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基于NI-CompactRIO和STM32的远程数据监控系统设计
资料介绍
在土工三轴试验中，为避免长时间试验过程中出现异常状况造成不必要的损失，需要对整个试验过程进行实时监控，当前主要采用人工现场监控的方式，其效率低下。为解决上述问题，本文利用自行开发的三轴试验同步水压力监控系统，结合互联网技术，以Android手机为控制终端，PC为服务端，NI-CompactRIO为数据采集模块，STM32为控制器设计了一套远程监控系统。本文的设计内容主要有以下几个方面：
首先，查阅了国内外相关文献研究成果，综述了近年来监控系统及水压力传动技术在国内外的发展现状、实现方式。在此基础上，本文提出了同步水压力远程监控系统的整体设计思路，设计了从Android终端到NI-CompactRIO和STM32的具体方案。
随后，根据提出的设计方案，完成了系统的硬件部分设计。针对本系统的控制要求，本文对控制器、步进电机、水压力变送器、数据采样模块进行了合理的选型，并在此基础上完成了单片机最小系统及步进驱动器的硬件电路的原理图及PCB设计，对电路进行了详细的理论分析。
接着，针对同步水压力控制系统开展研究，建立同步水压力控制系统的数学模型。针对系统稳定性、响应速度和同步控制性的要求，提出了同步交叉耦合控制和参数自整定模糊PID控制的控制方案。利用MATLAB完成控制算法的仿真研究，结果表明参数自整定模糊PID能较快地进入稳定工作点，交叉耦合同步算法具有较好的同步控制性能。完成仿真实验验证工作，并取得了较好的水压力同步控制效果。在此基础上，编写参数自整定模糊PID和交叉耦合同步算法并下载到STM32控制器中，完成初步调试工作。
然后，以同步水压力控制为例设计了远程监控系统的服务端和远程终端，服务端主要用LabVIEW接收NI-CompactRIO输出的双通道水压力信号，与STM32进行串口通信，与本地数据库MySQL实现数据传输，将水压力数据实时保存到数据库。将数据库中的数据包进行编码并转化为STM32所接收的数据流。远程终端控制界面主要是用Python+Kivy编写，建立终端和服务端的数据通信，将控制指令及数据通过数据库发送给服务端，同时不断接收来自服务端的数据，并在Android终端实时显示，从而实现了实时监控同步水压力控制状态的目的。
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| 基于NI-CompactRIO和STM32的远程数据监控系统设计.pdf | 4M |
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