分布式脈沖監(jiān)測系統(tǒng)

　FPGA脈沖調理板卡設計如圖4所示。

　　FPGA脈沖采集板卡實時采樣信號調理板卡輸出的脈沖信號，然后使用RS485串口向上位機(測控顯示計算機)發(fā)送脈沖信號數據，板卡中使用FLASH模塊存儲測試數據，當設備意外斷電后，數據不會消失，具有存儲記憶功能。FLASH中實時存儲脈沖時間、脈沖種類、脈沖次數、標識符等數據。板卡可接收上位機軟件發(fā)送的“開始測試”、“停止測試”、“數據上傳”、“復位”以及其他一些參數設備指令。當收到開始測試指令時，板卡開始計時，并對各個信號到達時間進行標記。當接收到復位指令時，板卡復位RST信號，經J1傳送至CPCI背板，在傳至各個脈沖調理板卡，清除RS觸發(fā)器，使RS觸發(fā)器輸出0。當接收到數據上傳指令，板卡通過RS485串口通訊向上位機發(fā)送脈沖信號數據。當收到停止測試時，板卡結束計時，清除所有臨時緩存的測試數據。

　　1.2 監(jiān)測系統(tǒng)軟件設計

　　軟件采用動態(tài)加載模塊化的方式設計。試驗現場安置1臺用于連接監(jiān)測系統(tǒng)嵌入式測試設備的PC機，軟件實現對各臺測試設備的數據采集和數據回放。數據采集軟件組成框圖如圖5所示。

　　采集軟件為每臺嵌入式采集設備分配一個副本模塊，該模塊由數據采集線程、錯誤處理線程和數據存儲線程組成。

　　錯誤處理線程實時監(jiān)測各個線程運行過程中出現的各類錯誤，使用狀態(tài)機技術把錯誤處理過程分為錯誤捕捉、錯誤存儲、錯誤恢復和錯誤查詢[3]。其中錯誤恢復狀態(tài)下，把狀態(tài)分為警告、一般、嚴重、緊急等多種級別來恢復應用程序到不同的等級下運行^[4]。

　　數據采集設計流程框圖如圖6所示。

　　主程序運行后，軟件同步各級測試設備的起始計時，然后軟件開始接收各級測試數據，解析測試數據，在界面用表格方式顯示測試數據。若用戶點擊停止按鈕，軟件等待初始化完成后再停止測試，關閉程序，釋放內存。若用戶點擊燈顯示按鈕，界面進入模擬顯示面板，用戶通過各級選擇按鈕，顯示各級顯示情況，此時，程序同時也接收、解析各臺嵌入式測試設備上傳的測試數據。

　　數據存儲軟件設計流程框圖如圖7所示。

　　主程序初始化后，自動建立以時間命名的數據表文件，然后等待用戶操作，接收數據采集模塊實時傳輸數據，存取數據到文件指定的位置中。當用戶點擊停止按鈕，便保存數據，調用文件關閉控件，釋放內存。

2 監(jiān)測系統(tǒng)實現

　　2.1 監(jiān)測系統(tǒng)軟件界面

　　軟件右側頂端可以進行狀態(tài)選擇，針對不同型號狀態(tài)的火工品，事先配置好各個節(jié)點的定義，即每臺火工品等效器72路監(jiān)測點可配置相應的節(jié)點定義，與前面板LED燈的定義一致。

　　當點擊開始運行按鈕后，終端機向3臺等效器發(fā)送“01開始監(jiān)測”命令，3臺等效器收到命令后使能脈沖采樣，返回響應數據，界面上3個指示燈亮起，表示開始監(jiān)測。

　　每臺等效器有測試時間和運行時間，測試時間是預先設置的，不同型號狀態(tài)的測試時間不同，最長可設置72小時。運行時間即開始采樣后的實際運行時間，當運行時間等于測試時間，表示一次正常測試完成，系統(tǒng)自動停止監(jiān)測。軟件虛擬燈顯示界面如圖9所示。

　　2.2 數據回放界面

　　界面左側列表為以往實驗數據保存的文件格式，選中相應數據文件讀取，實驗數據會以真實實驗情況回放數據，以表格形式顯示在右側數據表中，脈沖間隔、脈沖次數都會以實際的間隔顯示，即一次實驗若是持續(xù)1小時，數據回放完所有內容的時間也是1小時，為了便于快速查詢數據，界面底部設置了回放速度調試旋鈕，最快可以10倍速回放一次實驗數據。

3 結論

　　系統(tǒng)采用485通訊分布式部署嵌入式脈沖監(jiān)測系統(tǒng)，滿足系統(tǒng)分布式測試需求，各臺嵌入式采集設備基于CPCI總線設計的分布式脈沖采集設備，實現了對脈沖信號的寬度、上升沿到達時間、下降沿到達時間、脈沖次數等數據的實時監(jiān)測和脈沖數據冗余備份。系統(tǒng)運行穩(wěn)定、安全且可靠，為火箭試驗測試和事后數據分析、數據追溯提供依據和保障。

參考文獻：

　　[1]陳樹學,劉萱.LabVIEW寶典[M].北京：電子工業(yè)出版社,2011.

　　[2]楊高科.LabVIEW虛擬儀器項目開發(fā)與管理[M].北京：機械工業(yè)出版社,2012.

　　[3]楊樂平,李海濤,趙勇,等.LabVIEW高級程序設計[M].北京:清華大學出版社,2001.

　　[4]劉君華.基于LabVIEW的虛擬儀器設計[M].北京:電子工業(yè)出版社,2003.

本文來源于中國科技期刊《電子產品世界》2016年第10期第69頁，歡迎您寫論文時引用，并注明出處。