МГУ имени М В Ломоносова Центр измерительных технологий

МГУ имени М. В. Ломоносова Центр измерительных технологий и промышленной автоматизации МГУ имени М. В. Ломоносова Михеев П. М. руководитель центра, доцент, к. ф. -м. н. Automation. Labs. Ru «Образовательные, научные и инженерные приложения в среде Lab. VIEW и технологии National Instruments - 2008»

Lab. VIEW в образовании и научных исследованиях МГУ им. М. В. Ломоносова q физический факультет q химический факультет q биологический факультет q медицинский факультет q факультет вычислительной математики и кибернетики Физический факультет МГУ, кафедры: q общей физики и волновых процессов q молекулярной физики q физики полимеров и кристаллов q общей ядерной физики q кафедра физики низких температур и сверхпроводимости q акустики q колебаний q биофизики q общей физики q радиофизики q и другие

История центра Конец 90 -х годов – начало преподавания Lab. VIEW студентам 3 -4 курса 2003 год – выделение отдельной комнаты для практикума по Lab. VIEW 2004 год – присвоение статуса авторизованного учебного центра NI 2007 год – начало преподавания Lab. VIEW студентам 1 -2 курса (факультатив) 2007 год – расширение площадей: 2 комнаты (120 м 2, 20 учебных мест, 6 мест разработчиков) 2008 год – создание Центра измерительных технологий и промышленной автоматизации 2008 год – начало преподавания Lab. VIEW студентам 2 курса (по расписанию)

Оборудование центра PXI, Motion control PXI-7342, CVS-1455, SCXI (1112, 1520, 1530, 1540 ), Touch Panel, c. RIO (3), USB-9233, ADI Blackfin, DSK 6713, Speedy-33 (2), аналоговые и цифровые USB и IEEE 1394 видеокамеры, CF-6004, DAQ (17), GPIB (7) … всего более 50 комплектов оборудования

Деятельность центра ОБУЧЕНИЕ УЧЕБНЫЕ КОМПЛЕКСЫ РАЗРАБОТКА СИСТЕМ АВТОРИЗОВАННЫЙ учебный центр National Instruments Средние и высшие учебные заведения Промышленность и наука Создание учебных курсов Компьютерные системы сбора данных Создание учебных стендов Системы технического зрения Бесплатное обучение студентов и сотрудников МГУ Курсы повышения квалификации для специалистов Комплектация и модернизация задач практикумов Системы реального времени Системы распределенного сбора данных и управления

Идеология центра Обучение студентов Преподавате ль курсов Участие в разработках замкнутый цикл передачи знаний и опыта

Обучение Студенты, аспиранты, сотрудники МГУ обучаются БЕСПЛАТНО Курсы повышения квалификации для специалистов (удостоверение гос. образца) Учебные курсы по технологиям National Instruments: 1) Лекционный курс «Системы сбора данных» 2) «Сбор данных в Lab. VIEW: вводный курс» 3) «Коммуникационные и другие возможности Lab. VIEW» 4) «Сбор данных в Lab. VIEW с использованием оборудования NI» 5) «Программирование систем реального времени» 6) «Графическое программирование ПЛИС» 7) «Системы технического зрения» 8) «Графическое программирование DSP» 9) «Системы сбора данных на КПК» 10) Дистанционный курс «Основы Lab. VIEW»

Слушатели курсов Прошло обучение свыше 100 человек из 20 организаций § Владимирский государственный университет § Воронежский государственный университет (ВГУ) § Московская государственная академия физической культуры § Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова (хим. факультет) § Российский университет дружбы народов (РУДН) § Тамбовский государственный университет им. Г. Р. Державина § Тверской государственный технический университет (ТГТУ) § Тюменский государственный нефтегазовый университет (ГОУ ВПО Тюм. ГНГУ) § Институт общей физики РАН им. А. М. Прохорова § НИИ ядерной физики МГУ им. М. В. Ломоносова § Научно-исследовательский институт электромеханики (ФГУП НПП ВНИИЭМ) § ООО «ВИЗА» § ЗАО «Ситроникс Телеком Солюшкс» § ОАО «Чепецкий механический завод» § ОАО «Архангельский ЦБК» § ОАО «Челябинский трубопрокатный завод» § ОАО «Центральный научно-исследовательский институт связи» § ОАО «Центральный научно-исследовательский институт «Техномаш»

