NI技术 快 速设计一个军用通信 系统
军用有线通信网智能监测系统设计与实现
1 设 计 思 想
通 过对 现有 的军 事有 线 通 信 网络 现 状 的研 究 , 该 系统 没计 时 可 以 利 用 现有 的有 线 信 道 以及 指 挥
自动化 网络 平 台 以 实 现 全 网实 时监 测 。为 了 减 少
挥 。现 在对 于 军用 有 线 通 信 线路 的 日常 检 修 维 护 工作还 主 要是 人 工 巡 查 方式 。采 用 这 种 传 统 的 方
魏 金 彪
( 北京 卫 戍 区 , 京 1 0 4 北 0 7 0)
摘 要 :介绍 了一种 有 线通信 网智 能监测 系统 , 给 出了 系统 中各 个功 能模 块 的 设 计 与 实现 方法 。该 系统 并
能够有效地提 高军 用有线通 信 网维护 的保 障能 力。 关键词 :有线通 信 网 ; I ; 据通 信 ; 测模 型 GS数 预
信 电缆 的故 障预测 和诊 断上 。
长 以及周 围复杂 环 境 的影 响 , 有线 信 道 面 临老 化 以
及人 为和非 人 为因 素 的破坏 , 些 都 有 可能 造 成暂 这 时或 长时 问的通信 中断 , 严重 的 可能造 成 指 挥控 制
系统 的瘫痪 , 直接 影 响到 指挥 自动 化 系统 的效力 发
到先期预 告先期 维 护 , 损失 降低 到最 小 限 度 。系 把 统实 现 了线 路 维 护 工 作 的集 约 化 和信 息 化 。本 文 介绍 了该 系统 的设计 与 实现 过 程 , 应用 于对 有线 通
其 中扮演 着 重 要 的角 色 。在 现 代 多 样 化 的通 信 手
段 中 , 使 用 的 频度 和 传输 的 可 靠 性来 讲 , 从 以光 纤 和通信 电缆 为 主 的有 线 通 信 传 输 网无 疑 是 支 撑 军 队信息传 输 的 主 干力 量 。然 而随 着使 用 时 间 的 延
基于USB接口的军用总线通信模块的设计与实现
基 于 US 接 口 的 军 用 总 线 通 信 模 块 的 设 计 与 实 现 B
丛 伟, 于宏 坤 , 安 刘
703) 1 0 8 ( 空军 工 程 大 学 工 程 学 院 , 安 西
摘 要 : 绍 总 线 通 信 模 块 的 结 构 , 点 介 绍 E — B F 介 重 Z US X2芯 片 在 F F 模 式 下 的 结 构 配 置 、 于 F G 的 总 线 协 议 模 IO 基 P A 块 的 设 计 , 及 总 线 协 议 模 块 中 的 F F 与 US 以 IO B通 信 的结 构 设 计 , 就 电平 转换 和 电 源 管 理 等 问 题 给 出 了具 体 解 决 方 案 。该 并 模 块 具 有 4个 独 立 的 收发 通 道 , 有 传 输 速 度 快 、 带 方 便 等优 点 。经仿 真 测 试 和 实 际 检 测 结 果 表 明 : 模 块 不 仅 满 足 机 载 设 具 携 该
a i ni pp i a i n c ndii n a e ibiiy v o c a lc to o to nd r la lt .
Ke r s m i t r u , o mu i a i n mo u e US n e f c y wo d : l a y b s c m i nc t d l , B it ra e o
引 言
AR NC 2 c 是 一 种 单 向广 播 式 数 据 总 线 , I 4 91 ] 传
携带 、 系统 资 源 占用 多 、 安装 困难 等缺 点 。本 总 线通 信模 块采 用 C RE S公 司 的 E US X2芯 片 YP S Z BF 作为 接 口电路 , 利用 F GA 技术 实现 ARI P NC4 9协 2 议 , 计 并 实 现 了具 有 4个 独立 通 道 、 设 速度 快 、 置 配 方便 、 于 扩 展 、 持 热 插 拨 的军 用 总 线通 信 模 块 , 易 支 提高 了机 载设 备数 据传 输 的灵 活性和 可靠性 。
一文读懂:机载射频综合一体化技术发展
一文读懂:机载射频综合一体化技术发展本文详细综述了机载射频综合一体化技术的产生、技术特点、平台作战优势、国外相关研究项目,包括美国空军的综合传感器系统( ISS) 计划、美国综合化通信导航识别架构(ICNIA)计划、F-35战斗机的综合射频系统;最后总结了记载射频综合的五大关键性技术,包括:综合一体化设计技术、超宽带射频技术、资源调度管理技术、系统软件设计技术、基于SCA的波形设计技术。
文章仅供参考,观点不代表本机构立场。
机载射频综合一体化技术发展综述作者:学术plus高级评论员高书亮一、概述随着现代军事技术的快速发展和信息化对抗程度的不断提升,未来战争对大型作战平台如航空武器装备的信息化程度、综合作战性能、隐身性、远程打击能力要求更高。
作战飞机必须能够适应多功能、多任务、综合化这一发展趋势。
因此,未来的航空电子系统将更多的体现出综合化、模块化的特征,具有资源高度共享、信息高度融合和等特点,从而实现在复杂作战环境下的高生存能力和使用效费比。
长期以来,现代作战飞机使用的雷达、通信、导航、电子战、数据链等机载无线电系统一直采用独立分离的形式存在,各系统均大量专用射频传感器,这使得作战平台的独立天线数量不断增多,对平台的隐身性能带来了极大的挑战。
此外,由于众多电子设备独立运行、难以进行有效综合集成,使得各设备之间的电磁干扰对飞机的设计研制和使用带来了诸多问题,也使得各类电子设备不能最大程度的发挥自身效能,同时,分离的机载射频系统使得机载电子系统的重量、体积、功耗大大增加,极大的推高了系统使用费用,对系统保障维护也提出了严峻的挑战。
