基于LabVIEW的电子罗盘的可视化实现

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a+S+ 发布全球第一款可互操作的设备服务器提供无缝的行业协议桥接
基于 !"#$%&’ 的电子罗盘的可视化实现
图7
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()7 !"#$%&’ 中串行通讯的实现 （8）直接调用 9% 公 !"#$%&’ 中实现串行通讯的方式很多： 司 提 供 的 .-4+", 系 列 子 $%； （(） $%.: 串 行 系 列 （ 位 于 ;012< ； （7） 采 用 3+=16>?:,, ;0123+=16>?%16340@-13 % A B>?6-4+", 中 ） :23+C- D 控 件 来 控 制 访 问 串 行 口 （先 向 !"#$%&’ 中 添 加 一 个 然后向控件中添加 E.5=@@ 控件） 。 :23+C- D 5=13"+1-4 控件，
《工业控制计算机》 !""# 年 $% 卷第 ! 期
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基于 !"#$%&’ 的电子罗盘的可视化实现
陈 志
（72""07） 董浩斌 中国地质大学检测技术与自动化装置专业
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摘
要
本文阐述了基于 )*+,-./ 的电子罗盘的可视化实现。设计中采用 )*+,-./ 软件， 使用其图形编程语言、 （代码接 6-N 口接点） 与 6 语言接口等技术， 结合上海朗尚科贸有限公司的 )’22"" 三轴磁阻式双轴倾角补偿电子罗盘， 实现其可视化。 关键词： 三轴电子罗盘， )*+,-./， 6-N 电子罗盘被广泛应用于航海、 自动驾驶、 无人机、 天线伺服 控制、 平台稳定、 自动控制、 物探等领域。电子罗 &’( 组合导航、 盘提供给用户方位、 磁场、 温度等一系列实用信号， 但是这些信 号都是不可见的数字信号，如何来便捷地提取和直观地显示是 用户所十分关心的问题。)*+,-./ 可以方便地通过串行口与电 子罗盘通讯来实现电子罗盘的方位、 磁场、 温度等物理量的直观 显示， )*+,-./ 的前面板可以模仿真 实 的 电 子 罗 盘 和 温 度 计 等 实物， 具有很强的直观性。本次设计采用了 )*+,-./ 01$ 软 件 开发实现电子罗盘的可视化。 电子罗盘采用和实物一样的一个控件来模拟，具有很强的 直观性， 而且在下面还显示它对应的数值。 温度采取示波器一样 的面板来实时显示监控，Biblioteka Baidu这样不仅可以知道当前温度， 而且对于 过去的温度也可以知晓， 对于实际应用来说是很有用的， 它可以 推断未来的趋势等。 串行口的设置可以实现不同串口、 不同波特 率、 不同结构数据传输等来设计的。 电子罗盘工作状态监视主要 是为了防止电子罗盘工作于错误的状态。
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结束语 设计完成之后，与上海朗尚 科 贸 有 限 公 司 的 !F77JJ 三 轴
磁阻式双轴倾角补偿电子罗盘联合测试， 测试结果表明， 罗盘显 示具有很好的直观性、 系统运行稳定， 具有很强的实用性。 本文利用 !"#$%&’ ‘)8 语言平台， 实现了电子罗盘的可视化 显示， 通过 !"#$%&’ 编程， 实现串行数据帧的截取与数据传输的 校验等等。采用 !"#$%&’ 编程具有直观、 方便、 快捷移植性好等 监控。 优点。可以将本文设计的程序移植于 Fa: 中以方便显示、 参考文献
本次设计中采用了第一种方法来访问和控制串行口。通过
通过上述设计， 电子罗盘可视化显示程序框图如图 I 所示：
.-4+", F=43 %1+3)C+、 .-4+", F=43 ’4+3-)C+ 、 .-4+", F=43 G-"H)C+ 一 系列子 $% 来实现对串行口的访问包括初始化、 数据传输以及 串
行口的关闭等操作。 设计中每次循环都对串行口进行初始化， 这 样可以实时地修改串行口的设置， 便于实时监控。