Задачи практикума по автоматизации измерений Основные направления практикума: 1. 2. 3. 4. 5. 6. Системы реального времени и ПЛИС Системы технического зрения Программирование цифровых сигнальных процессоров Работа с платами сбора данных Портативные системы сбора данных и управления Управление модульными приборами Задачи практикума: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. Контроль биологических параметров человека Программируемый источник питания Управление контроллером шагового двигателя по шине I 2 C Создание системы температурного контроля на базе NI с. RIO Сбор и передача данных на КПК Глобальная система позиционирования на КПК Создание прецизионных весов с возможностью определения центра масс и системой видеонаблюдения Считывание показаний стрелочного прибора Измерение характеристик лазерного пучка Управление шаговым двигателем и распознавание объектов в режиме реального времени Основы виброакустического анализа … свыше 20 шт.

Учебные стенды Направления, по которым возможно создание учебного стенда: • измерение физических величин; • обработка и анализ сигналов; • теория автоматического управления; • математическое моделирование; • связь и передача информации.

Графическое программирование цифровых сигнальных процессоров TI Раздел I концепция DSP ü Что такое DSP ü Типовые характеристики ü Plug&Play платы на основе DSP ü Принципы программирования ü Платформы с DSP Texas Instruments ü Режим автономной работы Раздел II программирование DSP при помощи Lab. VIEW ü Возможности DSP ü Motor Module ü Порты ввода/вывода ü Модуль Digital Filter Design Раздел III изучение радиофизики при помощи DSP ü Цифровые сигналы, их спектры, временные окна ü Цифровая фильтрация ü Измерение корреляционной функции ü Измерение соотношения сигнал/шум Раздел IV DSP в качестве модульного прибора ü Эквалайзер ü Генератор сигналов стандартных функций ü Анализатор цифровых спектров ü Цифровой осциллограф Оборудование: отладочные платы NI Speedy-33, TI DSK 6713 Starter Kit.

Системы технического зрения: учебный курс Раздел I. Основы систем технического зрения Раздел III. Основные функции обработки üПринципы создания систем технического зрения. изображения библиотеки Vision. ü Программное обеспечение Lab. VIEW Vision ü Использование морфологических функций. ü Development Module и NI-IMAQdx. ü Анализ частиц и пространственная калибровка. Раздел II. Подключение камер с различным ü Использование технологий технического зрения. интерфесом ü Использование шаблонов. ü Подключение и использование аналоговых ü Использование функций работы с цветом. видеокамер. ü Координатные системы. ü Подключение и использование камер с интерфейсом Fire. Wire. ü Подключение и использование USB камер Оборудование: аналоговая, цифровая Fireware и USB видеокамера

Системы технического зрения: оптический детектор движения Оборудование: аналоговая, цифровая Fireware, USB или Ethernet видеокамера Программное обеспечение: стенд поставляется с ПО, созданным на Lab. VIEW 8. 5, и методическим описанием (теория и упражнения). Изучаются: • Основы обработки изображений (гистограммные, морфологические преобразования, пространственная фильтрация и др. ) • Базовые алгоритмы детектирования движения • Дополнительные функции (отслеживание траектории, распознавание оставленных предметов, определение момента разделения объектов и др. )

