串口温度传感器 零代码搭建一个温度传感器数据采集与显示软件
零代码搭建一个温度传感器数据采集与显示软件
1 概述
传感器(英文名称:transducer/sensor)是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
传感器按用途可以分为力敏传感器、位置传感器、液位传感器、能耗传感器、速度传感器、加速度传感器、射线辐射传感器、热敏传感器等。
随着集成度的不断提高,多种传感器集成到一个模块,已经非常普遍。模块的生产厂商,对外提供一组通信协议,供模块使用者和模块进行通信,从而方便地获取传感器的测量数值。
本文通过一个实际的例子,介绍如何通过上位机软件,对一个多轴传感器模块的温度数据进行采集并用曲线图表显示温度数据。本例子的硬件架构如下图所示。
传感器模块数据输出: 温度、加速度、角速度、磁场等
传感器模块数据接口: 串口,波特率9600(默认)
传感器模块串口上位机连接:使用USB-TLL串口模块连接,VCC接VCC,TX接RX,RX接TX,GND接GND。
本例子上位机使用格西测控大师编写,最终效果如下图所示。
2 通信协议
数据采集系统和设备通信有两种方式,一种是DirectIO方式,也就是直接通过设备通信协议进行访问,这种方式需要了解设备的通信协议;另外一种是间接调用动态库的方式,这种方式只需要了解动态库的接口函数即可。
本文的实验例子是通过DirectIO方式进行通信。下面我们来介绍一下所用到的采集通信命令,通信命令帧结构如下图所示。传感器模块持续的向串口发送通信命令帧。
3 创建项目、设备接口和变量
3.1 第1步 新建项目
启动格西测控大师,在左上角菜单中选择“新建项目”,然后在弹出的“新建项目”对话框中,填写项目名称“温度采集与显示项目”,然后点击“浏览…”按钮,选择保存路径和填写项目文件名“温度采集与显示项目”,最后点击“确定”按钮。
3.2 第2步 添加串口设备
在项目管理器中选择“设备与接口”节点,然后点击鼠标右键,在弹出菜单中选择“新建设备…”。
弹出新建设备对话框中,选择“串口”,点击“确定”。
弹出设备属性对话框,填写“设备名”和其他设备参数,最后点击“确定”按钮。其中,“设备名”是设备的标识,可以是任意字符串,引用设备必须使用设备名。
3.3 第3步 添加变量
本例子用到变量容器、表达式变量和TXT文件变量。
TXT文件类型变量:当其所有子变量都改变过后,形成一条记录,保存到文件中。本例子中的时间数据通过表达式变量自动生成,而温度数据,每次采集完毕后通过数据绑定的方式把采集序列中的温度值分别赋给“温度值”变量,即可生成一条记录。
表达式变量:保存采集时间和温度值,采集时间使用系统当前时间,温度值通过采集到的数据经过表达式运算(除以100)得到。
其中,Frequency表示变量数据每秒钟的触发次数, 每次触发,根据表达式计算产生变量的值;如果 Frequency<=0,则不能定时触发表达式计算,只有对 Value 属性赋值,才可以触发表达式计算进而产生新的变量值。
4 编写采集序列
本例子用到的步骤类型: While和Message。
其中Message步骤是报文步骤,可以通过自定义报文结构来编写通信协议,可以自定义任意结构的通信协议,非常方便和设备进行通信。
运行测试的时候,我们可以打开序列数据面板查看通信的过程数据。
5 设计用户界面
本例子用到的控件:LineChart(曲线图)、TableGrid(数据表)。
控件关键配置:
LineChart:
ChartSeries属性(格式为“<系列名称 1>,<X变量名>,<Y变量名>;<系列名称 2>,<X变量名>,<Y变量名>;…“ ;本例子设置为:温度曲线,时间,温度值)
