Systemy akwizycji i przetwarzania informacji środa 11.15 -13, s. 40 14.

Prezentacja na temat: "Systemy akwizycji i przetwarzania informacji środa 11.15 -13, s. 40 14."— Zapis prezentacji:

1 Systemy akwizycji i przetwarzania informacji środa 11.15 -13, s. 40 14

2 Cele DAS Uważa się, że celem DAS jest po prostu zbieranie wszelkich danych o danym obiekcie tymczasem jest nim: zbieranie danych o odpowiedniej dokładności, które są istotne z uwagi na cel, zapewnienie ochrony tych danych przed zakłóceniami w trakcie transmisji analiza, przetwarzenie i składowanie danych w celu dostarczenia użytecznych informacji

3 Elementy składowe systemu DAQ (DAS) ‏ 1. Transducers (Sensors)‏ rejestrują fizyczne cechy obieków i przekształcają je na analogowe (typowo) lub cyfrowe sygnały 2. Signal Conditioners & Transmission sygnały z czujników czesto są niedostosowane do wejść układów akwizycji stąd potrzeba ich kondycjnowania: wzmacnianie, filtracja, multipleksowanie, pobudzanie, linearyzacja, kalibracja, izolacja... media transmisyjne (przewodowe i bezprzewodowe), konfiguracja odporność na zakłócenia

4 Elementy składowe systemu DAQ (DAS) c.d. 3. Analog to Digital Converters (ADC) & DAQ Hardware przekształcają sygnały analogowe w dane cyfrowe i definiują interfejs między otoczeniem a systemem komputerowym Standardy interfejsowe: RS232, RS485, USB, GPIB, Ethernet/TCP/IP, VXI, ZigBee,... 4. Software Drivers & Applications biblioteki we/wy, OS API, specjalizowane biblioteki DAQ (VISA)‏ sterowniki przyrządowe (instrument drivers), narzędzia (środowiska) programowania wykorzystywane do budowy aplikacji DAQ

5 Narzędzia (środowiska) programowania DAS

6 Języki programowania ogólnego przeznaczenia Basic, Pascal, C (C++, C#), Java Biblioteki we/wy (systemowe API np. dla RS232)‏ Biblioteki dedykowane (drivery) np. GPIB firmy NI (wieża Babel)‏ Biblioteka I/O - VISA ( Virtual Instrument Software Architecture )‏ jednolity sposób programowania urządzeń z interfejsem: RS, GPIB, USB, VXI, via TCP/IP network (VXI-11)‏ Protokół komunikacji (zestaw poleceń programujących) znowu pełna dowolność w przeszłości, w rezultacie powstanie standardu: SCPI - (Standard Commands for Programmable Instruments)‏

7 Sterowniki („drajwery” ) przyrządowe biblioteka dostarczająca zestaw funkcji niezbędnych do obsługi specyficznego urządzenia. Celem jego zastosowania jest ułatwienie tworzenia konkretnych aplikacji przez ukrycie niskopoziomowego sterowania urządzeń. Drajwery przyrządowe VXIplug&play Drajwery przyrządowe IVI ( Interchangeable Virtual Instrument Driver )‏

8 http://www.mathworks.com/products/daq/ Data Acquisition Toolbox 2.15 Data Acquisition Toolbox™ software provides a complete set of tools for analog input, analog output, and digital I/O from a variety of PC-compatible data acquisition hardware. The toolbox lets you configure your external hardware devices, read data into MATLAB® and Simulink® environments for immediate analysis, and send out data.

9 LabWindows/CVI kmeif6.kmeif.pwr.wroc.pl/elektron/interfejsy/labwin/labwindows.htm Edytor interfejsu użytkownika (uir-editor)‏ Zdarzeniowa koncepcja działania (funkcje typu „callback” związane z kontrolkami GUI)‏ kreatory kodu automatycznie modyfikujące program źródłowy (C) obszerne biblioteki przetwarzania danych

10 HP (Agilent) VEE Podstawowym składnikiem programu jest ikona obiektu wykonująca określone operacje na danych wejściowych. Zamiast, znanej z języków tekstowych, sekwencji wykonywania instrukcji, występuje tu sterowanie przepływem pomiędzy obiektami połączonymi liniami danych i sekwencyjnymi.