Системы технического зрения: распознавание изображений Оборудование: аналоговая, цифровая Fireware, USB или Ethernet видеокамера Программное обеспечение: стенд поставляется с ПО, созданным на Lab. VIEW 8. 5, и методическим описанием (теория и упражнения). Изучаются: • Основы обработки изображений (гистограммные и морфологические преобразования, пространственная фильтрация). • Распознавание образов по шаблонам • Поиск геометрических примитивов

Спектральный и корреляционный анализ сигналов Возможности системы: Ø генерация сигналов базовых типов (гармонический, прямоугольный, треугольный, пилообразный, шумовой); Ø изменение параметров сигнала (вид сигнала, амплитуда, частота, скважность…) во время генерации; Ø возможность амплитудной и фазовой модуляции сигнала; Ø возможность изменения частоты дискретизации ЦАП непосредственно во процессе генерации; Ø отображение временной формы сигнала в реальном масштабе времени; Ø изменение параметров АЦП непосредственно во время оцифровки; Ø наложение на сигнал временных окон различных типов; Ø измерение спектральной плотности мощности сигнала; Ø расчет автокорреляционной функции сигнала; Ø расчет отношения сигнал/шум по спектру и в полосе частот. Оборудование: многофункциональная плата сбора данных E или M-серии, соединительная панель BNC 2120 Программное обеспечение: стенд поставляется с ПО, созданным на Lab. VIEW 8. 5, и методическим описанием (теория и упражнения).

Инновационный школьный практикум: Цифровой мир Оборудование: цифровой сигнальный комплекс AFS Программное обеспечение: стенд поставляется с ПО, созданным на Lab. VIEW 8. 5, и методическим описанием (теория и упражнения). Задачи: «Изобретение телеграфа» , «Хранение и кодирование цифровой информации» , «Звук в жизни человека» , «Телефонная связь» , «Интернет и модемная связь»

Инновационный школьный практикум: Здоровье и жизнедеятельность человека Оборудование: система сбора данных AFS, датчики физических величин AFS Программное обеспечение: стенд поставляется с ПО, созданным на Lab. VIEW 8. 5, и методическим описанием (теория и упражнения). Задачи: • Активность сердечно-сосудистой системы • Электрокардиограмма человека • Температурная реакция организма человека • Процесс потребления кислорода человеком • Функция дыхания человека • Слаженность работы сердца и легких человека

Разработка и внедрение готовых систем • Промышленность – контрольно-измерительные системы, системы мониторинга и управления • Наука – системы автоматизации эксперимента

Создано свыше 20 систем сбора данных и управления измерениями на базе Lab. VIEW и оборудования National Instruments Области специализации • • сбор, обработка, анализ и представление данных мобильные и распределенные измерения тестирование и прототипирование техническое зрение мониторинг и управление в режиме жесткого реального времени операторские интерфейсы управление перемещениями средства связи и коммуникации

Заказчики • ОАО «Позит» Правдинский опытный завод источников тока • ЗАО «Урал. Алмаз» , ООО «Лаборатория инновационных технологий» • Институт океанологии РАН • Zimag Tech Ltd (Израиль) • ЗАО МНПО «Спектр» • в/ч 35533, г. Железнодорожный, Московская область • НИИ общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова РАН • Лазерный центр Братиславы (Словакия) • НИИ физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина РАН • НИИ элементоорганических соединений им. А. Н. Несмеянова РАН • ООО «Доцент» • Учебно-инженерный центр «Экоинвент» • НИИ спектроскопии РАН • НИИ ФХБ им. А. Н. Белозерского МГУ География заказов Россия, Словакия, Израиль, Индия

Достижения центра q свыше 25 коммерческих проектов q обучено более 100 человек из 20 организаций q созданы 3 уникальных курса (DSP, Vision, PDA) q осуществляем поставки 6 учебных стендов q создано более 20 задач практикума по автоматизации q поддерживаем популярный Интернет-форум по Lab. VIEW www. automationlabs. ru/forum (1100 тем, 8800 сообщений) Подробная информация о центре представлена на сайте www. automationlabs. ru