NI Compact RIO在海洋環境多物理場測量中的應用

3．單個水下采集模塊硬件系統架構

　　在多個水下物理場進行測量時，對每個物理場的采樣要求并不相同，對于交變物理場，可以利用NI cRIO-9233采集器設置采樣率來采集，采樣率要求最高達到10K，而對于直流信號，系統中利用單片機，將信號采集進來，通過NI cRIO-9004控制器的串口，將數據傳給上位機，進行顯示和保存。

　　海洋環境多物理場測量陣如圖1所示。

　　圖1 海洋環境多物理場測量陣

　　對于水下測量系統來說，系統的布放是測量的一個重要組成部分，系統布放的成功與否直接影響了測量結果以及后期的數據分析與處理，系統在水下的姿態、位置正確，是我們進行數據采集的保證。為此，我們在系統中集成了姿態儀，通過它們掌握測量系統在水下的位置以及姿態信息，姿態信息同直流信號共用一個單片機來進行采集控制，而數據利用串口通過單片機傳送給NI cRIO-9004，并通過網絡傳送到上位機的顯控界面。

　　單個水下采集模塊硬件系統架構如圖2所示：

　　圖2 采集系統框架圖

　　三、軟件系統介紹：

　　1．軟件簡介：

　　軟件所使用的開發平臺為NI公司的LabVIEW軟件。LabVIEW是NI公司開發的一種目前應用最廣、發展最快、功能最

　　2．編程思路說明

　　本系統的軟件編程主要是需要實現對各個物理場采集的控制，按需要的采樣率要求進行數據采集；將采集信號傳送到上位機的用戶界面上，實時顯示，方便測試人員對測量體的布放、調試以及對目標的測量。

　　對于本系統來說，工作的重點是編譯各個物理場采集控制模塊，并將各采集模塊同姿態儀控制模塊集成在一起，形成一個成熟的系統采集控制軟件，可以便捷的對各個采集模塊進行控制，實時的顯示采集結果、存儲數據，更重要的是要讓程序的采集模塊之間即不相互產生沖突，也不會因為運行速度的問題產生丟點和串道。

2.1 NI cRIO-9233控制采集部分

利用NI cRIO-9233采集水下物理場交變部分，軟件設計的關鍵問題首先是要保證兩個NI cRIO-9233的同步，這在Project中通過設置兩個cRIO-9233的硬件屬性，可以將兩個NI cRIO-9233的時鐘設為同步，達到要求；其次是保證信號不會產生丟點和串道，根據采樣率的要求，最高要達到10K的采樣率，選擇DMA FIFO的方式，可以解決這個問題。采集到的數據，通過對DMA的讀取，經過二進制到十進制的轉換，進行顯示和存儲以及后期的數據處理。同時，在程序中還集成了錯誤報警，當程序出錯時，可以及時的提醒測量人員。