DataProvider属性:绑定“采集变量表/温度数据”变量容器
TableGrid:
DataSeries属性(格式为“<变量1名>,<列1名称1>; <变量2名>,<列2名称>;…“ ;本例子设置为:时间,时间;温度值,温度值 )
DataSource属性:绑定“采集变量表/温度数据”变量容器
6 编写仿真序列进行调试
实际开发中,我们经常使用仿真的方式进行软件调试,使得开发进程更加可控。下面,我们从这个例子出发,探讨一下如何编写仿真序列。
本例子的传感器模块是串口通信的,故在仿真时我们选择用虚拟串口软件(VSPD虚拟串口软件)虚拟一对串口来实现仿真程序和实际程序的对发。
按以下步骤创建仿真序列:
1、创建串口“串口-仿真器”,保证和“串口”是虚拟软件创建的一对交叉互联的串口。
2、创建循环发送的序列,其中一个Message类型步骤用于发送仿真的帧到“串口-仿真器”。
3、编写“发送温度帧”步骤的脚本,生成随机温度值。
7 总结
随着测控软件开发平台的日益成熟,测控系统的开发越来越注重低代码、配置型系统,也就是说整个测控系统的构建,就像搭积木一样,把各个功能硬件,通过低代码型、配置型的测控软件开发平台,有机的组合起来,达到多快好省的“量身定制”自动化系统。
工业自动化的数据桥梁:工业串口转换器的性能分析
在工业自动化领域,数据的精确传输和高效处理是实现智能制造的关键。工业串口转换器 作为连接各种工业设备与控制系统的数据桥梁,其性能直接影响到整个自动化系统的稳定性和可靠性。本文将对工业串口转换器的性能进行深入分析。
工业自动化的数据桥梁:工业串口转换器的性能分析 工业串口转换器的作用
工业串口转换器主要用于实现串行通信协议与现代通信协议之间的转换,如将RS-232、RS-485信号转换为以太网信号,从而实现工业设备的网络连接和数据传输。
性能分析的关键指标
兼容性 :工业串口转换器必须支持多种串行通信协议和接口类型,以适应不同工业设备的通信需求。
传输速率 :转换器的数据传输速率决定了数据传输的效率,对于高速工业应用尤为重要。
稳定性 :在工业环境中,转换器需要具备良好的抗干扰能力和稳定的长时间运行性能。
实时性 :对于需要实时控制的工业应用,工业串口转换器的实时性能是关键。
安全性 :网络安全功能,如数据加密和访问控制,对于保护工业系统的数据安全至关重要。
环境适应性 :工业串口转换器应能适应各种环境条件,包括宽温度范围、防尘防水等。
技术优势
多协议支持 :现代工业串口转换器通常支持多种串行通信协议,提供灵活的通信解决方案。
高速数据处理 :高性能的工业串口转换器能够处理大量数据,满足高速工业应用的需求。
模块化设计 :模块化设计使得工业串口转换器易于安装、配置和维护。
远程监控 :支持远程监控和配置,提高了工业系统的可管理性。
冗余设计 :部分工业串口转换器提供冗余设计,增强了系统的可靠性。
应用场景
自动化生产线 :在自动化生产线中,工业串口转换器连接传感器、控制器和执行器,实现精确控制。
远程监控系统 :在远程监控系统中,转换器将现场设备的数据传输至中心监控站。
工业物联网(IIoT) :工业串口转换器将各种工业设备连接至物联网平台,实现设备的智能管理和数据分析。
数据采集与分析 :在数据采集与分析系统中,转换器用于从多个设备收集数据并传输至数据处理中心。
总结
工业串口转换器在工业自动化中扮演着至关重要的角色,其性能分析对于选择适合特定应用的设备至关重要。随着工业4.0和智能制造的发展,工业串口转换器将继续在提高生产效率、降低运营成本、保障系统安全等方面发挥关键作用。通过不断优化性能和增强功能,工业串口转换器将更好地满足工业自动化的需求。
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