为了解决上述问题,近年来多功能综合射频一体化技术开始得到了较快的发展。
该技术希望在近年来快速发展的软件无线电技术的基础上,研制能够将雷达、通信、电子战、导航、敌我识别等多种设备集中共用射频资源和信号数据处理资源的综合化系统,从而从根本上实现更加全面的系统综合,并减小机载电子设备的整体重量、体积和功耗,使得机载电子系统能够更加灵活的适应多种不同类型的作战任务。
军用通信装备通用测试诊断系统研究
Ab ta t Th e e a e ta d d a n sss s e f rmi t r o s r c eg n r l s n ig o i y t m l a y c mm u ia in e u p n sa o t d lr a i n a d g n t o i n c t q ime t d p smo u a i t n e — o z o
本 文提 出基 于“ 测试诊 断通 用平 台+装 备类 型 匹配模 块” 的军 用通 信 装 备通 用 测 试 诊 断 系统 , 采 用 模块 化和通 用 化设 计 思 路 , 用 数 据采 集 、 号 运 信 处 理 、 家系统 ( 家经 验 案 例库 ) 技术 , 专 专 等 集装 备 系统 级 、 元级 、 单 板级 、 元器件 级测 试 和故 障诊 断定 位等 功能 于一体 , 实现 通信装 备故 障 的快速 的 战争 , 以军 事信 息 技
术革命 为 核心 的新 军事 变革 , 正推 动 着 战争 的形 态 由机械化 战争 向信 息 化 战争 演 变 。随 着 科 学 技术 的 日新月 异 , 现代 通 信 技 术 和 手 段 在 不 断 推 陈 出 新 , 打赢 现代 高技 术 战争 , 别 是 打赢 未来 信 息 在 特 化 战争 中, 代通信 装备 为指挥 员 正确 决策 和 把握 现
Ca e g o Ch n Li Na ’
(n t ueo v l o mu i t nAp l ai ”,B in 1 0 4 ) N .9 9 7Tro so L Isi t f t Na a C m nc i pi t n ao c o e ig 0 8 1 ( o 1 1 o p f A ,B in 1 2 0 ) j P ei j g 0 4 1
军事领域技术需求分析报告
军事领域技术需求分析报告军事领域技术需求分析报告技术在军事领域的应用越来越广泛,不仅提升了军事力量的实力,也对战争的形势和作战方式产生了深远的影响。
为了增强军事实力和优化作战效果,军队对各种技术的需求不断增加。
本报告将从通信技术、无人系统技术和信息化技术三个方面对军事领域技术需求进行分析。
一、通信技术需求分析随着信息化技术的快速发展,军事通信技术也迎来了新的机遇和挑战。
传统的军事通信技术已经不能满足现代战争对信息传输的需求。
因此,军事领域对新一代通信系统的需求非常迫切。
新一代通信系统应具备以下特点:1. 高速传输能力:为了满足大容量、高速度的数据传输需求,新一代通信系统应具备超高速传输能力,能够实现多种高速数据传输方式,如光纤传输、卫星通信等。
2. 抗干扰能力:军事通信技术在恶劣的作战环境中应具备强大的抗干扰能力,以保证通信的稳定性和安全性,避免敌方干扰。
3. 隐蔽性:通信系统的隐蔽性对战场上的通信安全至关重要。
新一代通信系统应具备抗侦查、抗干扰的能力,能够保证通信信息的机密性和隐蔽性。
二、无人系统技术需求分析无人系统技术是当今军事领域的热点技术,对军队的作战能力和监测能力有着重要的提升作用。
军事领域对无人系统技术的需求主要体现在以下几个方面:1. 作战无人系统需求:军队需要无人战斗机、无人水面舰艇等作战无人系统,提升战斗力和作战效果。
作战无人系统应具备高度的自主性、智能化的作战能力和强大的任务执行能力。
2. 情报侦察无人系统需求:情报侦察无人系统可以无人完成情报收集、侦察任务,提供实时的情报反馈。
军事领域需要情报侦察无人系统来获取战场上的敌情、区域地形等信息。
3. 监测监控无人系统需求:军事监测监控无人系统可以通过高清摄像、目标定位等技术手段来实现对特定区域的监测和监控,提供实时的图像和数据。
这对于军队来说具有重要的战略意义。
三、信息化技术需求分析信息化技术在军事领域的应用非常广泛,对于提高作战效率和战场指挥能力起着关键的作用。
MICAPS4帮助文档
目录
0 快速入门手册.........................................................................................................................6 0.1 安装.............................................................................................................................. 6 0.2 快速配置......................................................................................................................6 0.2.1 数据源配置.......................................................................................................6 0.2.2 综合图配置.......................................................................................................7 0.2.3 单站雷达默认配置(工具栏)...................................................................... 