МГУ имени М.В. ЛомоносоваМГУ имени М.В. Ломоносова

Центр измерительных технологий и Центр измерительных технологий и промышленной автоматизациипромышленной автоматизацииМГУ имени М.В. ЛомоносоваМГУ имени М.В. Ломоносова

«Образовательные, научные и инженерные приложения в среде LabVIEW и технологии National Instruments - 2008»

Михеев П.М.

руководитель центра, доцент, к.ф.-м.н.

AutomationLabs.RuAutomationLabs.Ru

LabVIEWLabVIEW в образовании и научных исследованиях в образовании и научных исследованиях

МГУ им. М.В. Ломоносова

физический факультет химический факультет биологический факультет медицинский факультет факультет вычислительной математики и кибернетики

Физический факультет МГУ, кафедры:

общей физики и волновых процессов молекулярной физики физики полимеров и кристаллов общей ядерной физики кафедра физики низких температур и сверхпроводимости

акустики колебаний биофизики общей физики радиофизики и другие

История центраИстория центра

Конец 90-х годов – Конец 90-х годов – начало преподавания LabVIEW студентам 3-4 курса2003 год – 2003 год – выделение отдельной комнаты для практикума по LabVIEW2004 2004 год – год – присвоение статуса авторизованного учебного центра NI2007 год – 2007 год – начало преподавания LabVIEW студентам 1-2 курса (факультатив)2007 год – 2007 год – расширение площадей: 2 комнаты (120 м2, 20 учебных мест, 6 мест разработчиков) 2008 2008 год – год – создание Центра измерительных технологий и промышленной автоматизации20020088 год – год – начало преподавания LabVIEW студентам 2 курса (по расписанию)

Оборудование центраОборудование центра

PXI, Motion control PXI-7342, CVS-1455, SCXI (1112, 1520, 1530, 1540 ),

Touch Panel, cRIO (3), USB-9233, ADI Blackfin, DSK 6713, Speedy-33 (2),

аналоговые и цифровые USB и IEEE1394 видеокамеры, CF-6004,

DAQ (17), GPIB (7) … всего более 50 комплектов оборудования

Деятельность центраДеятельность центра

УЧЕБНЫЕ КОМПЛЕКСЫУЧЕБНЫЕ КОМПЛЕКСЫ

Средние и высшиеучебные заведения

Создание учебных курсов

Создание учебных стендов

Комплектация и модернизация задач

практикумов

ОБУЧЕНИЕОБУЧЕНИЕ

АВТОРИЗОВАННЫЙучебный центр

National Instruments

Бесплатное обучение студентов и

сотрудников МГУ

Курсы повышения квалификации для

специалистов

РАЗРАБОТКА СИСТЕМ РАЗРАБОТКА СИСТЕМ

Промышленностьи наука

Компьютерные системы сбора данных

Системы технического зрения

Системы реального времени

Системы распределенного сбора данных и управления

Идеология центраИдеология центра

Обучение Обучение студентовстудентовОбучение Обучение студентовстудентов

Участие вУчастие вразработкахразработках

Участие вУчастие вразработкахразработках

ПреподавательПреподавателькурсовкурсов

ПреподавательПреподавателькурсовкурсов

замкнутый цикл передачи знаний и опыта

ОбучениеОбучение

Учебные курсы по технологиям National Instruments:1)Лекционный курс «Системы сбора данных»2)«Сбор данных в LabVIEW: вводный курс»3)«Коммуникационные и другие возможности LabVIEW»4)«Сбор данных в LabVIEW 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 LabVIEW»

Студенты, аспиранты,сотрудники МГУ

обучаютсяБЕСПЛАТНО

Курсы повышения квалификации

для специалистов(удостоверение гос. образца)

Слушатели курсовСлушатели курсов

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 ТюмГНГУ) 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» 

Прошло обучение свыше 100 человек из 20 организацийПрошло обучение свыше 100 человек из 20 организаций

Задачи практикума по автоматизации измеренийЗадачи практикума по автоматизации измерений

1. Системы реального времени и ПЛИС2. Системы технического зрения3. Программирование цифровых сигнальных процессоров4. Работа с платами сбора данных5. Портативные системы сбора данных и управления6. Управление модульными приборами

Основные направления практикума:

Задачи практикума:1.Контроль биологических параметров человека2.Программируемый источник питания3.Управление контроллером шагового двигателя по шине I2C4.Создание системы температурного контроля на базе NI сRIO5.Сбор и передача данных на КПК6.Глобальная система позиционирования на КПК7.Создание прецизионных весов с возможностью определения центра масс и системой видеонаблюдения8.Считывание показаний стрелочного прибора9.Измерение характеристик лазерного пучка10.Управление шаговым двигателем и распознавание объектов в режиме реального времени11.Основы виброакустического анализа12.…

свыше 20 шт.

