一种用于测控系统的Ethernet实时协议

近年来，测控领域希望将Ethernet用作象现场总线，即通过Ethernet直接将现场智能设备(仪表、控制器、变送器和执行器)相连，以便工厂各级网络系统可以很容易地集成和互联，实现工业现场智能设备之间和工业现场智能设备与上层计算机之间的通信。但目前还存在一些障碍：由于多用户同时访问同一站点，帧之间可能存在冲突导致不确定性；缺乏一种标准的、设置较好的实时协议。     

基于虚拟仪器的测控系统平台

一个大的复杂的测试系统往往系统的测量、输入、输出、结果分析分布在不同的地理位置，仅用一台计算机并不能胜任测试任务，需要由分布在不同地理位置的若干计算机共同完成整个测试任务。计算机网络技术、总线技术与数据库技术的发展，乃至Internett网的发展拓展了虚拟仪器测试系统的应用范围。利用网络技术将分散在不同地理位置不同功能的测试设备联系在一起，使昂贵的硬件设备、软件在网络内得以共享，减少了设备重复投资。一台计算机采集的数据可以立即传输到另一台处理分析机上进行处理分析，实现实时采集、实时监测。重要的数据实行多机备份，提高了系统的可靠性。对于有些危险的、环境恶劣的不适合人员操作的数据采集工作可实行远程采集，将采集的数据放在服务器中供用户使用。     

薄膜层状外延生长的光学原位实时监测方法

综述了几种用于监控薄膜外延生长的光学原位实时监测方法的进展。其中光反射差法／光反射各向异性谱（ＲＤＳ／ＲＡＳ）和ｐ偏振反射谱（ＰＲＳ），表面光吸收（ＳＰＡ），椭偏仪（ＳＥ）等。在外延过程中已观测到了薄膜层状外延周期振荡。     

基于AD8232的心电实时监测及分析系统设计

为了方便对患者心电信号进行实时监测,实现对心脏疾病的及时预防及诊断,利用一款基于ATmega328p微控制器的Arduino开发板、一块心电监测前端模块AD8232及上位机软件LabVIEW开发出一套心电实时监测系统,并利用LabVIEW设计出多种软件滤波方法来抑制心电信号中的噪声。由于心电信号的时频特性能提供反映患者心脏活动动态行为的信息,该系统还包括基于LabVIEW设计出的多种用于心电信号实时分析的程序,使被试心电信号所包含的生理特性能够及时地被分析出来。利用所开发的心电实时监测分析系统对被试的心电信号进行采集和分析,发现系统能够非常灵敏、准确地检测心电信号,并对信号噪声有着很好的抑制能力。此外系统能够对信号进行各式的实时分析,且分析结果可靠,能够运用于临床诊断。利用该系统对心电信号进行实时采集和分析,其测量结果准确、去噪效果良好、分析结果可靠,为今后心电实时监测分析系统的设计提供了借鉴。     

高强度钢手工焊接后过程的声发射实时监测研究

本针对实际工艺中使用的高强度钢，重点对手工焊接的冷却过程利用声发射技术进行实时监测。本次试验是和先前在不同型号的钢板在手工焊接过程中所产生的声发射信号进行比较的基础上进行的，主要目的是寻找高强度钢在手工焊接的冷却中所产生的活性裂纹在冷却阶段的声信号特征。     

激光光束实时监测与自动准直系统设计

设计了一个激光光斑实时监测与光路自动准直装置,能够实时监测激光光斑并自动准商激光输出方向.基于透镜成像原理,使用CCD探测器获得光斑的二维成像,并根据两点确定一条直线原理和使用压电陶瓷电动调整架实现光路自动准直;监测控制程序采用虚拟仪器开发软件Lab View编写,可以实时监测激光光斑模式与光斑位置抖动情况,并进行反馈控制.经测试,设计装置的调整精度达0.5μrad,反馈控制频率约1 Hz,完全可降低或消除抖动周期在1 s以上的光斑飘移.     

城市道路空气质量实时监测系统的设计

传统的空气质量检测仪只能实时显示数据,并不具备数据传输能力;仪器采集的数据取决于传感器的质量高低,而进口的红外线空气质量分析仪价格非常昂贵;为解决这些问题,利用Arduino Uno R3单片机作为控制核心,与多种气体传感器一起组成实时监测终端;传感器采集的数据经过Arduino单片机处理后,通过VANET技术发送给车载单元或手持观测器进行实时显示;同时数据也可以通过Internet传送到控制中心;重点描述了监测终端的硬件结构与软件设计,测试结果表明本系统具有可靠性高、实时性好等优点,具有非常高的实用价值。     