9 0.2.4 模式剖面默认配置(工具栏)...................................................................... 9 0.2.5 累积降水默认配置(工具栏).................................................................... 10 0.2.6 表格数据默认配置(工具栏).....................................................................11 0.2.7 模式探空默认配置.........................................................................................11 0.2.8 基础地图信息配置.........................................................................................12 0.2.9 交互层“另存为”保存................................................................................ 13 0.2.10 系统启动配置与出图配置.......................................................................... 14 0.2.11 传真图配置.................................................................................................15
[NI技术]基于NI PXI的 汽车零部件多性能测 试
[NI技术]基于NI PXI的汽车零部件多性能测试"完美集成了超过 10种NI软硬件"- 陈群,The Challenge:在50秒内测量产品超过10项的性能,期间需要和多种设备采用不同协议通信,比如CAN, Profibus, RS232等。
The Solution:该项目主要测试汽车中某部件的多项性能,包括电流,电压,温度/压力传感器,马达特性等。
首先利用 Profibus建立现场Master PLC 和 Slave PXI computer通信,实现测试过程传递和测试结果交互,通过8461 CAN interface 实现与ECU通信,从而通过 ECU控制该汽车部件的动作,并且通过 6229多功能数据采集模块捕捉整个动作过程中需要测量的物理量。
采用 TestStand 可以非常方便的搭建测试流程及保留各步骤测试结果。
典型的PXI系统Author (s):陈群 -引言现代化的工厂车间批量生产装配的产品,除了要进行各项原材料检查外,还要在装包发货之前模拟成品功能进行整体性能检查,以确保送到客户手中的产品都是合格件。
针对特定产品,我们利用NI公司的 PXI控制系统和 TestStand 和LabView软件构建了一套完整的包含电压,电流,电阻,温度,气压等综合性全自动测试平台。
测试平台示意图如图 1所示,包含如下测试功能:1.检查产品内部温度传感器是否正确2.检查产品内部压力传感器是否正确3.测试产品电流,电阻4.测试产品流量5.测试产品内部泵的工作能力图1 测试示意图系统总体设计框图该测试平台主要包括:PLC, PXI controller, ECU, 待测件,以及外围的测试电路及气路。
整体框架示意图如图2所示。
图2 系统设计框图该性能测试台属于自动化生产线的一部分,PLC (Programmable Logic Controller)作为Master,负责与前后邻居工作台通信,并且负责本工作台测试前的准备工作,比如气缸动作等,控制自动测试的起停,并将测试结果传递给服务器。
战场通信网络仿真系统可信性评估
的互联、互通提 出了更高要求。美军在冷战结束后战略思 想发生了改变 , 认为未来战争需要一个高速响应 的决策系 统, 信息已成为获取战争胜利的重要战略资源。因此,加 快战场信息的流通速度, 实现各种信息的自动分发和无缝
传 输 ,是战场通 信 网络 的基 本需 求 。 其保密 性和数 据来 而
等。 在战斗行动中, 隶属于同一级军事组织的通信站点往
往 具有 相似 的移动 特性 。 同的移动 模型 也可能 适用于 战 不 斗 的不 同阶 段等 。 地 形 与天 气 模 型主 要 描 述 了地 形 对通 信 信 号 的遮 挡 和 天气 对通 信质量 的影 响等 。
来表示的指标。例如 : 某通信协议提供了多种信道分配模
等。 这些模型描述了仿真系统中实现的协议栈各个层次的
