示波器与MATLAB软件的连接 - 基于MATLAB的SAW标签阅读器系统设计

示波器与MATLAB软件的连接

　　本系统采用了Agilent公司的6000系列示波器，输入带宽为300MHz。其支持USB2.0、GPIB和TCP/IP网络传输。系统通过路由器把示波器和PC连接，同时利用路由器的路由功能，实现多台电脑都可访问示波器的功能。特别是在临时现场操作时，通过无线局域网和示波器的连接，避免了连线。MATLAB与示波器的连接具体包括示波器的参数设置、PC端参数设置和MATLAB软件设置。

　　示波器参数设置主要是根据连接方式来设置对应的参数，比如采用网络连接时，需要设置IP地址、网关、子网掩码、DNS服务器等参数，其过程相当于PC端对网卡的设置。PC端主要是对网卡进行对应的参数设置。以上两项设置好后，就可以实现示波器和PC之间网络物理层以及底层的连接。此时，在MATLAB命令窗口敲入TMTool命令，如图4所示的GUI窗口会显示出来。首页显示了必要的帮助内容。而右侧栏给出了三类连接方式选择：硬件接口、仪器对象和仪器驱动程序。如连接正确，在窗口中点击扫描按钮将显示出已经建立的仪器连接信息。

　　

 

　　图4 TMTool工具窗口

　　在TMTool图形窗口中，可以对仪器进行各项操作，包括控制示波器的显示方式、显示内容、触发方式等，也可以采集所需的数据。在设置好与仪器通讯的各种命令后，通过自动转换就能够把各种操作自动转换为.M文件，从而可以在编写的MATLAB程序中直接实时对外部仪器进行控制和数据采集。

　　试验

　　在用TMTool工具与示波器连接并设置好对应的参数后，以下是本系统试验中自动生成的M文件代码：

　　% Find a VISA-TCPIP object.

　　obj1=instRFind('Type','visa-tcpip', 'RsrcName', 'TCPIP0::192.168.1.100::inst0::INSTR', 'Tag', '');

　　% Create the VISA-TCPIP object if it does not exist

　　% otherwise use the object that was found.

　　if isempty(obj1)

　　obj1=visa('AGILENT', 'TCPIP0::192.168.1.100::inst0::INSTR');

　　else

　　fclose(obj1);

　　obj1 = obj1(1);

　　end

　　% Configure instrument object, obj1

　　set(obj1, 'InputBufferSize', 250000);

　　% Configure instrument object, obj1

　　set(obj1, 'OutputBufferSize', 512);

　　% Connect to instrument object, obj1.

　　fopen(obj1);

　　% Communicating with instrument object, obj1.

　　fprintf(obj1, ':WAVeform:FORMat ASCii');

　　fprintf(obj1, ':WAVeform:SOURce CHANnel1');

　　CH1data = query(obj1, ':WAVeform:DATa?');

　　CH1strdat=CH1data(11:end);

　　temp1=textscan(CH1strdat,'%f,');

　　CH1dat=temp1{1,1};

　　%plot(1:size(CH1dat),CH1dat');

　　fprintf(obj1, ':WAVeform:SOURce CHANnel2');

　　CH2data = query(obj1, ':WAVeform:DATa?');

　　CH2strdat=CH2data(11:end);

　　temp2=textscan(CH2strdat,'%f,');

　　CH2dat=temp2{1,1};

　　% Disconnect from instrument object, obj1.

　　fclose(obj1);

　　把以上代码加入到MATLAB算法处理文件中，则实现了实时自动采集标签回波信号数据，并进行数据处理以识别标签编码。图5是采用MATLAB编写的用户程序界面，显示了采集数据的曲线以及经过信号处理后得出的编码等信息。图6为在高交会上展示的实际样机。

　　

 

　　图 5 SAW标签软件界面

　　

 

　　图6 SAW标签系统样机

　　结论

　　本文介绍了声表面波射频辨识标签的工作原理，分析阅读器的设计原理，并给出了基于时域采样的阅读器设计方法。针对系统需要高速A/D采样的需求，利用MATLAB仪器控制工具箱实现示波器和MATLAB软件的连接，充分发挥后者的高速采集能力。避免把主要精力用于系统硬件开发和调试，提高了研究效率。本系统成功参加了深圳高新技术交易会展出，取得了良好的展示效果。