本系統采用了Agilent公司的6000系列示波器,輸入帶寬為300MHz。其支持USB2.0、GPIB和TCP/IP網絡傳輸。系統通過路由器把示波器和PC連接,同時利用路由器的路由功能,實現多臺電腦都可訪問示波器的功能。特別是在臨時現場操作時,通過無線局域網和示波器的連接,避免了連線。MATLAB與示波器的連接具體包括示波器的參數設置、PC端參數設置和MATLAB軟件設置。
示波器參數設置主要是根據連接方式來設置對應的參數,比如采用網絡連接時,需要設置IP地址、網關、子網掩碼、DNS服務器等參數,其過程相當于PC端對網卡的設置。PC端主要是對網卡進行對應的參數設置。以上兩項設置好后,就可以實現示波器和PC之間網絡物理層以及底層的連接。此時,在MATLAB命令窗口敲入TMTool命令,如圖4所示的GUI窗口會顯示出來。首頁顯示了必要的幫助內容。而右側欄給出了三類連接方式選擇:硬件接口、儀器對象和儀器驅動程序。如連接正確,在窗口中點擊掃描按鈕將顯示出已經建立的儀器連接信息。
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圖4 TMTool工具窗口
在TMTool圖形窗口中,可以對儀器進行各項操作,包括控制示波器的顯示方式、顯示內容、觸發方式等,也可以采集所需的數據。在設置好與儀器通訊的各種命令后,通過自動轉換就能夠把各種操作自動轉換為.M文件,從而可以在編寫的MATLAB程序中直接實時對外部儀器進行控制和數據采集。
試驗
在用TMTool工具與示波器連接并設置好對應的參數后,以下是本系統試驗中自動生成的M文件代碼:
% Find a VISA-TCPIP object.
obj1=instRFind('Type','visa-tcpip', 'RsrcName', 'TCPIP0::192.168.1.100::inst0::INSTR', 'Tag', '');
% Create the VISA-TCPIP object if it does not exist
% otherwise use the object that was found.
if isempty(obj1)
obj1=visa('AGILENT', 'TCPIP0::192.168.1.100::inst0::INSTR');
else
fclose(obj1);
obj1 = obj1(1);
end
% Configure instrument object, obj1
set(obj1, 'InputBufferSize', 250000);
% Configure instrument object, obj1
set(obj1, 'OutputBufferSize', 512);
% Connect to instrument object, obj1.
fopen(obj1);
% Communicating with instrument object, obj1.
fprintf(obj1, ':WAVeform:FORMat ASCii');
fprintf(obj1, ':WAVeform:SOURce CHANnel1');
CH1data = query(obj1, ':WAVeform:DATa?');
CH1strdat=CH1data(11:end);
temp1=textscan(CH1strdat,'%f,');
CH1dat=temp1{1,1};
%plot(1:size(CH1dat),CH1dat');
fprintf(obj1, ':WAVeform:SOURce CHANnel2');
CH2data = query(obj1, ':WAVeform:DATa?');
CH2strdat=CH2data(11:end);
temp2=textscan(CH2strdat,'%f,');
CH2dat=temp2{1,1};
% Disconnect from instrument object, obj1.
fclose(obj1);
把以上代碼加入到MATLAB算法處理文件中,則實現了實時自動采集標簽回波信號數據,并進行數據處理以識別標簽編碼。圖5是采用MATLAB編寫的用戶程序界面,顯示了采集數據的曲線以及經過信號處理后得出的編碼等信息。圖6為在高交會上展示的實際樣機。
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圖 5 SAW標簽軟件界面
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圖6 SAW標簽系統樣機
結論
本文介紹了聲表面波射頻辨識標簽的工作原理,分析閱讀器的設計原理,并給出了基于時域采樣的閱讀器設計方法。針對系統需要高速A/D采樣的需求,利用MATLAB儀器控制工具箱實現示波器和MATLAB軟件的連接,充分發揮后者的高速采集能力。避免把主要精力用于系統硬件開發和調試,提高了研究效率。本系統成功參加了深圳高新技術交易會展出,取得了良好的展示效果。
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