遠程數據采集與交互系統設計
加入技術交流群
數據采集箱的核心：XC2VP30是工業級Virtex-II Pro FPGA器件之一，邏輯單元Slice有13 696個，RAM為2 448 Kb，136個18×1乘法器以及8個數字時鐘管理模塊和644個用戶I／O端口，以及2個工作在350+MH4，基于FPGA開發平臺的BLDCM模糊PI控制器IBM PowerPC 405 RISC處理器和8個3．125 Gb／s RocketIO收發器，能提供多達120 Gb／s全雙工數據傳輸。Xilinx的FPGA是基于SRAM工藝，因此它們是易失的，數據采集箱采用3塊FLASH XCF04S ISP PROM來存儲FPGA的配置文件。
電流采集利用ADS807完成。ADS807是帶采樣／保持的高速12位A／D轉換器，采用流水線技術并行處理模擬量。數據采集箱中通過電流傳感器采集到電流值，然后通過ADS807將其轉換為12位數字信號傳送給FPGA。為了降低噪聲的影響，采用了平均濾波方法對A／D輸出進行濾波?；诖笮蛯嶒炂脚_的特殊性，本設計采用兩個獨立工作的轉換器構成兩通道的模式。
為了得到高精度的速度信號，FPGA對E6B2CWZ6C增量式旋轉編碼器的A相脈沖信號進行采集，被測對象每旋轉一周，A相將發出1 000個脈沖信號。
由于各種設備、接口的傳輸數率不相同，在FPGA內部為每一種設備或接口開辟獨立的緩沖區。FPGA對讀入的數據，先編碼，依據讀入設備，添加設備編號和接收時間；然后將讀取數據放入緩沖區；當緩沖區滿，接收到清空緩沖區或者發送指令后，緩沖區數據經網卡發送到服務器端。本文引用地址：http://www.104case.com/article/195064.htm
3 基于J2EE的軟件設計
J2EE作為業界開發企業級電子商務的標準技術，其組件不僅繼承了Java 2平臺的優點，如平臺無關性、安全性等，還增加了一系列的企業應用程序編程接口，如Java消息服務(Java Messaging Service，JMS)、企業Java組件(Enterprise Java Bean，EJB)、Java命名和目錄服務(Java Naming and Directory Interface，JNDI)、公共對象請求代理體系結構(Common Object Request Broker Architecture，CORBA)、遠程方法調用(Remote Method Invocation，RMI)、Java事務服務(Java Transaction Setvice，JTS)、Java數據庫連接(Java DataBaseCon-nectivity，JDBC)等。
本系統服務器端應用基于Struts和Hibernate的MVC(Model View Controller)設計模式。該設計模式把數據庫封裝起來，對業務層提供統一API訪問，節省開發人員的工作量，它可使整個管理系統的結構層次清晰，并實現了層之間的解耦，使開發過程中層與層之間的工作幾乎是完全獨立的，極大的提高了系統的開發效率，同時也提供了系統的可重用性和靈活性，為日后的擴展和維護留有很大的余地。
在服務器端，主要設計了用戶管理模塊，實驗數據管理模塊，通信模塊。用戶管理模塊的主要功能是實現用戶權限分級，防止惡意訪問。實驗數據管理模塊主要對接收到的實驗數據進行分類、分時間入庫，并建立相應的數據日志和備份。通信模塊一方面負責與采集箱通信，另一方面負責與遠程客戶端交流，完成按用戶指令采集實驗數據、將實驗數據提交給用戶等工作。
遠程實驗系統的數據查看頁面示意圖如圖3所示。當用戶通過互聯網遠程登錄后，根據用戶權限，可以自由選擇查看特定時間段時內的某個端口數據，還可以刪除冗余的數據。
通常，數據庫中存儲的實驗數據比較龐大，單純的表格有時難以形象地反映實驗效果。Matlab是常用的仿真軟件，廣泛應用到各種科研領域，具有強大的繪制曲線功能，利用這一功能，本文編寫．m文件，將服務器端的實驗數據下載到本地，然后利用Matlab繪制出圖形，進一步幫助用戶對實驗結果進行分析。圖4是經轉換后，由Matlab繪制出的電機轉速波形樣圖。
4 結語
在此對建設遠程實驗系統的意義進行了探討，并設計了遠程實驗系統結構：以FPGA為核心設備的數據采集箱，利用J2EE平臺以B／S模式對實驗數據進行遠程讀取。今后將在遠程實驗系統設計方案中設備可靠性進行進一步研究。例如：多用戶并發控制實驗設備時，指令發出的先后順序控制；用戶發出錯誤指令可能導致設備工作異常的處理措施等方面，還待進一步研究。
霍爾傳感器相關文章:霍爾傳感器工作原理
霍爾傳感器相關文章:霍爾傳感器原理
評論