"為了滿足社會可持續(xù)發(fā)展的要求，環(huán)境保護受到越來越多的重視。以現(xiàn)代測量技術(shù)為基礎(chǔ)的環(huán)境監(jiān)測技術(shù)可對各種環(huán)境參數(shù)進行測量與分析，是研究環(huán)境質(zhì)量變化趨勢的重要手段和環(huán)境保護的基礎(chǔ)。"
                                                                                               - 李 誠, 上海聚星儀器有限公司應(yīng)用工程師
挑戰(zhàn):
       環(huán)境監(jiān)測要求系統(tǒng)能夠在戶外較惡劣環(huán)境下監(jiān)測多種環(huán)境參量，包括氣象、振動、噪聲、電磁場、圖像等，主要應(yīng)用領(lǐng)域包括人居環(huán)境監(jiān)測、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測以及節(jié)能減排項目監(jiān)測，需采用分布式結(jié)構(gòu)。

解決方案:
       NI CompactRIO是一款工業(yè)級嵌入式數(shù)據(jù)采集平臺，基于該平臺開發(fā)的采集系統(tǒng)具有很好的穩(wěn)定性和實時性，并能適應(yīng)野外工作環(huán)境，我們采用NI CompactRIO豐富的C系列模塊采集各種傳感器輸出的模擬信號，通過TCP/IP協(xié)議傳輸?shù)缴衔粰C，工作人員可以實時監(jiān)測各種環(huán)境參數(shù)。

作者:
       李 誠 - 上海聚星儀器有限公司應(yīng)用工程師

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及主要特點
       環(huán)境監(jiān)測起步包基于NI的嵌入式硬件平臺CompactRIO和圖形化設(shè)計平臺LabVIWE開發(fā)而成，起步包結(jié)構(gòu)如圖 1所示。

 圖 1 環(huán)境監(jiān)測起步包結(jié)構(gòu)

       各種環(huán)境參量通過相應(yīng)的傳感器轉(zhuǎn)化為電信號，電信號通過C系列模塊輸入到CompactRIO中，CompactRIO對采集到的原始信號進行處理，并將處理后的數(shù)據(jù)通過路由器發(fā)送到監(jiān)控端以及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。監(jiān)控端通過TCP/IP協(xié)議與CompactRIO通信，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時顯示以及控制命令的發(fā)送。瀏覽端用戶通過網(wǎng)頁瀏覽器訪問服務(wù)器中的監(jiān)測數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)共享和歷史數(shù)據(jù)分析。
       環(huán)境監(jiān)測起步包的主要特點有：
       1. 自定義的FPGA模塊和豐富的I/O模塊，能夠與幾乎所有的傳感器進行方便的連接；
       2. 模塊化的軟件結(jié)構(gòu)，能夠輕松地實現(xiàn)系統(tǒng)的維護與升級；
       3. 采用WIFI和3G技術(shù)，實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的無線傳輸，有利于分布式監(jiān)測和數(shù)據(jù)管理。

監(jiān)測項目
環(huán)境監(jiān)測起步包的監(jiān)測項目如下： 

系統(tǒng)指標(biāo)
1. CompactRIO板卡指標(biāo)

2. 監(jiān)測指標(biāo)（標(biāo)配、可擴展）
       溫度：測量范圍-5～55℃
       濕度：測量范圍0～100%
       振動：測量范圍±250g，頻率范圍0.3～10KHz，靈敏度20mV/g，最小分辨率0.0005g
       聲音：頻率范圍20～20KHz，動態(tài)范圍127dB，靈敏度50mV/Pa
       電磁波：頻率范圍10～20KHz
       系統(tǒng)指標(biāo)大多受限于選配的傳感器，起步包為了降低系統(tǒng)門檻采用了較低成本的傳感器，對于大多數(shù)驗證和科研可以適用，如果用戶須要更高精度的系統(tǒng)，聚星工程師可以選配更高等級的傳感器。

實物圖及軟件界面

圖 2 系統(tǒng)實物圖 
 
圖 3 系統(tǒng)軟件界面 

總結(jié)
       基于NI CompactRIO平臺開發(fā)的環(huán)境監(jiān)測起步包能夠監(jiān)測多種環(huán)境參量，系統(tǒng)具有很高可靠性和擴展性。采用NI的嵌入式硬件平臺CompactRIO進行系統(tǒng)開發(fā)，能夠縮短開發(fā)周期，提高系統(tǒng)可靠性，使得用戶能夠把精力放在數(shù)據(jù)的分析處理上。
       聚星儀器是NI的金牌系統(tǒng)聯(lián)盟伙伴，同時也是NI CompactRIO大陸地區(qū)獨家代理商和增值服務(wù)商。聚星儀器擁有一支全球頂尖的LabVIEW開發(fā)團隊，以NI CompactRIO為核心開發(fā)了許多創(chuàng)新應(yīng)用，您可登陸聚星儀器主頁www.vi-china.com.cn 查看更多產(chǎn)品和應(yīng)用案例，或聯(lián)系聚星儀器CompactRIO技術(shù)支持。