Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Wirtualne systemy kontrolno-pomiarowe
Course of study:
2017/2018
Code:
EEL-2-204-PT-s
Faculty of:
Faculty of Electrical Engineering, Automatics, Computer Science and Biomedical Engineering
Study level:
Second-cycle studies
Specialty:
Pomiary technologiczne i biomedyczne
Field of study:
Electrotechnics
Semester:
2
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
Maj Piotr (maj@agh.edu.pl)
Academic teachers:
Module summary

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence
M_K001 Ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną i zespołu, a także jest gotowy podporządkować się zasadom pracy zespołowej. EL2A_K01 Activity during classes,
Test
Skills
M_U001 Potrafi zaplanować pracę zespołu i sprawnie oraz bezpiecznie w tym zespole pracować. EL2A_U15, EL2A_U02, EL2A_U16, EL2A_U04 Test,
Activity during classes
M_U002 Potrafi poprawnie, świadomie i wykorzystać dostępne platformy sprzętowe do budowy systemów kontrolno-pomiarowych EL2A_U16 Activity during classes,
Test
M_U003 Potrafi napisać specyfikację systemu kontrolno-pomiarowego w sposób czytelny dla innych programistów EL2A_U02, EL2A_U03 Activity during classes,
Test
Knowledge
M_W001 Ma wiedzę pojęć z zakresu charakterystyki i budowy systemów kontrolno-pomiarowych. EL2A_W12, EL2A_W05 Test,
Activity during classes
M_W002 Ma poszerzoną i uporządkowaną wiedzę dotyczącą podstawowych architektur sprzętowych i programowych wchodzących w skład systemów kontrolno-pomiarowych EL2A_W02, EL2A_W01 Test,
Activity during classes
M_W003 Zna i rozumie budowę, zasady działania oraz zastosowania podstawowych urządzeń docelowych (Real-Time, FPGA, PDA, etc.) EL2A_W01 Test,
Activity during classes
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Others
E-learning
Social competence
M_K001 Ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną i zespołu, a także jest gotowy podporządkować się zasadom pracy zespołowej. + - + - - - - - - - -
Skills
M_U001 Potrafi zaplanować pracę zespołu i sprawnie oraz bezpiecznie w tym zespole pracować. + - + - - - - - - - -
M_U002 Potrafi poprawnie, świadomie i wykorzystać dostępne platformy sprzętowe do budowy systemów kontrolno-pomiarowych + - + - - - - - - - -
M_U003 Potrafi napisać specyfikację systemu kontrolno-pomiarowego w sposób czytelny dla innych programistów + - + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Ma wiedzę pojęć z zakresu charakterystyki i budowy systemów kontrolno-pomiarowych. + - + - - - - - - - -
M_W002 Ma poszerzoną i uporządkowaną wiedzę dotyczącą podstawowych architektur sprzętowych i programowych wchodzących w skład systemów kontrolno-pomiarowych + - + - - - - - - - -
M_W003 Zna i rozumie budowę, zasady działania oraz zastosowania podstawowych urządzeń docelowych (Real-Time, FPGA, PDA, etc.) + - + - - - - - - - -
Module content
Lectures:
Wykład

WYKŁAD 1 2×45min
Omówienie programu przedmiotu w zakresie wykładu i laboratorium. Omówienie poszczególnych zagadnień i związanych z nimi trudności, które należy rozwiązać.

WYKŁAD 2 2×45min
Programowanie systemów kontrolno-pomiarowych. Wstęp do graficznych języków programowania. Omówienie środowiska programowania. Omówienie podstawowych typów danych, funkcji, sposobu pisania programów wraz z przykładami.

WYKŁAD 3 4×45min
Struktury danych, tablice, klastry, pętle WHILE, FOR struktury wyboru CASE i Select. Podstawowe architektury programów (General VI i Simple VI). Przykłady pisania prostych aplikacji. Testowanie szybkości pracy programu. Sprawdzanie błędów i ich poprawa. Determinizm programu w systemie Windows i sposoby pomiaru parametru opóźnień.

WYKŁAD 4 2×45min
Karty akwizycji danych. Rodzaje kart pomiarowych, budowa toru akwizycji sygnału analogowego, toru generowania sygnału analogowego. Charakterystyka cyfrowych wejść/wyjść oraz układów licznikowych oraz ich podstawowe parametry. Przykłady zastosowania.

WYKŁAD 5 4×45min
Programowanie kart pomiarowych. Charakterystyka stertowników kart i sposoby wykorzystania ich w oprogramowaniu. Wstęp do akwizycji sygnałów. Przykłady akwizycji pojedynczej próbki sygnału, buforowanej akwizycji wielu próbek w trybie ciągłym. Omówienie zasad dobrego budowania zadania akwizycji danych. Generacja danych oraz operacje licznikowe. Przykłady wykorzystania budowanych zadań akwizycji w wielowątkowej aplikacji.

WYKŁAD 6 2×45min
Komunikacja z przyrządami pomiarowymi. Definicja pomiaru zdalnego. Standardy komunikacji z przyrządami. Omówienie RS-232 oraz GPIB. Programowanie automatycznych testów z wykorzystaniem RS-232 oraz GPIB wraz ze stosownymi przykładami.