()I !"#$%&’ 与 5 语言混合编程 串 行 $% 对 于 串 行 口 的 读 写 都 是 以 字 符 为 单 位 ， 传 输 其 :.5%% 码来实现的，这意味着发送 和 接 收 的 数 据 都 是 字 符 方 式 由串行 $% 的， 而电子罗盘 !F77JJ 的输出是十六进制的帧数据， 接收到的都是它们对应 :.5%% 码数值的字符串。为了处理的方 便，需要将接收到的字符数据转换为对应 :.5%% 码的十六进制 数据。而这种转换对于采用 5 语言编程来说是很简单的。通过 （5=H- %13-4K"2- 9=H-， 代码接口接点） 将 5 语言程序嵌入 5%9 到整个设计中，采用 !"#$%&’ 与 5 语 言 混 合 编 程 实 现 所 需 的 程 序 功 能 。 5%9 在 !"#$%&’ 中 的 调 用 路 径 为 ;0123+=16>?:,, ;0123+=16>?:HC"12-H>?5=H- %13-4K"2- 9=H- 。 5%9 的设计方法： 确定 5%9 图标的输入、 输出参数个数和数据类型； 8） 在图标上点击鼠标右键创建 5 语言代码编辑格式文件； (） 在编辑格式文件中的规定位置 （ A !%16-43 2=H- *-4-! A ） 7） 生成最终的 5 源代码文件； 填写实现所需功能的 5 源代码， 通 过 $+430", 5LL M)J 环 境 ， 采 用 !"#$%&’ 所 指 定 编 译 I） 器编译 “7 ） ” 中生成的 5 源代码文件， 生成 !),6# 文件； 将 生 成 的 !),6# 文 件 载 入 5%9 图 标 中 ， 这样就可以实现 N）
图$
电子罗盘前面板图
电子罗盘前面板设计共分为四部分：串行口的初始化—— — 因为电子罗盘采用的是串行口与 ’6 机通讯； 方位 信 号 、 磁场强 度的读取和直观显示； 温度实时监控； 电子罗盘工作状态监控。
图! 程序流程图
程序流程图描述了程序将要执行的整个过程。
‘J ()( 图形化编程设计 !"#$%&’ 方 便 之 处 就 是 能 很 方 便 地 将 流 程 图 转 换 为 图 形 编程语言。流程图中的循环可以直接调用 !"#$%&’ 中的 ’*+,循 环 ， 流 程 图 中 的 顺 序 执 行 可 以 调 用 !"#$%&’ 中 .-/0-12（顺序结构） ， 流程图中条件执行可以调用 !"#$%&’ 中 .3402304（选择结构） 等等。图形编程中， 将这些结构相互 5"6- .3402304嵌套即可完成整个程序的结构设计。
其功能了。 本次设计调用的 5 源代码文件如下所示， 5%9 图 标 如 图 7 所示。
A O 5%9 6=042- K+,- O A P+12,0H- Q-R32=H-)*Q ES&44 5%9G01T!.34U"1H,- "4S8V 0%13W O90@-4+2XY
图I
电子罗盘可视化显示程序框图
8 ( 7 I N
雷振山编著， 中国铁道 !"#$%&’ ‘ &Rb4-66 实 用 技 术 教 程 ) 北 京 ： 出版社， (JJI 汪敏生， 等译著 )!"#$%&’ 基础教程 ) 北京： 电子工业出版社， (JJ( 刘君华， 等 编 著 ) 虚 拟 仪 器 图 形 化 编 程 语 言 !"#$%&’ 教 程 ) 西 安 ： 西 安电子科技大学出版社， (JJ8)‘ 武嘉澍， 陆劲昆译 )!"#$%&’ 图形编程 ) 北京： 北京大学出版社， (JJ(
支持行业协 a+S+ %13-41"3+=1", 近日宣布一款增强型 a+S+ B1- %:F 工业设备服务器。它是全球第一款可互操作的设备服务器， 议的无缝桥 接 。 协 议 桥 接 是 a+S+ 特 有 的 一 项 技 术 ， 它 允 许 工 业 以 太 网 和 串 行 协 议 相 互 之 间 透 明 地 通 信 ， 包 括 可 编 程 逻 辑 控 制 器 、 条码扫描仪、 计量和 G;%a 设备在内的 EBafc. 、 无缝、 廉价地集成。 “各家 F!5 （F!5 ） :,,-1 f4"H,-g 和 :.5%% 设备现在可以轻松、 及工业自动化系统设备制造商的产品一般是不兼容的。” “ 这使得用户实现 a+S+ %13-41"3+=1", 主管工程的副总裁 h=-, i=01S 表示， 使 设备联网不仅非常困难， 而且很花费时间和金钱。以我们屡获殊荣的技术为基础， a+S+ B1- %:F 现在新增了对协议桥接的支持， 多家厂商的自动化系统能够轻松地在一起协调工作。”
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电子罗盘程序框图设计 前面板有如仪器的外形设计，而程序框图就是仪器的内部
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电子罗盘前面板构制 由上海朗尚科贸有限公司所 提 供 的 )’22"" 三 轴 磁 阻 式 双
电路， 是设计的核心部分。
!1$ 程序流程图设计
一个程序开始之前， 必须要进行流程图设计。 流程图是程序 设计的灵魂，它的好与坏直接影响到程序设计的正确性和执行 效率等。本程序的流程图如图 ! 所示：
轴倾角补偿电子罗盘提供给用户有与磁北偏角的方位信号、 罗 盘内部温度、 罗盘俯仰方向与水平面夹角、 罗盘横滚方向与水平 面夹角、 罗盘工作状态以及数据帧开 345 三个方向的磁场强度、 始和校验数字信号。这些信号对于用户都有很重要的意义。例 如， 在物探行业就很重视与磁北偏角的方位信号和磁场强度， 以 及斜度信号 （即为罗盘俯仰方向与水平面夹角和罗盘横滚方向 与水平面夹角） 。 直观显示是本设计的主要思想，本次设计的前面板如图 $ 所示。