基于LabVIEW的无线自动测控系统设计与实现

基于LabVIEW的无线自动测控系统设计与实现

　　2 系统硬件结构设计

　　基于LabVIEW的无线测控系统硬件部分主要由传感器、AD转换器、FPGA、ARM系统、Wi—Fi无线模块、存储器FLASH、USB控制器FT245等组成，硬件总体结构图如图2所示。

图2 无线传感器节点的硬件总体结构框图

　　A/D变换器作为模数转换的关键器件在测控系统中的地位是不容忽视的，测控系统选用AD公司的AD7492作为模数转换芯片，AD7492分辨率为12 bit，在2.7 V～5.25 V的电压下工作，最高采样速率可达到3 MB/s，可以处理高达10 MHz的宽频信号。在传感器节点的硬件当中FLASH存储器也显得尤为重要，因为所有的实验数据都需要存储到FLASH中，一方面数据要准确地存入且不能丢失，另一方面存储的数据要能够准确地被读出并传回上位机。测控系统的NandFlash芯片选用三星公司的K9K2G08U0M，容量为256 MB，电压工作在2.7 V～3.6 V，一页大小为2 kB，编程和擦除均为自动。

　　3 系统软件设计

　　基于LabVIEW的无线测控系统上位机软件主要运用NI公司的LabVIEW9.0开发完成，系统软件主要实现以下几点功能：1)系统参数配置，包括对传感器的采样频率、采样点数及信号调理模块的放大倍数等;2)工作状态检测，即对选定的无线传感器网络节点客户端通信信道进行的工作状态检测;3)数据通信，能对接收到的数据进行滤波和频谱分析;4)测试过程中的数据存储和测试结束后的数据读取。

　　数据读取模块是软件系统的主要单元，主要的功能是向下位机发送执行采集数据的命令，并读取和回传采集到的数据。LabVIEW的优势在于已经为用户提供了封装好的TCPVI函数，使用时只需要设置服务器端TCP VI的监听端口，客户端TCP VI则只需要设置相应的要与服务器建立连接的地址和远程端口即可。在LabVIEW环境下服务器Socket通信程序框图如图3所示。

图3 Socket通信的程序框图

　　根据Socket技术TCP通信流程包括：作为服务器端的PC机首先对指定的端口监听并处于等待连接状态，作为客户端的数据采集端向服务器端被监听的端口发出连接请求后，PC机响应，先向客户端发出数据采集命令，再读取客户端反馈的表示确认握手成功的信息，并读取文件是否为加密文件的标志位，读取文件数据大小信息，最后读取数据，通信完成后关闭TCP连接。