成报表。

  软件平台

  Ineco是一家在交通运输行业有着广泛经验的工程公司。 为了研究谐波在铁路基础设施建设方面的影响,我们设计开发了一种数据采集系统,它整合了系统要求的所有特性。

  数据采集

  我们的团队通常在一个移动牵引单元上收集铁路的数据。对于这个项目,我们选择了NI PXIe-1062Q 8槽的机箱来将因振动而产生的影响降到最低。

  通过基于PXI硬件平台的NI 6123和NI 6120模块,我们以50,000赫兹的采样率同步采集了变化的电压和电流信号,这使得我们能够记录下整个音频频率范围的信号。 为了连接这些模块,我们使用NI TB-2708、TB-2709和TB-2705这三种接线端子来提供前两个SMB的连接和最后直接信号电缆的连接。

  MVB通信

  我们需要用一块MVB协议的通信卡捕获不同牵引单元上的不同信号。 通过使用DLL-specific LabVIEW VI,PXI平台和LabVIEW 将整个机箱配置为一个整体,使得数据在数据卡和应用程序之间的传输快速而容易。

  计算机同步

  我们的主要设计要求之一是能够在远距离运动的情况下精确地同步多台电脑。

  为了达到所需的同步,我们决定用NI PXI-6682定时和同步模块与全球定位系统(GPS)达到同步。 该模块化的设备能够很好的适应我们的系统集成,可以很容易融入到整个应用程序中,实现更精确地设备同步。

  GPS 用户界面

  为了形象化的显示铁路上测试点运动的位置, 我们通过连接在PXI-6682上的天线接收GPS坐标信号,并将坐标发送给集成了Google Earth的用户界面。我们通过3G连接到Google Earth(谷歌地球),假如该地点没有信号覆盖,我们就使用已经缓存好的软件地图代替。

  应用程序

  我们用LabVIEW开发了应用程序, 因为它能够很容易地将的各种不同的硬件模块集成,具有强大的图形化的开发环境,并提供了一种可视化的编程环境。

  这个应用程序被设计成能够在两种完全不同的环境里运行:第一种是对数据进行采集、监控和实时处理;第二种是长时间的数据采集,这个过程完全自动(没有任何人的干预),并且是在一个不间断电源(UPS)的支持下。

  我们将这个系统的结构分成三个主要模块。

  初始化

  在初始化模块中,我们的基本参数有探针使用的数量、MVB的通信参数,火车的类型和型号以及各种显示控件(例如与驱动单元)的通讯和状态的验证。

  电压、电流和GPS

  这个模块是负责配置以及实现数据采集,这些数据来自连接到计算机的不同的传感器和GPS信号。如果应用程序正在以实时分析模式运行,那么该部分还执行信号处理的任务,例如信号滤波、均方根值运算、阻抗、速度计算以及结果显示。

  MVB变量

  这个模块负责建立MVB通信,通过使用LabVIEW call funcTIons VI调用在ANSI C中开发的动态链接库(dll)来实现。这些变量也要负责数据记录和显示。

  这些模块通过定时循环保持同步。计算机与计算机之间是通过NI 6682模块提供的GPS时间实现同步的。

  为了实现记录过程的自动化,我们通过NI-6120模块发送一个模拟信号给UPS(不间断电源)。这个信号是一个让UPS断开的命令,这样它就进入了待机模式。然后PXI就可以安全的关闭了,这样可以防止数据丢失。

  数据管理和处理

  我们需要一个解决方案来快速地管理大量的数据,能够实现信号滤波,在时域和频域分析数据,并且可以生成自动化脚本。所以,我们使用NI DIAdem数据管理软件来满足这些要求。

  结论

  采用NI PXI平台,我们为移动牵引单元开发了一种模块化、结构紧凑、稳定可靠的数据采集系统。我们选择了LabVIEW作为开发环境,因为其直观的图形化开发特性、灵活、易于通过MVB协议集成和维护。DIAdem数据管理软件通过自动使用脚本报告节省了我们的数据处理时间和精力。

  随着NI软件和硬件所提供的集成效果不断的发展和完善,我们可以很容易地更新,以适应可能发生在铁路部门的系统级的改变。

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MEMS陀螺仪,让数据采集从此轻而易举

高精度的传感器是必不可缺的器件,甚至可以说,掌握了最新传感器技术就是抓住了电子产业发展的命脉。

发表于 2015-04-29 18:05 2416次阅读
MEMS陀螺仪,让数据采集从此轻而易举

从操作系统层面解读可穿戴设备

智能设备包括很多类,有大有小,例如机器人、无人飞行器、IoT物联网设备、智能家居设备、可穿戴设备等等...