激光清洗实时监测技术研究

针对目前在研激光清洗的实时监测问题进行实验和分析。得出两个结论:激光清洗具有传统方法无法具有的优越性,可以节省大量人力物力成为新型清洗方法而受到重视,激光清洗在设备维修保养中显示了良好的应用前景。激光清洗过程中产生的声发射信号包含了清洗过程的大量信息,利用声发射检测系统可以对激光清洗过程实时监控。     

差分吸收光谱系统监测污染物浓度实时预测模型

差分吸收光谱(DOAS)法是一种有效的监测大气污染气体浓度的光学遥感方法,不仅有好的时间分辨率,而且测量灵敏度也很高。但是由于遥测系统处于复杂的大气环境中,各种干扰因素以及恶劣的气候条件,都会对系统产生影响。针对现有实时、在线监测差分吸收光谱系统中存在的不足,作者提出了一种基于改进Elman网络的实时预测模型。利用逐步回归筛选预测因子,不仅降低了预测网络的复杂程度,而且增强了系统的预测实时性。利用带自适应学习率的动态BP算法对改进的Elman网络进行训练,使预测系统能更好地辨识要预测的差分吸收光谱系统,该模型能较准确地对DOAS系统监测污染物数据进行实时跟踪监控,一定程度上弥补了遥测系统的不足。     

基于网状光网络的智能实时监测保护系统的研究

目前光网络的拓扑结构越来越复杂,逐渐向网状结构光网络发展。提出了一种新的网状光网络智能实时在线监测保护方案,该方案采用下层嵌入式监测设备＋上层网管中心的模式。在嵌入式监测保护设备上加入保护光纤路由计算的功能,由嵌入式监测保护设备事先用路由算法计算出每条工作光纤的备用光纤路由,在工作光纤发生故障时及时进行切换。该方案实现了真正无人值守的光网络智能实时在线监测保护设备,适应网状光网络的发展要求,实现网状光网络的透明无阻断通信。     

便携式数据采集控制系统的设计与实现

在狭小空间或是恶劣环境下进行数据采集,传统的数据采集设备占用空间大、传输速率慢,不方便携带。通过分析这些缺点,设计了一种基于WiFi无线网络技术的便携式的无线数据采集控制系统。整个系统包括数据采集单元、数据传输单元和数据控制单元三大部分。该数据采集控制系统能够在WiFi网络覆盖区域内,以手持Android小型终端为控制终端,以无线网络为传输通道,实时控制数据采集卡,并读取采集数据,即时数据可帮助用户更加可靠的分析实际情况,具有实际应用价值。     

基于CPCI总线的雷达数据采集与控制系统显控软件设计

CPCI总线作为PCI总线的加固版本,目前已成为计算机上流行的高速外设接口总线。在工业自动化领域,进行数据采集和控制基本上也都是通过这一成熟技术来实现的。本文简要介绍该测量雷达和数据采集与控制系统的基本结构,以及CPCI总线标准,重点分析显控软件的功能需求,采用自顶向下的设计,并在VC环境下基于MFC架构利用多线程和双缓存技术以及多种ActiveX控件进行显控软件设计。实现了对测量雷达的控制以及对雷达回波的原始数据的实时存取和绘制。     

基于Web的实时漆包线材生产设备监控平台设计

为了实现漆包机生产的远程监控,设计了一款基于Web的实时漆包机远程监控平台。该平台使用模块化,可扩展的设计方案,采用了Spring MVC的后台Web应用程序框架,基于Modbus协议的数据交互,Ajax方式的网络数据异步提交以及无刷新的图表显示技术。传统的监控平台只能通过以太网在企业内部访问,而该平台可接入互联网,可实现随时随地通过电脑及或者移动终端对生产设备各部分的温度点、电机风机转速、耗电量统计的实时监视,对温度的上下限及电机转速进行远程控制,接收设备状态异常的实时报警,数据存储分析。实验测试表明,该平台的实时性和稳定性均能达到车间生产的要求。     

基于PAC的测控系统设计与实现

为实现某化学分析测量仪器自动化测控需求,通过分析研究数字量与模拟量输入监测及温度、电磁阀等控制技术,设计组建了基于PAC的组件式测控系统,编制了基于模块化开发、工作流程的数据结构设计、多线程技术的测控软件,经过多次实验验证,测控系统稳定可靠,实现了无人值守长时间运行。     

