应用
在当今数字化时代,实时数据采集的重要性日益凸显。它通过持续监测和记录关键参数,为决策者提供即时、准确的信息,从而极大地提升了系统的响应速度和运行效率。在工业自动化中,实时数据采集能够监测设备状态和生产进度,优化生产流程,减少停机时间;在智能交通领域,它帮助监测交通流量和路况,优化交通信号控制,提高交通流畅性;在智能家居系统中,实时数据采集用于监测室内环境参数,实现自动化控制,提升居住舒适度并降低能源消耗。总之,实时数据采集不仅支持快速决策和自动化控制,还在各个领域中实现更高的效率、更好的性能和更强的竞争力,是推动现代社会发展的重要技术手段。
中北大学仪器与电子学院的虚拟仪器设计实验课程,要求完成一款基于TEMT6000光线传感器的实验数据采集系统。该系统需实现数据采集、信号预处理,并通过直观的图形化显示完成现场数据的即时监控与记录。利用Visual Studio进行TEMT6000光线传感器的数据采集设计时,用户使用简仪科技的板卡与设备,实现了高效、精确的数据采集与处理。通过将TEMT6000传感器连接到简仪板卡的模拟输入通道,C#程序能够实时读取传感器输出的电压信号,并将其转换为对应的光照强度值。最终,采集到的数据被实时绘制为波形图,直观地展示了光照强度随时间的变化情况。这种设计不仅提高了数据采集的自动化程度,还为后续的数据分析和处理提供了便利,使得用户能够更加直观地了解环境光照的变化趋势,为相关应用提供了有力支持。
挑战
在设计TEMT6000 光线传感器的实验数据采集系统时,客户主要面临的挑战包括Visual Studio的简单培训、对应驱动的下载与安装、实时性显示要求和便携性要求。TEMT6000传感器的输出信号需要精确匹配简仪板卡的输入范围,否则可能导致数据采集不准确或损坏硬件。此外,实时波形显示对数据处理速度提出了较高要求,如何在保证数据采集精度的同时,实现快速、流畅的波形绘制,也是用户面临的一大难题。
解决方案
针对上述问题,简仪提供了如下解决方案。为客户讲解了一种基于 Visual Studio 平台的设计方法,利用 C#语言进行编写,该平台同样具备虚拟仪器设计功能,具有丰富的工具包,如图1所示。
图 1 VS平台进行虚拟仪器设计时的工具包
利用该平台进行数据采集时主要有五个步骤:创建任务、添加物理通道、配置参数、读取采集结果、采集显示。编写程序如下:
图 2 设计程序
在运行程序前,用户可以基于简仪科技平台上的测试模块对传感器进行检测,以便排除硬件问题。接上光线传感器后,利用测试平台对传感器进行测试,如图3所示。
图 3 Test Panel(未施加闪光灯时)
此时采集到的信号仍然是环境中的干扰噪声(如日光灯的干扰等),尝试将光敏传感器握于手中(相当于创造了一个黑暗环境,近似无光照),此时观察到的波形便是一条直线,由此也证实了目前图3中的信号确实是电磁波干扰。
施加闪光灯光照,采集回来的信号如图4所示。
图 4 Test Panel(施加闪光灯光照时)
接入传感器后运行图2中的 C#程序,如图5所示。
图 5 运行C#程序
此时采集的仍是电磁波干扰信号。当开始施加光照时,波形如图6所示。由图6可知,施加光照后信号幅值增大,再叠加上噪声干扰,因此呈现出上述波形。
图 6 施加手机闪光灯光照时
使用的简仪产品
PXIe-5510
高精度140 ppm
18位分辨率
32路单端模拟输入
模拟输入范围分为7档:±10 V / ±5 V / ±2 V / ±1 V / ±0.5 V / ±0.2 V / ±0.1 V
板载64 M采样点模拟输入 FIFO
DMA, 用于模拟输入输出
4通道16位同步模拟输出,带波形发生功能
板载32 M采样点模拟输出FIFO
48通道6组(6个Port)TTL数字输入输出
4通道32位通用定时器/计数器;模拟/数字/软件触发
为什么选择简仪
成熟的产品:简仪产品经过长期市场验证,具有可靠的性能和稳定性。
POC验证服务:简仪提供售前的POC验证服务,帮助客户验证产品性能和适用性。
高精度:简仪的产品满足了客户对测试精度和可靠性的高要求。
供货速度:简仪凭借高效的供应链体系,能够快速交付产品,充分满足项目进度要求。
成本效益:相比进口品牌,简仪不仅提供更优性能的解决方案,更在价格上具有明显优势,帮助客户降低整体制造成本。
技术支持和快速响应能力:简仪提供优质的本地化技术支持,快速响应客户需求,帮助客户解决问题,确保了测试任务的顺利进行。
在设计基于TEMT6000光线传感器的数据采集系统过程中,通过使用Visual Studio平台,用户成功实现了高效的数据处理和直观的波形展示,显著提升了用户体验。面对硬件兼容性和软件接口复杂性等挑战,简仪提供了详细的培训和技术支持,确保客户能够快速上手并克服困难。同时,简仪的产品在精度和性价比方面具备明显优势,这不仅满足了客户对质量的高要求,也帮助他们降低了整体制造成本。简仪将继续致力于为客户提供高效、可靠的解决方案,推动各行业的智能化进程。
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