基于Raspberry Pi（树莓派）的MCC数据采集卡应用

 

 

简介

树莓派是一种单板式计算机系统，可轻松连接鼠标、键盘、显示器等外设，并运行基于Linux的操作系统，低于300人民币的成本，使树莓派尤其适用于注重性价比的数据采集应用。现在，Measurement Computing大部分USB、以太网和蓝牙数据采集设备已兼容树莓派。

目的

在树莓派上运行应用程序，控制MCC DAQ设备执行数据采集任务。本文详细介绍了以下关键步骤：

格式化SD卡

安装操作系统

配置树莓派

安装Linux设备驱动

安装MCC DAQ设备驱动，编译MCC提供的测试程序

运行MCC测试程序

适用人群

工作于树莓派（Linux）平台，熟悉MCC数据采集卡，并希望在此平台上实现数据采集功能。

必要条件

请预先准备以下内容：

树莓派硬件板卡（本文使用model B，您可根据实际情况，使用任何型号）

SD卡（8GB或更大容量）

PC 或 Mac，可接入互联网

以太网电缆或无线适配器

显示器或电视机

供电电源

鼠标或轨迹球

键盘

MCC DAQ设备（本文使用USB－1608FS）

了解支持Linux和兼容树莓派的MCC数据采集卡：

建议使用自供电USB Hub连接外设与树莓派。

下图展示了本文所用到的树莓派的配置：

 

 

鼠标和键盘通过USB Hub连接树莓派，并未在上图中显示。

安装操作系统

使用树莓派前必须安装操作系统。本文将安装Raspbian，基于Debian的开源操作系统，针对树莓派进行了大量优化，并通过NOOBS（New Out Of the Box Software）完成Raspbian的安装，NOOBS是树莓派官方发布的开源操作系统安装管理器。