主 要功能 ,且都 有 多个子功 能模 块 。 上 述模 型 涉及 到 的指标 包 含 完全 逻 辑 类和 程 度逻 辑 类2 种类 型 。 完全逻辑 类指标 是指 对某 些功能 的评 估结果
为 “ ” 错 ” 有 ” 无 ”时 , 以 用 逻辑 值 “ ” 0 对 、“ 、“ 、“ 可 1 、“ ”
结构包 括对 等 的移 动 自组 网、 带基站 或 中心站点 的星 型 网
议规范, 仿真实现程度如何等, 从本质上决定 了仿真系统
是否 真实地 反 映 了战场 网络 形态 。 V A技术 中的校核与 V & 验 证技 术 关 注 的就 是仿 真 系统 是 否 准确 代 表 了开 发 者 的 概 念描 述 和 设计 过 程 以及 仿真 系 统代 表 真 实世 界 的准确
络、分簇的无线通信网络等。战场通信协议可能支持一种 或多种组网形态,可以根据具体的硬件条件、网络规模、
C4ISR系统概述
C4ISR系统一、C4ISR系统简介C4ISR是军事术语,意为自动化指挥系统,是指在军事指挥体系中采用以电子计算机为核心的技术与指挥人员相结合、对部队和武器实施指挥与控制的人机系统。
它是现代军事指挥系统中,7个子系统的英语单词的第一个字母的缩写,即指挥Command、控制Control、通信Communication、计算机Computer、情报Intelligence、监视Surveillance、侦察Reconnaissance。
20世纪50年代指挥自动化被称为C2(指挥与控制)系统。
20世纪60年代,随着通信技术的发展,在系统中加上“通信”,形成C3(指挥、控制与通信)系统。
1977年,美国首次把“情报”作为指挥自动化不可缺少的因素,并与C3系统相结合,形成C3I(指挥、控制、通信与情报)系统。
后来,由于计算机在系统中的地位和作用日益增强,指挥自动化又加上“计算机”,变成C4I (指挥、控制、通信、计算机和情报)系统。
近年来不断发生的局部战争使人们进一步认识到掌握战场态势的重要性,提出“战场感知”的概念,因此C4I系统又进一步演变为包括“监视”与“侦察”的C4ISR(指挥、控制、通信、计算机与情报、监视、侦察)系统。
二、C4ISR系统的组成(一)全球战略指挥控制系统美军全球作战,主要依赖全球指挥控制系统进行指挥协调。
这个系统是美国1962年组建的战略指挥控制系统,当时主要目的是应付核大战,所以在没有经过总体论证和整体设计的情况下,就匆匆忙忙地把各军兵种及国防部的现有系统和设备拼凑在一起,组成了最初的战略C3I系统。
由于没有设立专门的管理机构,加上数据格式不统一,互连互通有困难,所以直到70年代初还是一个松散的联合体。
之后,经过统一管理和规划,并改造了计算机等关键设备,统一了数据格式并实行了标准化,才使该系统处于良好的运行状态。
1991年海湾战争中,美国启用了这套系统,在海湾发挥了重要作用,但也暴露了兼容性差、互通性和信息共享能力差和设备老化等缺陷。
扩频通信的基本原理
扩频通信的理论基础1.1扩频通信的基本概念通信理论和通信技术的研究,是围绕着通信系统的有效性和可靠性这两个基本问题展开的,所以有效性和可靠性是设计和评价一个通信系统的主要性能指标。
通信系统的有效性,是指通信系统传输信息效率的高低。
这个问题是讨论怎样以最合理、最经济的方法传输最大数量的信息。
在模拟通信系统中,多路复用技术可提高系统的有效性。
显然,信道复用程度越高,系统传输信息的有效性就越好。
在数字通信系统中,由于传输的是数字信号,因此传输的有效性是用传输速率来衡量的。
通信系统的可靠性,是指通信系统可靠地传输信息。
由于信息在传输过程中受到干扰,收到的信息与发出的信息并不完全相同。
可靠性就是用来衡量收到信息与发出信息的符合程度。
因此,可靠性决定于系统抵抗干扰的性能,也就是说,通信系统的可靠性决定于通信系统的抗干扰性能。
在模拟通信系统中,传输的可靠性是用整个系统的输出信噪比来衡量的。
在数字通信系统中,传输的可靠性是用信息传输的差错率来描述的。
扩展频谱通信由于具有很强的抗干扰能力,首先在军用通信系统中得到了应用。
近年来,扩展频谱通信技术的理论和应用发展非常迅速,在民用通信系统中也得到了广泛的应用。
扩频通信是扩展频谱通信的简称。
我们知道,频谱是电信号的频域描述。
承载各种信息(如语音、图象、数据等)的信号一般都是以时域来表示的,即信息信号可表示为一个时间的函数f(t)。
信号的时域表示式f(t)可以用傅立叶变换得到其频域表示式F(f)。
频域和时域的关系由式(1-1)确定:F(f) f(t)e f(t) F(f)e j2πftj2πft dtdf (1-1)函数f(t)的傅立叶变换存在的充分条件是f(t)满足狄里赫莱(Dirichlet)条件,或在区间(-∞,+∞)内绝对可积,即f(t)dt必须为有限值。
扩展频谱通信系统是指待传输信息信号的频谱用某个特定的扩频函数(与待传输的信息信号f(t)无关)扩展后成为宽频带信号,然后送入信道中传输;在接收端再利用相应的技术或手段将其扩展了的频谱压缩,恢复为原来待传输信息信号的带宽,从而到达传输信息目的的通信系统。
网络中心环境下的军事通信超网络结构模型
Ab ta t I n t r —e ti n io m e t m it r o sr c : n f e wo k c n rc l e vr n n l a y c mm u ia in n t r s ( CN ) r o ty i nc to ewo k M a e m sl
功能 。
Reee c d 1 , 出 了一 种 能 够 清 晰 描 述 网 络 frn eMo e) 提
