遠程數(shù)據(jù)采集開源分享

描述

遠程數(shù)據(jù)采集

RDAX 的創(chuàng)建旨在為環(huán)境管理系統(tǒng)提供臨時監(jiān)控和控制。其核心是帶有各種接口模塊的 Phidg??ets Inc.單板計算機 (SBC3)。在該項目中使用 Phidg??ets 的優(yōu)勢包括開箱即用的框架，其中所有模塊和傳感器都可以無縫互連，并由具有傳感器 API、設備枚舉和 Web 服務的廣泛事件驅(qū)動的 io 庫提供支持。

構(gòu)建 RDAX 就像打印/獲取外殼、安裝各種接口板、使用短 USB 電纜將 io 板連接到 SBC3、連接電源和連接外部連接器一樣簡單。

在此特定配置中，設備支持：

• 16 x 數(shù)字輸出，最大 30v，2 安培電流下沉開路集電極輸出
• 16 x 數(shù)字輸入 +/- 30 V 直流電壓范圍
• 8 x TTL 電平數(shù)字輸入
• 8 x 低電流數(shù)字輸出
• 8 x 0-5 伏模擬輸入
• 4 x -10 至 +10 伏線性模擬輸入
• 每通道 8 x 1.6 安培伺服電機控制

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其他接口包括：

• Wi-Fi（SBC3 上的 USB 加密狗）
• 以太局域網(wǎng)
• USB 2.0（共6個，已用4個）
• 12 VDC 電源輸入（DC 插座和螺絲型連接器）
• 380 毫安 5vc 內(nèi)部輔助電壓
• 6-15vdc 伺服電機電源連接器

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案例設計

RDAX 的初始案例是使用 3D 擠壓打印機技術(shù)設計的。原型之間的各種設計更改可以在啟動后的幾天內(nèi)投入運行?。

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1 / 2 ? RDACX 3D 打印外殼

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外部連接器

外部連接器總線使用高占空比 Pheonix 型每針 20 安培螺絲型快速連接終端器。IO 線被分組并與相鄰的自動復位保險絲電源和接地端子配對。可以將各種配置應用于連接器總線，允許與 io 要求的數(shù)量和類型相關(guān)的設備目的定制。

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原型設計和應用

Phidg??ets 框架中包含的 3D 設計方法允許 RDAX 平臺適應多種應用程序，包括：

• 溫室監(jiān)控
• 廢物管理系統(tǒng)
• 加熱/冷卻系統(tǒng)監(jiān)測和控制
• 現(xiàn)場系統(tǒng)/區(qū)域數(shù)據(jù)記錄

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結(jié)合 3D 打印技術(shù)之前的 RDAX 溫室環(huán)境控制系統(tǒng)的早期原型。支持多個溫度濕度監(jiān)測點、風扇/加熱器控制、通風風門、門/窗位置和照明。

RDAX的早期原型

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溫室控制器 I/O 圖

完整溫室運營所需的 IO

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伺服控制的 3D 打印通風口執(zhí)行器

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輸入/輸出詳細信息

數(shù)字輸出

• 16 個集電極開路輸出，每個輸出可吸收高達 2 安培的電流。?
• 設備電壓可以是 0 到 + 30 伏直流電。
• 通過將設備的負極端子拉到地來激活設備
• 可直接支持繼電器、風扇、小型電機、螺線管、燈具等

數(shù)字輸入

• 16 個高阻抗輸入?
• -30 至 +30 vdc 輸入范圍
• 觸發(fā)高 4.2 vdc
• 每秒 125 個樣本
• 接受來自多個來源的輸入

模擬傳感器

• 0- 5 vdc 輸入范圍
• 10 位 ADC 分辨率
• 最大輸入 1000 樣本/秒輸入速率
• 用于測量來自傳感器的電壓，包括溫度、濕度、照度、壓力、距離、功率和 PH

溫度探頭傳感器（熱電偶）

• -10 至 +10 伏輸入范圍，1.5 uV 線性增量
• 每秒 25 個樣本
• +/- 2c 最大探頭誤差
• 特別適用于能夠測量數(shù)百至數(shù)千攝氏度的工業(yè)型溫度探頭。

伺服電機

• 6-15 伏電源和 5vdc 電機電壓
• 每電流電機 1.6 安培連續(xù)（3 安培浪涌）
• 83 ns 最小脈沖寬度
• 2.7 毫秒最大脈沖寬度
• 通過 api 進行電流感應反饋
• 運行小型伺服電機、執(zhí)行器以及其他 PWM 設備

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一些兼容的傳感器/設備

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1 / 9 ?溫度/濕度

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傳感器公式

轉(zhuǎn)換模擬傳感器電壓的公式

模擬輸入 (0-5vdc)

• 攝氏溫度 = SensorValue * 0.22222 - 61.11?
• 相對濕度 = SensorValue * 0.1906 - 40.2?
• Lumens = calM * SensorValue + calB（calB 和 calM 是每個傳感器上的校準設置）

熱電偶?

• 來自探頭的電壓是溫度的線性表示，?增量為 1.5 uV

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未來的插件

• 用于 RaspBerry Pi 和其他微控制器的多板安裝螺柱
• 樹莓派版本
• 接線 PCB 以將外部連接器安裝到外殼立管
• 電池使用感應充電供電

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軟件

Phidg??ets Inc. 提供了廣泛的應用說明和源代碼示例列表，可用于為 RDAX 中使用的 SBC 和連接模塊開發(fā)應用程序。此外，F(xiàn)utureHouse 還提供了一個 MIA 框架（多接口累加器），用于支持與所有 Phidg??et、模塊、傳感器和控制器的基于網(wǎng)格的連接。已提供用于附加和讀取傳感器數(shù)據(jù)的示例源代碼。準備就緒后，將在此處提供完整版本的框架應用程序和示例源代碼。

米婭截圖

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數(shù)據(jù)記錄?

所有輸入和輸出都可以添加到圖表中，以便一目了然地了解不斷變化的環(huán)境條件和 io 狀態(tài)之間的關(guān)聯(lián)。顯示日落時遠程溫室條件和系統(tǒng)響應的示例圖。

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日落事件

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MIA申請詳情

• 無限數(shù)量的設備和傳感器（帶寬受限）
• 接口板自動連接-重新連接
• 自動 GPIO 物理引腳類型識別
• XML 配置文件驅(qū)動參數(shù)
• 從數(shù)據(jù)網(wǎng)格實時監(jiān)控設備
• 事件驅(qū)動的數(shù)據(jù)周期（減少帶寬）
• 數(shù)據(jù)文件記錄
• 事件消息
• 制圖
• 傳感器校準設置
• 附加數(shù)據(jù)標簽標記
• 在 .net c# 托管代碼中開發(fā)

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