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LabVIEW による 地上気象観測データ 収集システムの開発

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LabVIEW による 地上気象観測データ 収集システムの開発. 交通電子機械工学課程 2001843 山田大地. 観測システムの概要 LabVIEW とは アナログ電圧測定用プログラム 温度・相対湿度のシリアル出力を読むプログラム 風向・風速のシリアル出力を読むプログラム. ① 気温( T ) ②相対湿度( RH ) ③風向( WD ) ④風速( WS ) ⑤日射( RA ) ⑥気圧( P )    ↓. はじめに. 東京海洋大学では基礎的な気象データとして、気温、相対湿度、風向、風速、日射、気圧を継続して観測している

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Presentation Transcript
labview

LabVIEWによる地上気象観測データ収集システムの開発LabVIEWによる地上気象観測データ収集システムの開発

交通電子機械工学課程

2001843 山田大地

  • 観測システムの概要
  • LabVIEWとは
  • アナログ電圧測定用プログラム
  • 温度・相対湿度のシリアル出力を読むプログラム
  • 風向・風速のシリアル出力を読むプログラム
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①気温(T)

②相対湿度(RH)

③風向(WD)

④風速(WS)

⑤日射(RA)

⑥気圧(P)

   ↓

はじめに
  • 東京海洋大学では基礎的な気象データとして、気温、相対湿度、風向、風速、日射、気圧を継続して観測している
  • 本学の第三実験棟屋上の観測データを 1997年4月から現在まで、NEC PC-9801(AD変換ボードとRS-232C)を用いて記録している
slide3

①気温(T)

②相対湿度(RH)

③風向(WD)

④風速(WS)

⑤日射(RA)

⑥気圧(P)

   ↓

開発の目的
  • 観測データを記録するPC及びデータ収集システムを更新する
  • Windowsのパソコンを用いることでネットワークに繋ぎ学内の端末から観測データを参照することができるようにする
  • 本研究では「LabVIEW 6.0i」を用いて開発を行った
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システムの概要

どこに?

  • 計測システムは本学の第3実験棟6階環境科学演習室に置かれている
  • 計測機器は屋上等に設置されており標高は30~40m以内
  • 湿度温度計HMP233(Vaisala社製)
  • アナログ気圧変換機PTB100A(Vaisala社製)
  • KSS-801超音波微風向風速計および風向風速変換器(光進電気工業社製)
  • 180°全天日射計(石川産業社製)
  • デスクトップパソコン(OS:Windows2000)
  • デジタル出力はRS-232Cボード、アナログ出力はA/D変換ボード(NI製PCI-6023E、12bit)を経由して読み取る

なにが?

どのように?

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システム構成図
  • 日射計は0~2cal/cm2・minを0~10mV、これをオペアンプで100倍して0~1Vの電圧値として出力
  • 気圧計は800~1060hPaを0~5Vの電圧値として出力
  • 温湿度計、風向風速計はRS-232C通信によりデジタルで値を出力
  • 温湿度計、風向風速計は電圧での出力も可能なので、全てのチャンネルをアナログ電圧で取ることも可能
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LabVIEWとは
  • LabVIEWとはナショナル・インスツルメンツ社のプログラミングソフトである
  • BasicやC言語のようなテキストベースプログラミングとは異なり、グラフィカルなユーザーインターフェイスを採用している
  • プログラム開発の負担を軽減する目的がある
labview2
LabVIEWによるプログラミング
  • LabVIEWでは、ある基本的な動作をするオブジェクト郡がグラフィカルなアイコンとして表示され、それらを線で結ぶことでプログラムを作成する
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電圧測定用プログラム
  • 6つのチャンネルからのアナログ電圧値をA/D変換ボードで読み込む
    • 電圧値のサンプリング
    • 指定時間内での平均化
    • グラフの表示
    • ディスクへのデータ保存
  • データの保存形式は既存のシステムと同じにする
    • カンマで区切られたCSV形式
    • 日付が変わるとファイル名が更新される
slide12
温度・相対湿度のシリアル出力       を読むプログラム温度・相対湿度のシリアル出力       を読むプログラム
  • RS-232Cを介して計測器(湿度温度計HMP233 )と通信する
  • コマンドを送るとそのコマンドに対して計測器から応答があり、温度・相対湿度の瞬間値を得る
  • 電圧を読む替わりに、このプログラムで温度・相対湿度を読む
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風向風速値のシリアル出力を読むプログラム
  • RS-232Cを介して計測器( KSS-801超音波微風向風速計)と通信する
  • 計測器から250ミリ秒ごとに風向風速の瞬間値が常に出力されている
  • 電圧を読む替わりに、このプログラムで風向・風速値を読む
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インターネット経由で  観測データを参照するインターネット経由で  観測データを参照する
  • グラフ等が表示されているフロントパネルを参照する
    • LabVIEWのサーバー機能を使う
  • HDDに保存したデータを参照する
    • FTPサーバーソフトを使う
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まとめと今後の課題
  • LabVIEWを用いて地上気象観測データ収集システム(A/D変換ボードとRS-232C)の更新のための基礎的なプログラムを作成した
  • サーバー機能を使い学内で観測データを参照することができるようになった
  • アナログ入力のノイズの低減(差動入力を使用できるようにする、分解能の向上)
  • アナログ入力とシリアル入力での収集システムを完成させる