节点 功能 和链路 传输 类型 的军事 通信 超 网络结 构模
型, 为后续 研究 奠定 了基础 。
( )链路 的多重 性 2
军 事通 信 网络 中包 含 多种不 同的通 信 手 段 , 如 无 线 电、 有线 电 、 、 动和简 易信号通 信等 。 光 运 这些通 信 方式 各有 优缺点 , 由于作战任 务需求 的多 由多个交 换 节点 用传 输链 路 互联 以一 定 的 拓扑 结 构 构成 的军 用 通信 网络 , ¨ 它 是 围绕 战争这 个特 殊 的环境 和任 务 发展起 来 的一 种
人 工 功能 网络 , 事 通信 要 求 快 速 、 军 准确 、 密 和 不 保
( )节点 的异 质性 1
*基 金 项 目 : 家 自然 科 学基 金 资 助 项 目( 17 17 国 6040 ,
9 02 15) 1 40
作 者 简 介 : 一 凡 (9 3 ) 男 , 建 武 平 人 , 士 , 朱 16 一 , 福 博 教授 ,
博 士生导 师, 究方 向: 研 装备 体 系论证 与仿真评 估 。
de i n, a bu l CN i t sg nd id M n ne wor e n rc e io k— e t i nv r nme , p op e n v l s r c u e nt we r os a o e t u t r mod l a e o e b s d n
什么是nicompactrio
什么是NI CompactRIO?NI CompactRIO可编程自动化控制器(PAC)是低成本可重复配置的控制与采集系统,是为需要高性能和高可靠性的应用而设计的。
系统将开放式嵌入式体系结构和小尺寸、高坚固性、可热插拔的工业I/O模块结合在一起。
CompactRIO使用可重复配置I/O(RIO)现场可编程门阵列(FPGA)技术。
理解CompactRIO体系结构CompactRIO系统由包含用户可编程FPGA的可重复配置机箱、热插拔I/O模块、用于确定性通信与处理的实时控制器以及用于快速实时与FPGA编程的图形化软件LabVIEW 组成。
在以下小节中,了解更多关于组件的信息。
跳转到:控制器| 机箱| 设备/模块| 软件控制器标准控制器类型经济型集成机箱与控制器高性能控制器坚固高性能控制器经济型集成机箱与控制器NI提供了CompactRIO集成系统的经济型产品线,集成了CompactRIO体系结构的高性能,相比CompactRIO模块化系统,它的的特性较少。
集成系统在包含用户可编程FPGA的单个机箱中结合了CompactRIO实时控制器和八槽背板。
这些集成系统可以用于简单易用的NI LabVIEW图形化编程环境中,帮助您开发实时应用与FPGA应用。
高性能控制器如果您的应用需要最高性能和最高灵活度的CompactRIO 系统,高性能CompactRIO 产品线是您的选择。
它们将最高性能的实时控制器与包含最强大的NI FPGA 的用户可升级背板结合在一起。
CompactRIO 高性能系统具有最强大的处理能力和资源,让这些系统成为高级控制应用、高速数据传输与记录以及处理密集型应用的理想选择。
这些模块化系统可以用LabVIEW中,帮助您开发实时应用与FPGA 应用。
坚固高性能控制器坚固高性能CompactRIO 系统提供高级别的性能和灵活性和最坚固的CompactRIO 系统。
它们结合了400 MHz 实时控制器和包含最强大的NI FPGA 的用户可升级背板。
基于NI-4431的瞬变电磁信号高精度采集系统设计
基于NI -4431的瞬变电磁信号f t 精度米集系统设计张妍,杨玲(西安石油大学电子工程学院,陕西西安710065)摘要:基于N t 4431数据采集卡和图形化编程软件LabVIEW 设计了瞬变电磁信号高精度采集系统,系统适用于瞬变电 磁信号的采集及简单的实时信号处理,系统中信号采集模块由NI -4431实现,其他功能,包括信号的采集、处理、存储和 用户界面等,均在上位机(LabVIEW 2014)实现。
实验表明,该系统能够完成对瞬变电磁信号的实时采集与处理,采集精 度高,具有较好的应用前景。
关键词:M -4431;高精度采集;瞬变电磁中图分类号:TP 391.41文献标识码:A文章编号:1673-1131( 2017 )04-0098-02信息采集11]是信息科学的一个重要分支,随着电子信息技 术的快速发展和计算机技术的广泛应用,信息采集系统己经 广泛应用于石油勘探、环境分析、科学实验等各个领域。
本文 基于N M 431数据采集卡,利用图形化编程语言LabVIEW 01设 计了集数据采集、处理、存储和显示为一体的瞬变电磁信号髙 精度采集系统。
系统具有稳定性髙、精度高等特点,人机交互 界面友好直观、易于操作和维护。
1数据采集卡NI 4431简介M -4431数据采集卡是一款5通道USB 动态信号采集模块,用于通过集成电路压电式与非集成电路压电式传感器 进行髙精度声音和振动测量。
其中,它的四路通道具有针对 传感器141的信号调理功能。
第五路通道是一个模拟输出通道。
第五通道模拟输出(AO )通道可同步至A I 通道。
A O 通道的 更新速率为96 kS /s ,其动态范围为89 db ,可以实现高速高精 度测量。
NI -4431模块具有多路模拟输入(AI )通道,所有AI 通道同时进行采样,采样率范围可从1 S /s 到102.4kS /s ,而且A I 通道的动态范围为100 dB ,每个A I 通道用于加速度计和麦克风的软件可选式交流/直流耦合与IEPE 信号调理。
