Обработка сигналов, разработка автоматизированных систем на базе технологий NI

Цель – изучение основ графической среды программирования LabVIEW, аппаратных платформ National Instruments (NI), а также алгоритмов и методов обработки информационных сигналов для анализа и синтеза автоматизированных информационно-измерительных устройств и систем на базе инновационных технологий.
Достижению цели будет способствовать решение следующих задач:
- овладение основами разработки приложений в графической среде программирования LabVIEW;
- изучение многофункциональных устройств сбора данных и генерации сигналов компании National Instruments;
- овладение основами обработки сигналов, включая фильтрацию и оценку параметров, согласование сигналов в современных электронных устройствах и системах на базе технологий NI;
- изучение методов анализа и синтеза автоматизированных информационно-измерительных устройств и систем с использованием аппаратных и программных средств NI.

В результате освоения модуля обучающийся должен уметь:
• осуществить выбор аппаратных и соответствующих программных средств NI для решения конкретной прикладной задачи,
• реализовать анализ и синтез алгоритма обработки сигнала с использованием технологий NI.

В результате освоения модуля обучающийся должен знать:
• основы языка программирования в графической среде LabVIEW;
• архитектуру, основные компоненты многофункциональных систем сбора данных NI-DAQ,
• алгоритмы и методы оптимальной обработки сигналов, в т.ч. фильтрации и спектрального анализа сигналов,
• методы согласования сигналов в измерительных системах различного назначения.

Часов в программе

10,00 часов

лекции

14,00 часов

практика

4,00 часа

самостоятельная

2,00 часа

промежуточная аттестация

30,00 часов

всего

Материально-технические условия реализации программы:

Вид занятий: Лекции
Требуемое ПО:
MS Teams
MS Windows
NI LabVIEW
Модули и библиотеки NI LabVIEW

Вид занятий: Практические занятия
Требуемое ПО:
MS Teams
MS Windows
NI LabVIEW
Модули и библиотеки NI LabVIEW
Measurement & Automation Explorer

Вид занятий: Самостоятельная работа
Требуемое ПО:
MS Windows
NI LabVIEW
Модули и библиотеки NI LabVIEW

Информационные ресуры

https://www.ni.com/ru-ru.html - официальный сайт корпорации National Instruments.

http://ni.spbstu.ru/ - официальный сайт Международного научно-образовательного центра «National Instruments – Политехник»

Образовательные ресуры

https://dl-phnt.spbstu.ru/ - Портал дистанционных образовательных технологий СПбПУ Петра Великого

Учебно-методические материалы

Методы, формы и технологии

При аудиторной организации образовательного процесса используются традиционные образовательные технологии: лекции, читаемые с применением мультимедийного проекционного оборудования, и практические занятия, проводимые в компьютерном классе.
При контактной организации образовательного процесса используются дистанционные образовательные технологии: лекции и практики, реализуются в форме вебинаров с использованием платформы MS Teams.
При самостоятельном изучении (без непосредственного участия преподавателя, но под его руководством) образовательный процесс строится на основе дистанционных образовательных технологий: видеолекции, практические задания и тесты. Все материалы доступны на портале информационно-образовательной среды MOODLE.

Методические разработки

Модуль разработали и сопровождают преподаватели Международного научно-образовательного центра (МНОЦ) “National Instruments – Политехник” .
Разработан ряд практических занятий, направленных на формирование у обучающихся профессиональных компетенций.
Созданы учебные стенды на основе NI ELVIS II, систем согласования и коммутации сигналов SCXI/SCC, систем управления приборами по интерфейсам GPIB, RS 232 и CAN.

Материалы курса

Презентации и видеолекции преподавателей-экспертов.

Учебная литература

1. DAQ-устройства серий M и X. Руководство пользователя.: Корпорация National Instruments North Mopac Expressway Austin, Texas, 2001-2009.
2. Батоврин В.К., Бессонов А.С., Мошкин В.В., Папуловский В.Ф. LabVIEW: практикум по основам измерительных технологий + CD. – М.: ДМК Пресс, 2009 г., 208 с.
3. Федосов В.П., Нестеренко А.К. Цифровая обработка сигналов в LabVIEW. – М.: ДМК Пресс, 2013. – 456 с.
4. Суранов А.Я. LabVIEW 8.20. Справочник по функциям. – М.: ДМК Пресс, 2007 г., 536 с.
5. Кехтарнаваз Н., Ким Н. Цифровая обработка сигналов на системном уровне с использованием LabVIEW + CD: – М.: Додэка, 2007 г., 304 с

Темы

Общие вопросы дискретизации, квантования и восстановления сигнала Цифровая фильтрация Спектральный анализ Генерация случайных сигналов Оптимальная обработка сигналов Оценка параметров сигнала Согласование сигналов при использовании DAQ-устройств

Лекции
1,00ч

Практические занятия
2,00ч

Всего
3,00ч

Промежуточная аттестация 2,00 часа

Промежуточная аттестация проводится в форме зачета.