借助SD卡拷贝NOOBS至树莓派，首先需要格式化SD卡，请参考以下详细步骤：

以下步骤将引领您下载NOOBS，并在树莓派上安装操作系统：

1、访问 www．sdcard．org，点击Download

2、下载页面底部的SD formatter for Windows or Mac

3、将SD卡插入PC或MAC，运行setup．exe，格式化SD卡

安装操作系统

以下步骤将引领您下载NOOBS，并在树莓派上安装操作系统：

1、点击Downloads。击NOOBS下的Download ZIP，保存至PC或MAC

2、解压zip文件，拷贝所有文件至SD卡

3、拔出SD卡，将其插入树莓派

4、连接显示器、鼠标、键盘和电源

上电后树莓派立即启动

首先会看到树莓派的Logo，后面是NOOBS主窗口，列出了全部可安装的操作系统

5、选中Raspbian复选框，点击Install，在//confirm/i/i对话框中选择Yes

安装进度将实时显示

6、选择OK，树莓派开始加载Raspbian

首次引导Raspbian，将弹出Setup Options菜单，通过键盘上的方向按键进行操作

7、根据需要配置相关选项，如语言、区域设置等

8、配置完成后，切换至＜Finish＞并按下＜Enter＞

命令行提示：pi＠raspberrypi～＄

恭喜您！至此已成功为树莓派安装了操作系统。

登陆信息

每次启动树莓派，都将提示以下登陆信息：

raspberrypi login： pi

password： raspberry

命令行提示：pi＠raspberrypi～＄

检查网络连接

在树莓派上下载MCC驱动程序前，请确认树莓派网络连接正确。可以通过以太网电缆或USB WiFi适配器连接网络，本文使用WiFi适配器。

1、双击桌面上WiFi Config图标，配置无线网络连接。Adapter：列出全部USB无线适配器（如wlan0）； the Network：空

2、点击Scan，查看可用的无线网络

3、双击service set identifier （SSID）中待连接的无线网络

4、验证当前窗口中的Authentication 和 Encryption，在PSK （pre－shared key）中输入密码

5、点击Add 配置程序将自动连接至无线网络

6、重新启动树莓派，并输入上述登陆信息

登录之后，命令会立即显示pi＠raspberrypi～＄．

升级树莓派软件包

为确保您使用的是最新的树莓派软件包，输入以下命令

sudo apt－get update

下载 MCC的Linux驱动

MCC USB，蓝牙和以太网设备的Linux驱动程序保存在GitHub中。登录到Git库，下载最新的驱动软件包。

1、登录GitHub网页，获取Raspberry Pi的驱动：

2、点击下载按钮，选择下载压缩包

3、使用以下命令安装解压缩使用程序：

sudo apt－get install unzip

4、在终端窗口中，找到到下载目录（使用cd命令），并将驱动程序文件解压缩到home ／ pi目录：

unzip Linux＿Drivers－master．zip －d ～pi

MCC驱动程序将持续保持更新，以支持更多设备。

单击下面的设备类型以转到安装驱动程序的过程：

USB

Bluetooth

Ethernet

安装MCC USB设备的Linux驱动，编译测试程序

在变异USB驱动之前，您必须安装与USB设备通讯所需的软件包

1、下载并安装libusb和libudev开发软件包

libusb为USB设备提供了通用C语言库

sudo apt－get install libusb－1．0－0 libusb－1．0－0－dev

2、拷贝USB规则文件到如下路径／etc／udev／rules．d，将它重命名为99－mcc．rules （避免了树莓派上标准命名问题）：

sudo cp 61－mcc．rules ／etc／udev／rules．d／99－mcc．rules

3、将hidapi GIT存储库克隆到home ／ pi目录中

HIDAPI需要与人机接口设备（HID）连接。

git clone git：／／github．com／signal11／hidapi．git

4、按照hidapi README．txt中的说明安装hidapi库：

a． 安装autotools，这是一套编程工具，旨在帮助将源代码包移植到类Unix系统。

autotools包是构建hidapi库所必需的。

sudo apt－get install libudev－dev libfox－1．6－dev autotools－dev autoconf automake libtool

b． 编译hidapi库：

cd ～pi／hidapi

．／bootstrap

．／configure

make

sudo make install

5、重启树莓派，根据提示输入登录信息

6、安装Linux驱动。

输入以下代码，安装USB驱动并编译测试应用程序：

cd ～pi／usb／mcc－libusb

make

sudo make install

sudo ldconfig

安装MCC USB设备的Linux驱动，编译测试程序

执行以下步骤下载蓝牙库并编译蓝牙驱动程序。

在执行此过程之前，请确保您已经使用“下载第三方MCC Linux驱动程序”程序下载了蓝牙驱动程序．

1、安装蓝牙库

要编译蓝牙库，您需要添加bluez－libs－devel软件包。

sudo apt－get install libbluetooth－dev bluez－tools

2、编译蓝牙驱动

cd ～pi／Bluetooth

make

sudo make install

键入ls以列出所有文件。

3、使用MCC蓝牙DAQ设备运行示例测试应用程序

a． 插入MCC蓝牙设备。

b． Enter the name of a test program exactly as it is written， for example：

．／test－bth1208LS

测试应用程序将显示您可以执行的测试列表。

c． 输入要执行的命令的字母。

安装以太网Linux驱动程序并编译测试程序

执行以下步骤编译以太网驱动程序。

在执行此过程之前，请确保您已使用“下载第三方MCC Linux驱动程序”过程下载了以太网驱动程序。

1、编译驱动

cd ～pi／Ethernet

make

sudo make install

键入ls以列出所有文件。MCC以太网设备需要通过网络路由器进行连接。

2、使用MCC以太网DAQ设备运行示例测试应用程序。

a． 插入您的以太网设备

b． 输入完整的测试程序名称，例如：

cd ～pi／usb

．／test－E－1608＜IP ADDR＞

测试应用程序将显示您可以执行的测试列表。

c． 输入要执行的命令的字母。

MCC测试程序

为Linux而开发的测试程序支持大部分MCC USB设备。程序将执行模拟通道、计数器通道和数字通道的数据采集，同时测试设备功能以及显示设备信息。

测试程序详见USB／Mcc－libusb，Bluetooth，Ethernet文件夹，程序命名涵盖对应的设备型号，若设备从属于某系列，则此程序支持该系列全部设备，运行程序时，务必按照所列设备名称，正确键入设备名。

例如，使用USB－1608GX－2AO时，请运行程序”test－usb1608G”。

在树莓派上运行MCC DAQ设备测试程序

前往mcc－libhid目录，在命令提示符（pi＠raspberrypi～）后输入以下命令，运行USB－1608FS测试程序：

cd ～pi／mcc－libusb

．／test－usb1608FS

测试程序首先检测设备，并创建一张包含设备模拟输入校准参数（斜率和偏移）的表格。

 

 

表格建立完毕后，将显示全部可执行的设备测试功能

 

 

每项测试功能都有对应的热键，敲击键盘即可执行测试任务，程序有可能提示您输入更多信息，如通道数或频率大小，程序执行结果将打印在显示器上。