基于LabVIEW和NI myRIO的移动机器人系统设计
基于LabVIEW和NI myRIO的移动机器人系统设计作者:***来源:《中国教育技术装备》2020年第13期摘要依托世界移动机器人技能大赛背景需求,采用中德栋梁移动机器人平台,基于LabVIEW和NI myRIO进行移动机器人控制系统的设计,借助直流电机、伺服舵机及传感器等,实现移动机器人的基本运动、智能距离检测及路径自主循迹等功能。
实验结果表明,该系统能较好地完成移动机器人的基本运动以及智能距离检测的路径自主循迹功能。
此外,该系统还设计了完善的用户操作界面,且具有高效灵活、可扩展性强和较好的兼容性等特点,对探究智能移动机器人的发展方向具有重要意义。
关键词 LabVIEW;NI myRIO;移动机器人;控制系统中图分类号:TP242 文献标识码:B文章编号:1671-489X(2020)13-0027-031 引言移动机器人是机器人领域的重要组成部分,目前广泛应用于工业生产并在社会服务方面发挥重要作用。
我国的移动机器人产业起步晚,但是随着智能制造的发展浪潮以及“中国制造2025”的提出,移动机器人技术将会迎来新的发展阶段 [1]。
该设计以“第44届世界技能大赛移动机器人项目”为背景,采用中德栋梁移动机器人平台,该平台模块资源丰富,底层配置模块完善,更有利于聚焦移动机器人的功能设计[2]。
该比赛中的走廊区为移动机器人自主路径循迹区,机器人从起点位置出发,自主循迹通过走廊,沿途不能碰到走廊墙壁;通过走廊区后进入下一个比赛区,完成后面的任务后,还要再回来自动循迹通过走廊区以返回到起点。
基于以上控制要求,本文设计一种基于LabVIEW和NI myRIO的路径规划及循迹的移动机器人控制系统。
2 控制系统结构该智能距离检测循迹的轮式机器人是基于NI myRIO设计的,能够借助智能距离检测实现对预设方向路径的自主循迹。
其中,NI myRIO实物和移动机器人实物如图1所示。
移动机器人硬件由控制器、驱动电路、多种传感器及电源模块等组成。
基于区域造船的舰船内部通信系统分区设计
一
般来说 , 舰船各部 位对 内通设 备需 求数量 从多 到少
勤务 电话一 闭路 电视一 警铃一指 挥 电话一
2 传 统造船模 式下舰船 内部通信 系统设计
2 1 舰 船 内部 通 信 系统 现 状 .
依次为 : 播 广
视频监视一生 活保 障通信设备一声 力指 挥 电话 。广播 扬声
组 织 设 计 和 生 产 的 造 船 模 式 。实 行 “ 区 空 问 分 道 ” 分 和 “ 并行一 时问有序” 实现船 、 、 , 机 电高度 融合 的并 行工程【 ・ 。
随着我 国水 面舰船 建造模式 由传统模式 向区域 造船模式 转 变, 以及通信技术和通信装备 的更新换代 , 舰船设 计 中内部 通信 系统设计需要 改进 , 与舰 船建 造模 式 、 通信 技术 、 通信 装备 的发展变 化相适 应 , 满足 现代造 船模 式下 区域 造船 分
1 引言
通信系统是作战舰船本舰作战指挥系统的中枢神经, 将舰 船的传感器、 息处理与决策部门 、 信 行动机构等实现互连 , 将语 音、 数据、 图像等业务实现综合, 传递着整个舰船的外部获取信 息和各类 内部信息、 供舰船的各 系统使用 , 是遍布整个舰 船范 围的信息高速通道和联络保障平 台。对 于在海上遂行战争任
等 ( 部分 称为广义上的内部通信系统) 成_ 。内部通信 这 组 3 ]
系统主要业务为话音 、 据 、 频 图像 , 数 视 负责保 障舰船 内部 各舱室 、 位问的通信需 求 。按照传统舰船的设计模式 , 部 以 功能/ 系统/ 业为导 向 , 整个通 信系统划 分为 面向保 障 专 将摘 Nhomakorabea要
分析传统造船模式下舰船内部通信系统设计现状 , 研究 区域造船模式下舰船 内部通信 系统设计与 区域造船要求的匹配问题 。在
铁路站场通信系统的研究与设计
该 站场 VS AT 卫 星通 信 系 统要 纳 入现 有 的 C波
段 卫 星 网 络 , 议 不再 新 建 VS 建 AT 主 站 , 以 合 理 利 可
用 已建 的卫 星通信 网的现 有资 源 , 护 原有 投 资 , 保 降低 本工 程 的投 资成本 。基地 通信 楼上 有一 个 6 5I C . n的
本 工 程 卫 星通 信 系统 由该 站 场 的主 管 调控 中心 、
VS AT 主站 和 6座 VS AT端 站组 成 , 端站 位 于管道 沿
线 的工 艺 站场 , 系统纳 人站 场现 有卫 星通信 网 , 建 该 新
设置在各站点的 I AD设 备 与 主软 交 换 系 统 的连
接 是 通过 S H 光传输 系统实 现 , D 因此 中心软交 换系统
c mmu ia i n p we u p y s s e a d i t g a e r g s se f e p r s n i a t f f n t n a d t c n c li d x a e o n c t o r s p l y t m n n e r t d wii y t m i a t ,a d sx p r s o u c i n e h ia n e r o n v o a ay e n l z d,whc r v d n ee e c o n i e rn e i n ih p o i ig r fr n e f re g n e i g d sg .
