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远程数据采集开源分享

消耗积分:0 | 格式:zip | 大小:3.01 MB | 2022-12-23

潘飘稚

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描述

远程数据采集

RDAX 的创建旨在为环境管理系统提供临时监控和控制。其核心是带有各种接口模块的 Phidg​​ets Inc.单板计算机 (SBC3)。在该项目中使用 Phidg​​ets 的优势包括开箱即用的框架，其中所有模块和传感器都可以无缝互连，并由具有传感器 API、设备枚举和 Web 服务的广泛事件驱动的 io 库提供支持。

构建 RDAX 就像打印/获取外壳、安装各种接口板、使用短 USB 电缆将 io 板连接到 SBC3、连接电源和连接外部连接器一样简单。

在此特定配置中，设备支持：

  • 16 x 数字输出，最大 30v，2 安培电流下沉开路集电极输出
  • 16 x 数字输入 +/- 30 V 直流电压范围
  • 8 x TTL 电平数字输入
  • 8 x 低电流数字输出
  • 8 x 0-5 伏模拟输入
  • 4 x -10 至 +10 伏线性模拟输入
  • 每通道 8 x 1.6 安培伺服电机控制

 

其他接口包括：

  • Wi-Fi（SBC3 上的 USB 加密狗）
  • 以太局域网
  • USB 2.0（共6个，已用4个）
  • 12 VDC 电源输入（DC 插座和螺丝型连接器）
  • 380 毫安 5vc 内部辅助电压
  • 6-15vdc 伺服电机电源连接器

 

案例设计

RDAX 的初始案例是使用 3D 挤压打印机技术设计的。原型之间的各种设计更改可以在启动后的几天内投入运行 。

 

 
 
 
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1 / 2 • RDACX 3D 打印外壳
 

 

外部连接器

外部连接器总线使用高占空比 Pheonix 型每针 20 安培螺丝型快速连接终端器。IO 线被分组并与相邻的自动复位保险丝电源和接地端子配对。可以将各种配置应用于连接器总线，允许与 io 要求的数量和类型相关的设备目的定制。

 
 
 
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原型设计和应用

Phidg​​ets 框架中包含的 3D 设计方法允许 RDAX 平台适应多种应用程序，包括：

  • 温室监控
  • 废物管理系统
  • 加热/冷却系统监测和控制
  • 现场系统/区域数据记录

 

结合 3D 打印技术之前的 RDAX 温室环境控制系统的早期原型。支持多个温度湿度监测点、风扇/加热器控制、通风风门、门/窗位置和照明。

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RDAX的早期原型
 

温室控制器 I/O 图

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完整温室运营所需的 IO
 

 

伺服控制的 3D 打印通风口执行器

 

 

输入/输出详细信息

数字输出

  • 16 个集电极开路输出，每个输出可吸收高达 2 安培的电流。 
  • 设备电压可以是 0 到 + 30 伏直流电。
  • 通过将设备的负极端子拉到地来激活设备
  • 可直接支持继电器、风扇、小型电机、螺线管、灯具等

数字输入

  • 16 个高阻抗输入 
  • -30 至 +30 vdc 输入范围
  • 触发高 4.2 vdc
  • 每秒 125 个样本
  • 接受来自多个来源的输入

模拟传感器

  • 0- 5 vdc 输入范围
  • 10 位 ADC 分辨率
  • 最大输入 1000 样本/秒输入速率
  • 用于测量来自传感器的电压，包括温度、湿度、照度、压力、距离、功率和 PH

温度探头传感器（热电偶）

  • -10 至 +10 伏输入范围，1.5 uV 线性增量
  • 每秒 25 个样本
  • +/- 2c 最大探头误差
  • 特别适用于能够测量数百至数千摄氏度的工业型温度探头。

伺服电机

  • 6-15 伏电源和 5vdc 电机电压
  • 每电流电机 1.6 安培连续（3 安培浪涌）
  • 83 ns 最小脉冲宽度
  • 2.7 毫秒最大脉冲宽度
  • 通过 api 进行电流感应反馈
  • 运行小型伺服电机、执行器以及其他 PWM 设备

 

一些兼容的传感器/设备

 
 
 
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1 / 9 •温度/湿度
 

 

 

传感器公式

转换模拟传感器电压的公式

模拟输入 (0-5vdc)

  • 摄氏温度 = SensorValue * 0.22222 - 61.11 
  • 相对湿度 = SensorValue * 0.1906 - 40.2 
  • Lumens = calM * SensorValue + calB（calB 和 calM 是每个传感器上的校准设置）

热电偶 

  • 来自探头的电压是温度的线性表示， 增量为 1.5 uV

 

 

未来的插件

  • 用于 RaspBerry Pi 和其他微控制器的多板安装螺柱
  • 树莓派版本
  • 接线 PCB 以将外部连接器安装到外壳立管
  • 电池使用感应充电供电

 

软件

Phidg​​ets Inc. 提供了广泛的应用说明和源代码示例列表，可用于为 RDAX 中使用的 SBC 和连接模块开发应用程序。此外，FutureHouse 还提供了一个 MIA 框架（多接口累加器），用于支持与所有 Phidg​​et、模块、传感器和控制器的基于网格的连接。已提供用于附加和读取传感器数据的示例源代码。准备就绪后，将在此处提供完整版本的框架应用程序和示例源代码。

米娅截图

 
 
 
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数据记录 

所有输入和输出都可以添加到图表中，以便一目了然地了解不断变化的环境条件和 io 状态之间的关联。显示日落时远程温室条件和系统响应的示例图。

 

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日落事件
 

MIA申请详情

  • 无限数量的设备和传感器（带宽受限）
  • 接口板自动连接-重新连接
  • 自动 GPIO 物理引脚类型识别
  • XML 配置文件驱动参数
  • 从数据网格实时监控设备
  • 事件驱动的数据周期（减少带宽）
  • 数据文件记录
  • 事件消息
  • 制图
  • 传感器校准设置
  • 附加数据标签标记
  • 在 .net c# 托管代码中开发

 

 


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