基于LabVIEW的树莓派数据采集（DAQ）和简易示波器

Vincent_Wang-30 · 发表于 2017-12-30 21:40:39

本帖最后由 ky123 于 2018-1-31 14:08 编辑

首先十分感谢e络盟提供的比赛赞助基金。

一、项目名称：
      基于LabVIEW的树莓派数据采集系统（DAQ）

1.原理介绍和搭建环境教程
由于树莓派本省没有AI和AO，手上正好有一块ST的Nucleo F103，所以利用STM32F103的AI做了数据采集的前端，通过SMT32的SPI接口和树莓派的SPI接口相连，采集到的数据不做处理直接送到树莓派。这里STM32F103作为SPI的Slave端，树莓派作为Master端。STM32F103利用mbed现成的SPI Slave程序修改一下即可，这里偷懒了！树莓派部分利用MarkerHub的LINX工具搭建了可以运行在树莓派上的LabVIEW程序。程序比较简单，利用SPI读取到的AI数据利用LabVIEW的chart显示出来。但是在搭建环境这一块比较坎坷，下面一步一步给大家介绍搭建的步骤：
第一步：安装树莓派操作系统 Raspbian。可以利用先下载image文件在利用 Win32 Disk Imager写入SD卡安装，也可以先安装NOOBS，然后在线安装Raspbian，建议用Win32 Disk Imager安装，感觉快一些。不要在线安装比较慢，系统iamge文件下载地址：https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/
第二步：安装LabVIEW和LINX。
首先安装LabVIEW，建议安装LabVIEW2014以上版本会自带VI Package Manager，这样就可以在VIPM中搜素LINX直接安装了。
安装完LINX后，就可以用网线连接树莓派安装开发环境了。
第二步：在树莓派上安装LINX环境，由于LabVIEW使用的G语言，不能直接在嵌入式系统中开发和运行，之前NI有一个vi转换成C的工具包，然后利用keil把C代码编译成hex或bin下载到MCU中，但是目前这个工具包不在更新了，目前主要利用LINX在嵌入式系统中需要安装一个runtime来运行你的LabVIEW代码，具体的细节可以参考LINX的说明文档：
https://www.labviewmakerhub.com/ ... misc:linx-internals
下面介绍怎样在你的树莓派上安装LabVIEW的运行环境LINX:
   a）、打开LabVIEW->Tool->MakerHub->LINX->LINX Target Configuration
   b)、在打开的界面中的Hostname or IP中输入raspberrypi，我是直接用SSH或直接接显示器设定IP地址，我尝试了用raspberry访问但是每次都失败，可能是域名解析的问题，建议直接用IP地址访问。在Username中输入pi，在Password中输入raspberry，然后点击connect，然后就可以连上了。右下角会显示树莓派的logo和IP地址，然后点击Install Software按钮，开始安装LINX的树莓派端的LabVIEW的运行环境。安装前需要让你的树莓派利用WiFi联网，需要从网络下载LINX运行环境都树莓派。
   c）、安装后应该可以运行了，但是我发现总是来LabVIEW中总是链接失败，经过艰难的探索发现LINX原来是支持raspberry和BBB( Beaglebone Black),在安装后动态库文件需要指定依赖关系，需要用SSH在树莓派下运行一下指令：
cd /srv/chroot/labview
sudo schroot --run-session -c lv
这样你就进入了LINX在树莓派的运行环境，然后运行
cd /usr/lib
ls liblinx*
这里应该可以看到liblinxdevice_rpi2.so 和 liblinxdevice_bbb.so 这两个文件就是分别对应树莓派和BBB，下面把文件指定为LINX Device，运行
ln -s ./liblinxdevice_rpi2.so ./liblinxdevice.so.
然后就可以用LabVIEW顺利连接上你的树莓派开始开发你的程序了。
2.系统版本
Raspbian Stretch with desktop  November 2017版
3.应用源代码（根据自身项目实际情况填写，以文档txt的形式）；
STM32F103部分读取AI，通过SPI接口把数据送给树莓派。

/* Example of Reading all the ADC pins available on the Nucleo_F103RB.
By Joseph Ellsworth CTO of A2WH
Take a look at A2WH.com Producing Water from Air using Solar Energy
March-2016 License: https://developer.mbed.org/handbook/MIT-Licence
*/
#include "mbed.h"
// Host PC Communication channels
Serial pc(USBTX, USBRX, 115200); // tx, rx
AnalogIn pa0(PA_0); //Analog input channel 1
AnalogIn pb0(PB_0); //Analog input channel 2
DigitalOut myled(LED1);
//SPISlave device(SPI_MOSI, SPI_MISO, SPI_SCK, SPI_CS);
SPISlave device(PA_7, PA_6, PA_5, PA_4);//spi_mosi=pa_7,spi_miso=pa6,spi_clk=pa5,spi_cs=pa4
const float voltMeterARef = 3.0;
float readPrint(AnalogIn ain, char *label) {
float tval = ain.read();
float volts = tval * voltMeterARef;
float perc = tval * 100.0;
unsigned short tvalu16 = ain.read_u16 ();
printf("adc %s R=%3.3f V=%3.3fV U16=%u\r\n",label, tval, volts, tvalu16);
return tval;
}
int main() {
device.reply(0xAA);
while(1) {
myled = !myled; // toggle led
readPrint(pa0, "PA_0");
readPrint(pb0, "PB_0");
printf("\r\n\r\n");// print the analog data to log by uart port
if(device.receive())//setup the raspberry to read analog data
{
int v=device.read();
device.reply(v);}//send the analog data to raspberry by spi bus
}
}