系统 整 体依靠 三 塘湖 原油 管道 的光 传输 系统 进行 传输 , 每 个站 采用 2 专 用 以太 网进 行 接入 , 图 在 OM 如
4 示。 所
要是 分站 到 中心 站 的点对 点传 输 。 因此 , 工程 卫 星通 本
国家军用通信标准设计规程及验收标准
国家军用通信标准设计规程及验收标准一、背景介绍近年来,随着国家安全意识的提高和通信技术的不断发展,军用通信标准的设计规程越发重要。
军用通信系统具有保密性和可靠性要求,因此其标准的设计和验收标准必须严格规范,以确保国家安全和军事指挥的顺利进行。
二、设计规程1. 安全性要求军用通信标准的设计必须符合国家安全要求,保障信息的保密性和不被窃取的能力。
必须采用先进的加密技术和安全认证机制,确保通信信息的安全传输。
2. 可靠性要求军用通信系统的设计必须具有高度的可靠性,以应对特殊环境和复杂电磁干扰。
在设计规程中,必须考虑到在特殊条件下的通信稳定性和连续性,保证军队指挥系统的持续运行。
3. 效率性要求军用通信标准必须考虑到其在战争环境下的使用效率,通信系统的响应速度和数据传输速率必须达到国际先进水平。
确保指挥官在战场上可以及时准确地获取所需信息。
4. 互操作性要求军用通信标准的设计规程必须考虑到不同部队和不同军种之间的互操作性,确保在多军兵种联合作战时能够快速有效地进行信息交换与共享。
5. 可维护性要求军用通信系统在设计中必须考虑到其可维护性,确保在战场条件下可以进行快速的维护和修复,保障通信系统的可持续运行。
三、验收标准1. 技术验收标准军用通信系统在设计完成后,必须进行严格的技术验收,包括设备的性能测试、安全性测试、可靠性测试等项目。
只有通过了技术验收的系统才能投入使用。
2. 安全验收标准军用通信系统在设计完成后,必须进行安全性验收,确保系统在信息传输过程中不会泄漏军事机密,通过安全评估和漏洞扫描等手段进行验收。
3. 综合验收标准军用通信系统在设计完成后,必须进行综合验收,包括对系统的性能和安全性等综合验证,以确保系统完全符合国家军事通信标准的要求。
四、结语国家军用通信标准的设计规程及验收标准必须严格遵循,只有通过了严格的设计和验收标准的军用通信系统才能确保国家安全和军事指挥的顺利进行。
希望未来在军用通信标准的设计规程及验收标准上能够不断加强,为国家安全作出更大的贡献。
基于LabVIEW和STM32的上位机与下位机通信系统设计
基于LabVIEW和STM32的上位机与下位机通信系统设计【摘要】LabVIEW是NI公司开发的图形化编程开发平台,具备强大的实时数据处理功能与显示功能。
作为虚拟仪器的开发平台,LabVIEW软件在测控领域中应用广泛。
本文采用STM32的单片机作为下位机,给出了LabVIEW与STM32的串口通讯方案,对采集系统进行了测试,利用LabVIEW编程及STM32串口通讯硬件及程序实现了上位机与下位机的实时通讯系统。
【关键词】LabVIEW;串口通讯;STM32;嵌入式1.引言作为通用计算机设备通信协议的串口,其作用是按位发送及接收字符。
虽然其通信速度低于并行通信,但鉴于其可用一根线发送数据同时用另一根线接收数据,且保持不失数据传输的精确度,所以广泛用于数据采集、监测控制及仪器仪表控制等场合,常用的RS485接口标准即能够实现更远距离的通信。
由美国NI 公司开发的虚拟仪器LabVIEW软件是一个强大的虚拟仪器编译环境,它采用图形化G语言使应用程序的开发更简化,人机界面友好。
因此本文开发了基于LabVIEW和STM32的上位机与下位机通信系统。
bVIEW上位机LabVIEW的串口应用程序是通过VISA接口模块来进行编程。
VISA是应用于仪器编程的标准I/O应用程序接口,是工业界通用的仪器驱动器标准API(应用程序接口),采用面向对象编程,具有很好的兼容性、扩展性和独立性。
LabVIEW的串口通讯VI位于Instrument I/O Platte的Serial 中,其中VISA Configure Serial Port作用为初始化VISA resource name 指定的串口通讯参数,VISA Write 作用为将输出缓冲区中的数据发送到VISA resource name 指定的串口,VISA Read 的作用为将VISA resource name 指定的串口接收缓冲区中的数据读取指定字节数的数据到计算机内存中,VISA Serial Break 作用为向VISA resource name 指定的串口发送一个暂停信号,VISA Byte sat Serial Port 的作用为查询VISA resource name 指定的串口接收缓冲区中的数据字节数,VISA Close 的作用为结束与VISA resource name 指定的串口资源之间的会话,VISA Set I/O Buffer Size作用为设置VISA resource name 指定的串口的输入输出缓冲区大小,VISA Flush I/ O Buffer的作用为清空VISA resource name 指定的串口的输入输出缓冲区。
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NI技术快速设计一个军用通信系统