WYKŁAD 7 4×45min
Systemy czasu rzeczywistego. Charakterystyka systemów RT i związane z nimi nazewnictwo. Porównanie z systemami ogólnego przeznaczenia. Definicja zadania (wątku) jako wydzielonej części oprogramowania i omówienie sposobów przydzielania czasu procesora do poszczególnych zadań. Struktury priorytetowe, określanie priorytetów programów. Komunikacja pomiędzy zadaniami. Omówienie kolejek RT, struktury FGV. Pętla czasokrytyczna i zapewnienie jej determinizmu. Budowa aplikacji wykonywalnej.

WYKŁAD 8 2×45min
Układy FPGA – omówienie architektury układów, definicji połączeń pomiędzy zdefiniowanymi blokami. Sposoby programowania układów FPGA. Przeznaczenie programów oraz charakterystyka zadań, do których stosowane są ww. układy. Struktura programów oraz właściwości programów pisanych w FPGA.

WYKŁAD 9 4×45min
Programowanie struktur FPGA: Sekwencjonowanie kodu, taktowanie układu, czasy wykonywania poszczególnych funkcji i struktur, sposoby doboru zegara, wykonywanie szeregu funkcji w jednym takcie zegara, debuggowanie kodu, obsługa wejść/wyjść. Komunikacja pomiędzy zadaniami. Komunikacja pomiędzy wątkami. Komunikacja układu z systemem nadrzędnym przez DMA FIFO, IRQ. Architektura programu w systemie nadrzędnym

WYKŁAD 10 2×45min
PDA w systemie kontrolno – pomiarowym. Konfiguracja projektu wykorzystującego PDA, deguggowanie programów.
Akwizycja obrazów. Rodzaje kamer i sposoby konfiguracji urządzeń i pozyskiwania z nich danych. Podłączenie kamery do komputera, parametry akwizycji obrazu. Akwizycja ciągła i akwizycja pojedynczych ramek obrazu. Zapis pojedynczych ramek oraz fragmentu filmu z odpowiednimi parametrami. Sposoby obsługi obrazów w środowisku LabVIEW.

WYKŁAD 11 2×45min
Podsumowanie – przykłady integrowania różnych urządzeń omawianych wcześniej w jednym systemie kontrolno-pomiarowym. Wskazanie na problemy i sposoby ich rozwiązywania. Przykład budowy systemu sterowania z wykorzystaniem systemu czasu rzeczywistego.

Laboratory classes:
Laboratorium

LABORATORIUM 4 × 45 min

1. Zapoznanie z metodami programowania, budowania projektu programowego wykorzystującego zewnętrzne urządzenia i przyrządy pomiarowe,
2. Karta pomiarowa w systemie kontrolno pomiarowym – pomiar prędkości elementu wirującego z wykorzystaniem analogowego wejścia oraz liczników zawartych na karcie akwizycji danych
3. Zdalna kontrola przyrządów pomiarowych przez GPIB oraz pomiar zautomatyzowany pomiar charakterystyki A-F urządzenia,
4. Systemy czasu rzeczywistego w systemie kontrolno-pomiarowym – zapoznanie z determinizmem i porównanie wykonywania fragmentu kodu w systemie RT i w systemie Windows,
5. FPGA w systemie kontrolno-pomiarowym – program generujący sygnał VGA,
6. PDA w systemie kontrolno-pomiarowym – budowa wirtualnego urządzenia mobilnego do pomiaru częstotliwości dźwięku,
7. Kamera w systemie kontrolno-pomiarowym – metody akwizycji i rejestracji na dysk obrazu z kamery podłączonej do komputera przez złącze USB,
8. Kolokwium zaliczeniowe, wystawienie ocen (2×45min)

Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 86 h
Module ECTS credits 3 ECTS
Participation in lectures 28 h
Participation in laboratory classes 28 h
Preparation for classes 20 h
Realization of independently performed tasks 10 h
Additional information
Method of calculating the final grade:

1. Aby uzyskać pozytywną ocenę końcową niezbędne jest uzyskanie pozytywnej oceny z ćwiczeń laboratoryjnych.
2. Obliczana jest średnia arytmetyczna ocen z laboratorium.
3. Ocena końcowa wystawiana jest zgodnie z regulaminem studiów.

Prerequisites and additional requirements:

Znajomość podstaw matematyki, podstaw programowania

Recommended literature and teaching resources:

1. Robert H. Bishop: LabVIEW Student Edition, Prentice Hall, 2009
2. Materiały szkoleniowe kursów LabVIEW Core I, LabVIEW Core II, LabVIEW Core III, National Instruments, Warszawa 2010
3. W. Nawrocki: Komputerowe Systemy Pomiarowe, WKŁ, 2002
4. Materiały szkoleniowe kursu Data Acquisition and Signal Conditioning, National Instruments, Warszawa 2010

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

Additional scientific publications not specified

Additional information:

Brak