11 LabVIEW 2010 SP1 (edycja Spring 2011) ‏

12 LabView – informacje ogólne: (dr Kasprzak) ( http://kmeif6.kmeif.pwr.wroc.pl/elektron/interfejsy/wyklad2/wyklad2.htm) ‏ Określenie LabVIEW jest akronimem nazwy : Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench. Jest to graficzne środowisko programistyczne stworzone przez National Instruments. Środowisko wykorzystuje graficzny język programowania o nazwie "G". LabVIEW prezentuje odmienne podejście do sposobu kreowania programu. Program składa się z połączonych ze sobą węzłów operacyjnych a wykonywanie programu determinuje przepływ danych pomiędzy tymi węzłami. Każdy węzeł (w postaci odpowiedniej ikony) posiada wejścia odpowiadające za wprowadzanie danych wejściowych do węzła-funkcji oraz wyjścia, którymi są wyprowadzane dane wyjściowe z funkcji. Przepływ informacji określony liniami połączeń powoduje, iż operacje i funkcje są wykonywane w odpowiedniej kolejności. Autorzy środowiska przeznaczyli je od samego początku dla inżynierów i naukowców, którzy właśnie w ten sposób rozwiązują problemy i dla nich ten sposób programowania wydaje się bardziej naturalny w przeciwieństwie do klasycznego programowania tekstowego. Program LabVIEW jest nazywany przyrządem wirtualnym ( virtual instrument ) lub krótko programem VI. Określenie to wynika z podobieństwa wizualnego obrazu aplikacji oraz jej działania do rzeczywistego urządzenia.

13 Elementy programu VI : Pulpit (front panel), który pełni rolę interfejsu użytkownika : Diagram (block diagram), który jest graficznym zapisem kodu programu. Definiuje funkcjonalność aplikacji w języku graficznym G. Ikony i złącza (icon & connector pane). Unikalna ikona identyfikuje reprezentowany przez nią program VI w innym programie VI (jako subVI - procedura w tekstowych językach programowania). Złącze (connector pane) definiuje wejścia i wyjścia podprogramu oraz ich przyporządkowanie. Odpowiada definicji argumentów procedury w językach tekstowych.

14 Input: Two positive numbers, a and b. Output: A positive number c, such that c = g.c.d. (a,b)‏ (i.e., the largest positive number that divides both a and b). Step 1: If (a mod b = 0) go to Step 3, otherwise go to Step 2. Step 2: (a,b) = (b, a mod b); goto Step 1. Step 3: Set c:=a; return || GCD Algorytm (Euklides) ‏

15 GCD ( Greatest Common Divisor) Problem function gcd(a, b)‏ while b ≠ 0 t := b b := a mod b a := t return a a, b b=0? t=b b=a mod b a=t yes no

16 GCD – Front Panel

17 GCD Diagram w języku G

18 Paleta z narzędziami – łaczenie węzłów

19 Ikona (graficzna reprezentacja subvi) ‏ Zaprojektuj ikonę tak, by możliwie precyzyjnie odpowiadała funkcjonalności danej procedury (subvi)

20 Panel przyłączeniowy (Connector) ‏

21 Przyporządkowanie we/wy subvi Kojarzenie wejść (kontrolki) subvi i wyjść (indykatory) z określoną pozycją na panelu przyłączeniowym, którego wzorzec (wybrany wcześniej) ma dostateczną liczbę punktów przyłączeniowych. Reguła wejścia po lewej, (u góry, u dołu) wyjścia po prawej (u dołu, u góry). Odpowiednik deklaracji parametrów procedury w językach proceduralnych.

22 Statut punktu przyłączeniowego  Wymagany  Zalecany  Opcjonalny

23 Status c.d.

24 Wywołanie opracowanego i zapisanego subvi Po wybraniu odpowiedniego pliku stawiamy ikonę naszego subvi, która reprezentuje go na diagramie nowego programu (VI)‏ Doprowadzenia rozmieszczone są na obrzeżach konturu ikony zgodnie z topologią ustaloną na panelu przyłączeniowym

25 Konsekwencje statusu doprowadzeń Doprowadzenie danych do wejścia zalecanego nie wystarcza! Program na razie niepoprawny! Doprowadzenie danych do wszystkich wymaganych (required) doprowadzeń wystarcza, aby program był (w sensie składniowym) poprawny! Uwaga terminal wyjściowy nie może być wymagany!

26 Do not reinvent the wheel again!

27 LabVIEW solution