"利用 CompactRIO、 Multisim和 Ultiboard 进行设计的原型构
造,我们在一个月内成功地构造了整个通信系统的原型。
"
- Lionel Girod , STeP
The Challenge:
开发出一个对声频信号进行采样、量化和通过以太网传输的自控系统,以改善一个海军舰队的所有军用船只间的通信。
The Solution:
利用NI CompactRIO 设计平台实现一个采集声频信号的远程系统,利用NI Multisim与 Ultiboard 定义一个利用通信用户数据报
协议(UDP)进行传输的专用定制I/O模块。
我们定制的C-系列模块的电路设计布局(采用
NI Ultiboard 模拟)
Author (s):
Lionel Girod - STeP
STeP是一家位于法国的NI联盟合作者,它专长于利用 NI产品创建测试与自动化系统。
该公司专注于实时应用和 FPGA布置的应用,以快速开发灵活的、适应性强
的、跨越多个行业的系统。
凭借对包括NI LabVIEW、 DIAdem和 Multisim等 NI产品的深度掌握,STeP为遍及法国和欧洲的客户快速布置了测试与数据管理系统。
Improving Communication 通信的改善
一个军方组织认可了我们在自动化系统方面的专业技能,并要求我们开发一个改善其目前通信系统的系统。
其现有的基于模拟的系统,可以实现声纳等宽带信号
的通信,对于军用船只集体在水中有效航行非常重要。
我们提议出一个现代化系统,以实现更快速、更精确通信的数字解决方案。
该军方组织决定采用以太网作
为数字骨干网,但它不能使声纳和声频等模拟信号的采集与该数字网络相接口。
我们的客户明确地指出,新的系统需要自动地采集来自各种信号源的音频信号,并通过UDP——一个用于联网计算机间信号传输的协议——传输这些信号。
由于其支
持更多用户接受数据的特性,UDP数据传输相对于更具有限定性和特殊性的协议(如TCP/IP 或SNMP),在某些军事应用中更为可取。
通过实现UDP 和利用一项IP
组播技术,我们可以在整个以太网内发送单个分组数据(在这里为声频信号),然后该网络可以将数据复制并发送到多个接受方。
在一个月内,我们定义并完成一个系统的原型构造,该系统不仅实现了与采集宽带声频信号的设备的接口,还通过一个新一代的IP网络将数据传送至海军舰队的其他部分。
设计工具
为实现一个恰当地传输数据的系统,我们选用了 CompactRIO。
军方明确的描述了该应用的散热与外形尺寸方面的需求, CompactRIO 的坚固而紧凑的特性帮助我们高效的
实现了该应用。
利用 LabVIEW与 LabVIEW实时模块,我们在 CompactRIO 原型构造平台之上,快速设计并实现基础系统架构与算法。
由于该应用对连续声频信号组播作出
响应,我们需要 LabVIEW实时模块以确保实时的系统响应性。
虽然LabVIEW 实时模块提供了超强的灵活性和易于使用的设计工具以设计关键组件,但是在该软件内部,并不存在对组播模式下通过通用 UDP协议进行数据传输的支持。
因
此,我们创建了一个定制的C系列模块以方便通过此协议传输必要的数据,这也正是我们的客户所要求的。
该系统通过NI 9239 C系列 24-位模拟输入模块,将所采集的声频信号,从最初的模拟形式转换为数字信号。
LabVIEW 实时模块对信号进行恰当的处理,然
后将数据直接传输至定制模块,该模块通过 UDP组播模式组播这些数据。
这样一个灵活的架构保证了系统的实时性和有效性。
作为自动化与测试方面的专家,这是我们首次进行电路设计。
然而,NI电子设计平台提供快速捕获模块和对其进行原型构造的工具。
NI Multisim的易用性帮助我们
实现了电路原理图设计,而且,NI Ultiboard 具有实现模块定制化所需的强大功能和灵活性,从而有益于布局的完成。
一项自适应性设计
在整个定制模块的开发过程中,创建一个模块化设计以适应未来面向种类繁多的设计的定制化需求非常重要。
我们的根本目标在于开发一个设计——该设计不仅能够满足军
方的需要,还足够灵活并可应用于未来的布置,如 UDP以外的协议。
例如,该模块足够灵活,可用于设计一个以太网 POEWRLINK CompactRIO 模块。
我们所设计的该C系列模块包含一个嵌入式处理器,以应用固件并快速改变设计的性能与特性。
最终,我们采用了 Analog Devices公司的Blackfin 数字信号
处理器(DSP)以创建灵活的架构。
通过改变部署在芯片上的代码,我们极大地拓展了该定制的C系列模块可以接口的通信协议。
结论
利用 CompactRIO、 Multisim和 Ultiboard 进行设计的原型构造,我们在一个月内成功地构造了整个通信系统的原型。
我们向我们的客户按时提交了超过10个
主要的通信系统,均成功完成了系统实现。
由于该设计的模块化特性,我们编程设计出 30个其他系统以便在未来各种应用中使用。
Author Information:
Lionel Girod
我们定制的C-系列模块的电路设计布局(采用NI Ultiboard 模拟)。