Author(s):
Michael Schulze - Anco Engineers
Paul Ibanez - Anco Engineers

Industry:
Machines/Mechanics

Products:
LabVIEW, PCI-6221

The Challenge:
创建易用的软件及硬件方案，控制面向公众的大型地震仿真器。

The Solution:
使用NI LabVIEW软件及数据采集硬件创建程序，控制仿真器运动，并生成仿真地震特征，为用户制造出真实的地震体验。

在世界各地的科技主题公园及博物馆中，常会采用地震仿真器来对公众普及地震灾难教育。Anco Engineers公司提供用于材料、设备、及结构的震动测试系统及相关服务，是全球范围内具有丰富经验的地震振动台开发商之一。我们为各种教学性地震振动台开发的多媒体软件具有很高的逼真性及易用性。

在项目中我们遇到了两大挑战，我们希望设计易用且低成本的软硬件方案 ，并具有多媒体功能。程序还要有直观的用户界面，以及多语言的版本。应用要求提供简单的工具生成指定光谱能量信号的模拟地震，以满足各种条件，如震区建筑条例规定的光谱响应。我们需要完成所有条件下的程序开发，使博物馆操作人员经过简单培训便可轻松控制这些相对复杂的系统。

过去存在的局限

驱动多轴的大冲撞振动台已经是很完善的技术了。近年来，硬件与快速计算机处理器、数据采集板的集成也变得越来越方便。然而，早期版本的驱动软件只能在实验室环境下传输相关未处理的地震数据至驱动器，不具备复杂信号处理能力及多媒体功能。另外，由于旧版本不包括用于生成理论震动的统一程序，所以用户无法仿真指定光谱能量的地震场景。过去的地震场景仿真中也不能设定建筑高度（共振）、土壤成分、及单个振动波类型等。

多媒体集成及信号处理

考虑到LabVIEW具有与NI硬件的无缝集成性、并行编程构架性能、以及丰富的数学及信号处理函数，我们决定选用它作为开发及部署工具。我们编写了一个程序，有效地处理多种包含加速度时间关系曲线图的大型地震信号文件，这些信号文件包含真实和仿真的地震数据。通过使用16位双通道NI PCI-6221 M系列模拟电压输出板卡及多种数字线路输出，程序能够控制2台重型大冲击位移驱动器，监测所有联动装置及安全特性，同时还能通过双通道VGA输出一系列自定义音频及视频文件。这些视频将在模拟地震过程中放映在大屏幕上。为了增强地震的真实体验，所选用的PCI-6221板卡具有多数字通道，可同时控制闪光灯、烟雾器、及声效等，并设定其间隔及持续时间。