示波器與MATLAB軟件的連接 - 基于MATLAB的SAW標(biāo)簽閱讀器系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　本系統(tǒng)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(wǎng)絡(luò)傳輸。系統(tǒng)通過路由器把示波器和PC連接，同時(shí)利用路由器的路由功能，實(shí)現(xiàn)多臺(tái)電腦都可訪問示波器的功能。特別是在臨時(shí)現(xiàn)場(chǎng)操作時(shí)，通過無線局域網(wǎng)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(shù)設(shè)置、PC端參數(shù)設(shè)置和MATLAB軟件設(shè)置。

　　示波器參數(shù)設(shè)置主要是根據(jù)連接方式來設(shè)置對(duì)應(yīng)的參數(shù)，比如采用網(wǎng)絡(luò)連接時(shí)，需要設(shè)置IP地址、網(wǎng)關(guān)、子網(wǎng)掩碼、DNS服務(wù)器等參數(shù)，其過程相當(dāng)于PC端對(duì)網(wǎng)卡的設(shè)置。PC端主要是對(duì)網(wǎng)卡進(jìn)行對(duì)應(yīng)的參數(shù)設(shè)置。以上兩項(xiàng)設(shè)置好后，就可以實(shí)現(xiàn)示波器和PC之間網(wǎng)絡(luò)物理層以及底層的連接。此時(shí)，在MATLAB命令窗口敲入TMTool命令，如圖4所示的GUI窗口會(huì)顯示出來。首頁顯示了必要的幫助內(nèi)容。而右側(cè)欄給出了三類連接方式選擇：硬件接口、儀器對(duì)象和儀器驅(qū)動(dòng)程序。如連接正確，在窗口中點(diǎn)擊掃描按鈕將顯示出已經(jīng)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(duì)儀器進(jìn)行各項(xiàng)操作，包括控制示波器的顯示方式、顯示內(nèi)容、觸發(fā)方式等，也可以采集所需的數(shù)據(jù)。在設(shè)置好與儀器通訊的各種命令后，通過自動(dòng)轉(zhuǎn)換就能夠把各種操作自動(dòng)轉(zhuǎn)換為.M文件，從而可以在編寫的MATLAB程序中直接實(shí)時(shí)對(duì)外部?jī)x器進(jìn)行控制和數(shù)據(jù)采集。

　　試驗(yàn)

　　在用TMTool工具與示波器連接并設(shè)置好對(duì)應(yīng)的參數(shù)后，以下是本系統(tǒng)試驗(yàn)中自動(dòng)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(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)自動(dòng)采集標(biāo)簽回波信號(hào)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理以識(shí)別標(biāo)簽編碼。圖5是采用MATLAB編寫的用戶程序界面，顯示了采集數(shù)據(jù)的曲線以及經(jīng)過信號(hào)處理后得出的編碼等信息。圖6為在高交會(huì)上展示的實(shí)際樣機(jī)。

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　　圖 5 SAW標(biāo)簽軟件界面

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　　圖6 SAW標(biāo)簽系統(tǒng)樣機(jī)

　　結(jié)論

　　本文介紹了聲表面波射頻辨識(shí)標(biāo)簽的工作原理，分析閱讀器的設(shè)計(jì)原理，并給出了基于時(shí)域采樣的閱讀器設(shè)計(jì)方法。針對(duì)系統(tǒng)需要高速A/D采樣的需求，利用MATLAB儀器控制工具箱實(shí)現(xiàn)示波器和MATLAB軟件的連接，充分發(fā)揮后者的高速采集能力。避免把主要精力用于系統(tǒng)硬件開發(fā)和調(diào)試，提高了研究效率。本系統(tǒng)成功參加了深圳高新技術(shù)交易會(huì)展出，取得了良好的展示效果。