碳纳米管应变传感测量与偏振拉曼控制方法研究

面向微尺度平面变形的精细测量对碳纳米管应变传感测量方法进行了理论与实验研究。利用碳纳米管的拉曼应变敏感性及其偏振选择性,针对各种典型的拉曼光谱系统偏振构型,推导建立了适于各种偏振拉曼构型的碳纳米管平面应变传感解析关系式。从测量学角度出发,对不同偏振构型下的应变传感进行了对比分析,得出入射与散射光偏振方向皆能够连续控制且始终保持平行的双偏协同构型最适合于平面应变传感,并进一步提出易于实现的双偏协同构型光路配置方式与控制方法。通过实验应用证明,所提出的方法能够有效的实现基于偏振拉曼的碳纳米管平面应变传感测量。     

基于F-P干涉仪溶液浓度微变量实时监测系统的研究

设计了一款基于Fabry-Perot(F-P)干涉仪监测溶液浓度微小变化量的传感装置.利用光纤传输激光并用分体CCD采集图像,实现对溶液浓度的高精度微变化量的实时监控和测量.从理论上分析了F-P干涉仪干涉条纹的改变数目Δk与溶液浓度微变化量Δc(Δk)之间的关系,采用平面F-P干涉仪实现高精度测量溶液浓度微变化量的原理和可行性.在实验上构建了由He-Ne激光器、石英光纤、平面F-P干涉容器腔、面阵分体CCD、计算机等组成的实验监控与测量装置,对三组不同浓度的甘油溶液进行测量,通过观察干涉条纹的改变数目测定溶液浓度的改变量,用实验结果标定溶液浓度微变化量Δc(Δk)与干涉条纹改变数目Δk之间的数学解析式.实验结果表明:采用该系统可以监测到10-4量级的溶液浓度的变化值.     

多路电能计量与控制系统的设计与仿真

在实际电路设计工程中为加快设计进度,利用现代计算机仿真技术和软件对实际电路进行了仿真设计。基于仿真元件和实际电路的差异,对电路中的独特元件磁保持继电器及其驱动电路、功率信号以及逻辑处理电路进行了分析并建立了仿真模型,设计了核心测量软件代码,成功完成了对16路用电线路的电能计量与通断等的控制,达到了项目对多路集中用电的控制和节能的目的。仿真结果节约了成本和时间,提高了设计效率,仿真过程对大部分电路设计具有借鉴意义。     

基于光电侦察仪的多测角实时数据融合方法研究

针对传统“L公式法”和“平均值法”进行数据融合时利用测试数据不充分、没有考虑测试误差影响等局限性,文章提出一种基于多测角融合的光电侦察仪组网实时数据融合方法;在最小二乘准则下,建立了光电侦察仪组网融合模型,并对模型求解涉及的待估参数初值选择、权系数矩阵确定和融合精度等问题进行深入研究;通过仿真实验,对文章所提方法的实时性和精度进行有效验证,对不同布站数量下的融合效果进行了对比分析;最后,得出待估参数选择原则、权系数矩阵确定原则和布站数量要适中的结论。     

嵌入式以太网数据采集与控制系统设计

为了提高嵌入式以太网数据的操作精度,减少数据运行时间,增加数据运行灵活性以及稳定性,方便对嵌入式以太网数据进行的有效管理,需要对嵌入式以太网数据采集与控制系统进行设计。当前的嵌入式以太网数据采集与控制系统设计方法对以太网数据进行采集与控制系统设计时,因为无法对其进行灵活、高效、全面地采集和控制,存在数据运行盲区较多,成本较大的问题,所以提出一种基于LonWorks的嵌入式以太网采集和控制系统设计方法,即采用局部网格方式进行数据采集,使嵌入式以太网进行自维护、自组织、自控制的操作。该方法先利用μC/OSⅡ平台完成对嵌入式以太网数据采集与控制系统的硬件设计,然后依据互式数据迁移技术对嵌入式以太网进行数据采集,以采集的数据为基础,采用模糊关联空间理论对采集得到的以太网数据进行过滤,最后以上述过程为依据,利用OPC服务器程序对过滤后的嵌入式以太网数据进行控制,由此完成了嵌入式以太网数据采集与控制系统设计。实验结果证明,所提方法可以全面精确地对嵌入式以太网数据进行采集和控制,提高以太网运行速度,增强网络使用寿命,为该领域研究发展提供了强有力的依据。     

EAST极向场电源本地控制器软件设计与实现

本地控制器是EAST (Experimental Advanced Super—conducting Tokamak)极向场电源控制系统重要的子系统,实现对12套电源系统的实时控制,设备状态监控以及系统保护。本地控制器采用主从结构的实时控制软件架构,共享内存实现内部数据传输,脉冲式消息传递触发进程执行;通过现场总线、硬件板卡、反射内存网络等与现场设备和主控制器进行数据传输;通过数字移相板卡实现对整流器的环流、四象限等运行控制。经实验测试,该设计运行稳定,能满足极向场电源控制系统对本地控制器的实时性可靠性的需求。