Учебные стендыУчебные стендыНаправления, по которым возможно создание учебного стенда: 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 Графическое программирование цифровых сигнальных процессоров процессоров TITI

Раздел I концепция DSP Что такое DSP Типовые характеристики Plug&Play платы на основе DSP Принципы программирования Платформы с DSP Texas Instruments Режим автономной работыРаздел II программирование DSP при помощи LabVIEW Возможности DSP Motor Module Порты ввода/вывода Модуль Digital Filter Design

Раздел III изучение радиофизики при помощи DSP Цифровые сигналы, их спектры, временные окна Цифровая фильтрация Измерение корреляционной функции Измерение соотношения сигнал/шум

Раздел IV DSP в качестве модульного прибора Эквалайзер Генератор сигналов стандартных функций Анализатор цифровых спектров Цифровой осциллограф

Оборудование: отладочные платы NI Speedy-33, TI DSK6713 Starter Kit.

Системы технического зрения: учебный курсСистемы технического зрения: учебный курсРаздел I. Основы систем технического зрения Принципы создания систем технического зрения. Программное обеспечение LabVIEW Vision Development Module и NI-IMAQdx.Раздел II. Подключение камер с различным интерфесом Подключение и использование аналоговых видеокамер. Подключение и использование камер с интерфейсом FireWire. Подключение и использование USB камер

Раздел III. Основные функции обработки изображения библиотеки Vision. Использование морфологических функций. Анализ частиц и пространственная калибровка. Использование технологий технического зрения. Использование шаблонов. Использование функций работы с цветом. Координатные системы.

Оборудование: аналоговая, цифровая Fireware и USB видеокамера

Системы технического зренияСистемы технического зрения: : оптический детектор движенияоптический детектор движения

Оборудование: аналоговая, цифровая Fireware, USB или Ethernet видеокамера

Программное обеспечение:стенд поставляется с ПО, созданным на LabVIEW 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 зренияСистемы технического зрения: : распознавание изображенийраспознавание изображений

Оборудование: аналоговая, цифровая Fireware, USB или Ethernet видеокамера

Программное обеспечение:стенд поставляется с ПО, созданным на LabVIEW 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 сигналовСпектральный и корреляционный анализ сигналовВозможности системы: генерация сигналов базовых типов (гармонический, прямоугольный, треугольный, пилообразный, шумовой); изменение параметров сигнала (вид сигнала, амплитуда, частота, скважность…) во время генерации; возможность амплитудной и фазовой модуляции сигнала; возможность изменения частоты дискретизации ЦАП непосредственно во процессе генерации; отображение временной формы сигнала в реальном масштабе времени; изменение параметров АЦП непосредственно во время оцифровки; наложение на сигнал временных окон различных типов; измерение спектральной плотности мощности сигнала; расчет автокорреляционной функции сигнала; 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 LabVIEW 8.5, и методическим описанием (теория и упражнения).

Инновационный школьный практикумИнновационный школьный практикум:: Цифровой мир Цифровой мир

Оборудование: цифровой сигнальный комплекс AFSПрограммное обеспечение:стенд поставляется с ПО, созданным на LabVIEW 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»

Задачи:• Активность сердечно-сосудистой системы• Электрокардиограмма человека• Температурная реакция организма человека• Процесс потребления кислорода человеком• Функция дыхания человека• Слаженность работы сердца и легких человека

Инновационный школьный практикумИнновационный школьный практикум:: Здоровье и Здоровье и жизнедеятельность человекажизнедеятельность человека

Оборудование: система сбора данных AFS, датчики физических величин AFS

Программное обеспечение:стенд поставляется с ПО, созданным на LabVIEW 8.5, и методическим описанием (теория и упражнения).

Разработка и внедрение готовых системРазработка и внедрение готовых систем

• Промышленность– контрольно-измерительные системы, системы

мониторинга и управления

• Наука– системы автоматизации эксперимента

Области специализацииОбласти 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

Создано свыше 20 систем сбора данных

и управления измерениями на базе

LabVIEW и оборудования National Instruments

• ОАО «Позит» Правдинский опытный завод источников тока• ЗАО «УралАлмаз», 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 заказовГеография заказовРоссия, Словакия, Израиль, Индия

ЗаказчикиЗаказчики

Достижения центраДостижения центра свыше 25 коммерческих проектов

обучено более 100 человек из 20 организаций

созданы 3 уникальных курса (DSP, Vision, PDA)

осуществляем поставки 6 учебных стендов

создано более 20 задач практикума по автоматизации

поддерживаем популярный Интернет-форум по LabVIEW

www.automationlabs.ru/forum (1100 тем, 8800 сообщений)

Подробная информация о центре представлена на сайтеПодробная информация о центре представлена на сайте

www.automationlabs.ruwww.automationlabs.ru