摘要：针对弹药爆破现场爆压丈量难的问题，选用LabVIEW为东西规划了一套无线主动测控体系，首要由传感器网络节点、无线中继站AP和上位机三部分组成。测控体系以LabVIEW为主控软件，使用图形化编程言语和模块化规划完结了对无线传感器网络节点的操控、试验数据的读取、存储和剖析。通过体系验证和测验标明，该体系具有数据收集、无线传输和长途操控的才干，彻底可以担任恶劣环境下爆破现场爆压丈量的重担。
要害词：长途操控;主动测控;数据收集;无线传输
在弹药的规划进程中需求知道弹药爆破时的相关数据参数，而传统仪器设备却很难满意这些科学试验的需求，特别是对人类无法生计的恶劣试验现场，试验数据的获取就愈加困难，开发新的仪器设备不只存在开发周期长和测验功率低的问题，还大大增加了测验本钱。美国国家仪器有限公司NI提出的虚拟仪器技能很好地处理了以上问题，推出的图形化编程言语LabVIEW供给了许多外观与传统仪器相似的控件，选用数据流编程图形化方法十分简单完结程序界面规划、编写代码和功用完结，被广泛使用于航空、轿车、通讯和进程操控等范畴。使用LabVIEW规划的无线测控体系完结了对爆破现场爆压丈量，处理了开发本钱高、测验功率低和体系开发时间长等几个要害问题，一起体系还具有数据收集、长途操控和数据剖析等功用。
1 体系整体结构规划
依据LabVIEW的无线测控体系首要由传感器网络节点、无线中继站和上位机三部分组成，整体结构图如图1所示。体系传感器网络节点首要完结数据的收集和存储，并将收集的数据导入ARM处理器，由ARM处理器操控将数据由无线Wi—Fi无线模块发送给中继站。为了确保本测控体系习惯无线远距离传输，选用无线AP作为中继站确保数据的正确牢靠的远距离传输。在接纳端中继将接纳到的数据通过无线网口传回上位机，上位机由依据LabVIEW的测控软件对数据进行读取、处理、显现、存储和剖析等相关操作。
无线测控体系在作业时首要在上位机LabVIEW软件的操控下进行自检，待自检完结后，通过LabVIEW软件对传感器网络节点中的收集体系进行相关参数设置，然后让传感器网络节点处于待触发状况。当弹药爆破时就会触发传感器网络节点使得收集体系主动把相关信号收集并存储下来。当传感器网络节点收到上位机宣布的读数指令时，传感器网络节点中的ARM处理器会把收集体系中存储的数据读出并发给Wi—Fi无线模块，由其把数据通过中继站传回上位机。最终装在上位机上的LabVIEW软件完结数据的读取、合并和存储，并能依据需求对读回的数据作滤波和频谱剖析等相关的信号处理作业。
2 体系硬件结构规划
依据LabVIEW的无线测控体系硬件部分首要由传感器、AD转化器、FPGA、ARM体系、Wi—Fi无线模块、存储器FLASH、USB操控器FT245等组成，硬件整体结构图如图2所示。
A/D变换器作为模数转化的要害器材在测控体系中的位置是不容忽视的，测控体系选用AD公司的AD7492作为模数转化芯片，AD7492分辨率为12 bit，在2.7 V～5.25 V的电压下作业，最高采样速率可到达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傍边FLASH存储器也显得尤为重要，由于一切的试验数据都需求存储到FLASH中，一方面数据要精确地存入且不能丢掉，另一方面存储的数据要可以精确地被读出并传回上位机。测控体系的NandFlash芯片选用三星公司的K9K2G08U0M，容量为256 MB，电压作业在2.7 V～3.6 V，一页巨细为2 kB，编程和擦除均为主动。
3 体系软件规划
依据LabVIEW的无线测控体系上位机软件首要运用NI公司的LabVIEW9.0开发完结，体系软件首要完结以下几点功用：1)体系参数装备，包含对传感器的采样频率、采样点数及信号调度模块的扩大倍数等;2)作业状况检测，即对选定的无线传感器网络节点客户端通讯信道进行的作业状况检测;3)数据通讯，能对接纳到的数据进行滤波和频谱剖析;4)测验进程中的数据存储和测验完毕后的数据读取。
数据读取模块是软件体系的首要单元，首要的功用是向下位机发送履行收集数据的指令，并读取和回传收集到的数据。LabVIEW的优势在于现已为用户供给了封装好的TCPVI函数，使用时只需求设置服务器端TCP VI的监听端口，客户端TCP VI则只需求设置相应的要与服务器树立衔接的地址和长途端口即可。在LabVIEW环境下服务器Socket通讯程序框图如图3所示。
依据Socket技能TCP通讯流程包含：作为服务器端的PC机首要对指定的端口监听并处于等候衔接状况，作为客户端的数据收集端向服务器端被监听的端口宣布衔接恳求后，PC机呼应，先向客户端宣布数据收集指令，再读取客户端反应的表明承认握手成功的信息，并读取文件是否为加密文件的标志位，读取文件数据巨细信息，最终读取数据，通讯完结后封闭TCP衔接。
4 试验成果及剖析
数据收集模块作为测控体系的首要环节，其正确性对整个体系功用的完结有着决定性的影响，因而首要对收集模块的正确性进行验证才干确保后续试验的正确性。
4.1 体系功用验证试验
首要要对收集模块的参数进行设置，参数设置的进程是：上位机发送参数设置指令，然后指令通过中继站传输到下位机，下位机依据事前的程序设定将体系调整到相对应的作业形式，以1号测控设备为例，将其采样率设置在第三档，即1 Mbps。
为了验证通过无线设置后体系是否正确地进入到了相对应的作业形式，使用信号源直接发生一个频率为1 kHz、最大值为3.1 V、最小值为0.8 V的正弦信号，将该信号直接输入到调度电路的输入端，待体系收集完结后，将收集成果通过无线传输到上位机进行显现，上位机显现成果如图4所示。
4.2 测验成果与剖析
为了进一步验证测控体系的实践作业才干，选用%&&&&&%P传感器和测控体系对模仿的炸药爆破现场进行了爆压丈量试验。首要通过无线将体系相关参数设置完结，并让体系进入待触发状况，等炸药起爆的瞬间完结炸药瞬态爆压的丈量，最终将丈量成果通过无线传回核算机。见图5给出了模仿炸药爆破瞬间测到的爆压值通过低通滤波处理后的试验成果。
在图5中横坐标的单位是ns，纵坐标的单位是mV，游标1对应的正弦波最小幅值为795 mV，游标0对应的正弦波最大幅值为3 102 mV，除去软件操作时游标取点的差错，这一成果和信号源设置的最大值为3.1 V、最小值为0.8 V根本符合。游标0和游标1在横轴上的差值可以核算得到收集到的正弦波一个周期为1 ms，这正好和信号源没置的信号频率为1 k符合。从上述试验成果可以看出，该测控体系从参数的无线设置，到数据收集模块的数据收集，再到收集成果的无线回传，最终到收集成果的上位机显现都正确无误，测验曲线可以很好地记载炸药爆破前后各个状况的相关参数。
5 定论
从依据LabVIEW的无线测控体系整体结构动身对体系的软硬件构成和规划思维进行了具体介绍，并给出了测控体系中数据通讯模块程序框图，最终通过试验对测控体系的数据收集才干、无线传输操控才干和体系的实践使用才干进行了验证。通过爆破现场爆压丈量试验成果标明，该测控体系彻底可以担任恶劣环境下的数据收集、无线传输和操控的重担。
