目前基于雨珠S片上儀器集成平臺，我們成功完成了生產場所健康監測儀，具體設備如圖：

此作品目前主要完成了三個方向的工作。第一，能夠對于設備健康情況進行實時監測，避免出現故障，對于工作設備的工作溫度，設備的振動情況以及工作噪聲進行監測和播報，同時加裝攝像頭，能夠全面觀察設備運行情況。第二，能夠對于設備的工作環境進行檢測，力求減小外部環境對于設備工作的影響，本設備加裝溫濕度傳感器實現溫度，濕度要素的測量，為對外部環境加以控制提供依據。第三，改進工作場所環境，對于相關設備工作產生噪音以及次聲波進行主動降噪處理，提高工作的效率。設備具體裝置如圖所示。

針對雨珠S豐富的通訊接口和電壓源，我們完成主板設計，其包括7個外界模塊接口和三個功能模塊，包括溫濕度計接口，麥克風音頻采集接口以及TTS語言播報等部分。對于外接分模塊的設計，具有包括咪頭采集板，揚聲器功放模塊在內的7個功能模塊。
主板

外界模塊

溫濕度計

喇叭功放模塊

麥克風音頻采集模塊

咪頭音頻采集模塊

紅外溫度模塊

激光測振模塊

TTS語言播報模塊

在硬件總體設計中，我們利用了程控電源供電，采用雨珠S模擬輸入輸出功能實現了對于激光測振和兩級音頻信號的采集和降噪信號的輸出，使用串口功能實現了語音播報，通過USBHUB，對于攝像頭的圖像進行了采集。我們對于雨珠S設備提供的數字IO和電壓源的使用率達到了100%”，此外借助了IIC，UART，RS485和單總線協議進行通訊，充分發揮了雨珠S設備的功能和開發潛力。

軟件的開發，我們使用的是雨珠S設備SDK的Python接口，實現了系統所需的各個功能。并結合PyQt完成了簡潔易用的UI設計。

雨珠S對于Python接口的良好支持，對于原型開發更加如虎添翼，才使得我們能夠在這有限的時間內完成了系統開發。在PC端控制上，完成了包括子線路無限循環，系統自檢使能，雨珠參數修改等六方面內容，建立了功能實現的總體框架。

云編譯功能使得雨珠S設備的使用更加靈活多變，可輕松應對更多未知的非標準化的時序，大大加快了設備原型的開發。比如我們組在對于紅外溫度信號采集模塊進行設計時，發現此模塊的IIC時序與系統內置的傳統IIC協議不兼容，無法正常驅動此模塊。主要矛盾在于標準IIC協議的起始位和停止位都是成對出現，導致發送完讀取寄存器地址后的Restart信號前多了一個停止位，造成數據采集失敗。經過云編譯進行邏輯結構的調整，實現了對于時序的精確控制，成功解決了停止點的問題。

目前云編譯的功能實現了包括UART收發狀態機，UART幀數據收發機在內的6種狀態機，如圖是紅外部分IIC協議的時序狀態機。

此外，我們在整個系統開發過程中，做了大量的實驗和數據分析，比如這里給出的角度，距離對于降噪效果影響的實驗結果

同時，我們使用fxlms算法進行了仿真，得到了良好的降噪效果

雨珠S設備方便靈活，SDK支持Python，C，Labview三種開發接口，有上百個底層API。能夠勝任多種功能，多種設備的原型開發與實驗測量。特別是其提供的云編譯功能，更加突出了其靈活性，可以實現更加個性化的設計與開發。
我們在本項目中，雨珠S設備提供的數字IO和電源的使用率達到了100%。我們完成了6項主要功能，其中兩項功能用到的傳感器與驅動器為自主研發。完成了包括主板在內的三套電路板的設計開發。在下一步我們還將完成溫濕度模塊的開發和更好降噪水平的實現，更加充分發揮云編譯的功能。

審核編輯 黃宇