"為了滿足社會可持續(xù)發(fā)展的要求，環(huán)境保護受到越來越多的重視。以現(xiàn)代測量技術(shù)為基礎(chǔ)的環(huán)境監(jiān)測技術(shù)可對各種環(huán)境參數(shù)進行測量與分析，是研究環(huán)境質(zhì)量變化趨勢的重要手段和環(huán)境保護的基礎(chǔ)。"

　　-李誠,上海聚星儀器有限公司應(yīng)用工程師

　　The Challenge:

　　環(huán)境監(jiān)測要求系統(tǒng)能夠在戶外較惡劣環(huán)境下監(jiān)測多種環(huán)境參量，包括氣象、振動、噪聲、電磁場、圖像等，主要應(yīng)用領(lǐng)域包括人居環(huán)境監(jiān)測、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測以及節(jié)能減排項目監(jiān)測，需采用分布式結(jié)構(gòu)。

　　The Solution:

　　NICompactRIO是一款工業(yè)級嵌入式數(shù)據(jù)采集平臺，基于該平臺開發(fā)的采集系統(tǒng)具有很好的穩(wěn)定性和實時性，并能適應(yīng)野外工作環(huán)境，我們采用NICompactRIO豐富的C系列模塊采集各種傳感器輸出的模擬信號，通過TCP/IP協(xié)議傳輸?shù)缴衔粰C，工作人員可以實時監(jiān)測各種環(huán)境參數(shù)。

　　Author(s):

　　李誠-上海聚星儀器有限公司應(yīng)用工程師

　　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及主要特點

　　環(huán)境監(jiān)測起步包基于NI的嵌入式硬件平臺CompactRIO和圖形化設(shè)計平臺LabVIWE開發(fā)而成，起步包結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　1環(huán)境監(jiān)測起步包結(jié)構(gòu)

　　各種環(huán)境參量通過相應(yīng)的傳感器轉(zhuǎn)化為電信號，電信號通過C系列模塊輸入到CompactRIO中，CompactRIO對采集到的原始信號進行處理，并將處理后的數(shù)據(jù)通過路由器發(fā)送到監(jiān)控端以及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。監(jiān)控端通過TCP/IP協(xié)議與CompactRIO通信，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時顯示以及控制命令的發(fā)送。瀏覽端用戶通過網(wǎng)頁瀏覽器訪問服務(wù)器中的監(jiān)測數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)共享和歷史數(shù)據(jù)分析。

　　環(huán)境監(jiān)測起步包的主要特點有：

　　自定義的FPGA模塊和豐富的I/O模塊，能夠與幾乎所有的傳感器進行方便的連接;

　　模塊化的軟件結(jié)構(gòu)，能夠輕松地實現(xiàn)系統(tǒng)的維護與升級;

　　采用WIFI和3G技術(shù)，實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的無線傳輸，有利于分布式監(jiān)測和數(shù)據(jù)管理。

　　監(jiān)測項目

　　環(huán)境監(jiān)測起步包的監(jiān)測項目如下：

　　系統(tǒng)指標(biāo)

　　1.CompactRIO板卡指標(biāo)

　　2.監(jiān)測指標(biāo)(標(biāo)配、可擴展)

　　溫度：測量范圍-5～55℃

　　濕度：測量范圍0～100%

　　振動：測量范圍±250g，頻率范圍0.3～10KHz，靈敏度20mV/g，最小分辨率0.0005g

　　聲音：頻率范圍20～20KHz，動態(tài)范圍127dB，靈敏度50mV/Pa

　　電磁波：頻率范圍10～20KHz

　　系統(tǒng)指標(biāo)大多受限于選配的傳感器，起步包為了降低系統(tǒng)門檻采用了較低成本的傳感器，對于大多數(shù)驗證和科研可以適用，如果用戶須要更高精度的系統(tǒng)，聚星工程師可以選配更高等級的傳感器。

　　實物圖及軟件界面

　　圖2系統(tǒng)實物圖

　　圖3系統(tǒng)軟件界面

　　總結(jié)

　　基于NICompactRIO平臺開發(fā)的環(huán)境監(jiān)測起步包能夠監(jiān)測多種環(huán)境參量，系統(tǒng)具有很高可靠性和擴展性。采用NI的嵌入式硬件平臺CompactRIO進行系統(tǒng)開發(fā)，能夠縮短開發(fā)周期，提高系統(tǒng)可靠性，使得用戶能夠把精力放在數(shù)據(jù)的分析處理上。

　　聚星儀器是NI的金牌系統(tǒng)聯(lián)盟伙伴，同時也是NICompactRIO大陸地區(qū)獨家代理商和增值服務(wù)商。聚星儀器擁有一支全球頂尖的LabVIEW開發(fā)團隊，以NICompactRIO為核心開發(fā)了許多創(chuàng)新應(yīng)用，您可登陸聚星儀器主頁www.vi-china.com.cn查看更多產(chǎn)品和應(yīng)用案例，或聯(lián)系聚星儀器CompactRIO技術(shù)支持。