NI Compact RIO在海洋環(huán)境多物理場(chǎng)測量中的應用

　　2.2 cRIO-9004與單片機的串口通信

　　在本系統中，集成了對于海洋環(huán)境物理場(chǎng)直流信號的采集模塊以及姿態(tài)儀與漏水報警的控制和數據采集模塊，利用單片機控制各個(gè)模塊的采集，將信號通過(guò)串口傳給NI cRIO-9004，并在上位機顯示與存儲。

　　姿態(tài)儀和環(huán)境物理場(chǎng)采集模塊的工作通過(guò)上位機給單片機發(fā)送命令進(jìn)行切換，方便測量人員的觀(guān)測和控制，同時(shí)，當漏水報警啟動(dòng)時(shí)，單片機將傳送報警信號而不再發(fā)送其他信號，通過(guò)對信號的判斷，進(jìn)行軟件報警。

　　在對水下測量體進(jìn)行布放的時(shí)候，程序發(fā)送姿態(tài)儀工作指令給單片機，然后，讀取串口數據，并按照姿態(tài)儀的數據傳輸格式，將從串口得到的姿態(tài)儀數據提取出來(lái)并顯示，同時(shí)增加報警判斷，根據需要設定姿態(tài)判斷規則，當系統姿態(tài)達到一定的角度，程序開(kāi)始報警。

　　FPGA.vi的程序部分

　　圖4 FPGA.vi的程序部分

　　當水下測量體姿態(tài)穩定之后，通過(guò)程序設定的切換按鈕，給單片機發(fā)送指令，結束姿態(tài)儀數據的采集并發(fā)送穩恒物理場(chǎng)傳感器工作指令，開(kāi)始穩恒物理場(chǎng)的數據采集，根據單片機的數據傳輸格式，讀出串口中的字符串，并將其分解，轉換為10進(jìn)制數值，并根據規則將其換算為實(shí)際的物理量，顯示出來(lái)。

　　圖5 上位機中DMA的數據讀取和轉換

　　四、結論

本文討論了基于National Instruments公司的NI CompactRIO控制和采集系統和圖形化的編程開(kāi)發(fā)平臺LabVIEW而構建的海洋環(huán)境多物理場(chǎng)測量系統。由于很好的利用了NI CompactRIO——小巧而堅固的工業(yè)化控制和采集系統靈活，可靠等多項特性，并且結合了LabVIEW這一強大、高效的軟件開(kāi)發(fā)平臺，使得整個(gè)自動(dòng)化控制和采集系統能成功的應用于海洋環(huán)境多物理場(chǎng)的測量中，解決了傳統測量系統體積龐大，靈活性差，且操作繁瑣的難題。這也使海上實(shí)驗變得更加的方便、快捷和易于維護。通過(guò)已研制樣機的實(shí)驗，其多點(diǎn)同測，穩定可靠，實(shí)時(shí)便捷，靈活小巧，低功耗，布放方便等諸多優(yōu)點(diǎn)，很好地證明了測量系統能夠滿(mǎn)足海上多種物理場(chǎng)實(shí)驗的不同參數要求。該系統的成功開(kāi)發(fā)，也展現了NI公司的虛擬儀器技術(shù)在測試測量領(lǐng)域內的良好應用前景，為今后海洋環(huán)境多物理場(chǎng)測量陣的研制提供了極為有力的參考。