发表于 2015-04-21 13:43 1729次阅读
从操作系统层面解读可穿戴设备

各大厂商摩拳擦掌 智能家居市场争霸赛即将上演

业内普遍认为,智能家居将成为下一个千亿甚至万亿级别的市场。

发表于 2015-03-16 11:52 367次阅读
各大厂商摩拳擦掌 智能家居市场争霸赛即将上演

大联大世平集团推出智能家居安防终端系列解决方案

2015年3月10日,致力于亚太地区市场的领先电子元器件分销商---大联大控股宣布,其旗下世平推出应...

发表于 2015-03-10 14:19 1558次阅读
大联大世平集团推出智能家居安防终端系列解决方案

TCR+TSF混合无功补偿应用方案设计

针对目前煤矿供电系统中非线性负荷无功消耗大,谐波污染严重的问题,该文介绍了一种混合型无功补偿及滤波方...

发表于 2015-03-03 14:25 790次阅读
TCR+TSF混合无功补偿应用方案设计

风向标携手汉威展开长期战略合作

浙江风向标科技有限公司与汉威电子正式签署战略合作框架协议,宣布双方将进一步延续自2014年初开始的合...

发表于 2015-02-12 16:40 213次阅读
风向标携手汉威展开长期战略合作

AD7674和C8051F060构成的数据采集系...

AD7674能提供3种不同转换速率工作方式,以便对不同的具体应用优化性能。这3种工作模式如下:WAR...

发表于 2014-12-11 16:13 987次阅读
AD7674和C8051F060构成的数据采集系...

采用TLC5510数据采集整形触发电路设计

TLC5510的基准电源有多种接法,根据不同场合选择适当基准电源,利用内部基准源,TLC5510典型...

发表于 2014-12-11 14:52 2296次阅读
采用TLC5510数据采集整形触发电路设计

运用C8051F340的数据采集系统电路设计

本文以带有片上USB 控制器和D/A 转换器的高度集成处理器C8051F340为核心器件,采用SD ...

发表于 2014-12-11 11:11 2074次阅读
运用C8051F340的数据采集系统电路设计

抗干扰定型机数据采集器系统电路设计 —电路图天天...

定型机数据采集器工作在电磁环境非常恶劣的场所,良好的抗干扰技术是数据采集器可靠工作的基本保证。本文分...

发表于 2014-12-10 11:02 2345次阅读
抗干扰定型机数据采集器系统电路设计 —电路图天天...

基于MAX1407低功耗多通道数据采集系统电路设...

低功耗、通用的、多通道数据采集系统(DAS),这些器件针对低功耗应用而优化。所有器件的工作于+2.7...

发表于 2014-11-20 11:46 1400次阅读
基于MAX1407低功耗多通道数据采集系统电路设...

5V单电源8通道数据采集系统电路设计

电路是一款高度集成、16位、1 MSPS、多路复用、8通道、灵活的数字采集系统(DAS),集成可编程...

发表于 2014-11-04 15:21 2402次阅读
5V单电源8通道数据采集系统电路设计

基于DSP和OZ890的电池管理模块电路设计

本设计主要实现数据采集、电池状态计算、均衡控制、热管理、各种通信以及故障诊断等功能。

发表于 2014-09-26 16:36 738次阅读
基于DSP和OZ890的电池管理模块电路设计

消防指示灯智能网关监控系统接口电路设计

SCK、MISO、MOSI 分别是SPI 接口的时钟信号、主站输入信号、主站输出信号。定义STC12...

发表于 2014-09-19 10:47 1251次阅读
消防指示灯智能网关监控系统接口电路设计

揭秘高性能多路复用数据采集系统

高通道密度数据采集系统用于医疗成像、工业过程控制、自动测试设备和40G/100G光通信系统可将众多传...

发表于 2014-09-16 18:31 2041次阅读
揭秘高性能多路复用数据采集系统

安全智能家居监控系统各模块电路图组合

PCF8563是低功耗的CMOS实时时钟/日历芯片,它提供一个可编程时钟输出,一个中断输出和掉电检测...

发表于 2014-09-16 16:40 5047次阅读
安全智能家居监控系统各模块电路图组合

云平台的移动应用软件智能监控与支撑技术研究

本文针对当前移动智能终端上第三方应用软件存在的诸多问题,提出了构建移动应用软件智能监控系统的解决方案...

发表于 2014-08-04 16:59 923次阅读
云平台的移动应用软件智能监控与支撑技术研究

基于ARM的智能家居监控系统设计

信息技术已在人们生活的各个方面得到广泛应用。人们对家庭居住环境的要求越来越高。##系统软硬件设计

发表于 2014-06-05 10:50 1457次阅读
基于ARM的智能家居监控系统设计