Høgskolen i Telemark Telemark University College  Faculty  of  Technology,  Department  of  Electrical  Engineering,  Information  Technology  and  Cybernetics  

IA6209  –  Industrial  Data  Communication  and  Network  -­‐  Project  Work  

Embedded  DAQ  System  Keywords:  

• Data  Communication,  Protocols,  etc.  • Network,  such  as  Switches  and  Routers  • Client-­‐Server,  LAN  (Local  Area  Network)  • OS  (Windows  Server  2008/2012,  Windows  7/8,  Linux)  • Virtualization,  such  as  VMware,  HyperV,  etc.  • Industrial  Control  Systems  (ICS),  such  as  SCADA  (Supervisory  Control  And  Data  

Acquisition),  DCS  (Distributed  Control  System),  PLC  (Programmable  Logic  Controller),  PAC  (Programmable  Automation  Controller),  etc.  

• OPC,  DAQ  • Embedded  Systems,  Real-­‐Time  Systems  • Industrial  Software  and  Programming  languages  

1 Introduction  In  this  project  you  are  going  to  create  an  Embedded  DAQ  System,  see  Figure  1-­‐1.  

 

Figure  1-­‐1:  Embedded  DAQ  System  

  Embedded  DAQ  System   2  

IA6209  –  Industrial  Data  Communication  and  Network  -­‐  Project  Work  

Note!  This  assignement  is  for  "geeks",  i.e.,  you  need  to  figure  out  most  of  work  by  yourself  using  internet,etc.  to  find  necessary  tips  and  tricks  in  order  to  solve  the  assignment.  

The  Embedded  DAQ  System  should  consists  of  the  following  parts:  

• A  Database  • An  OPC  Server  • A  Datalogging  System  • Web  Site  for  Presentation  of  Data  

The  Embedded  DAQ  System  needs  to  be  distributed,  i.e  the  different  components  needs  to  be  installed  and  running  on  different  computers  or  devices  in  a  network.  

The  practical  project  work  must  be  seen  in  context  with  the  theory  part  that  is  covered  in  the  course  –  both  in  the  report  and  the  presentation.  

2 Network  The  different  modules  and  software  should  be  installed  in  a  Network.  The  network  should  be  created  by  you  using  Switch/Router,  etc.  The  different  Servers  (Windows  Server  2008/2012)  and  Clients  (Windows  7/8)  needed  should  be  created  using  Virtualization,  e.g.,  VMware.    

One  of  the  Servers  should  be  configured  as  Domain  Controller  with  Active  Directory  (AD)  and  proper  Groups  and  Users.  The  Clients  (Windows  7/8)  should  be  connected  to  the  Domain.  You  should  also  install  and  configure  the  DHCP  (Dynamic  Host  Configuration  Protocol)  role  on  the  same  Windows  Server,  this  mens  the  clients  will  receive  dynamic  IP  adresses  from  the  server.  Instead  of  setting  up  static  IP  addresses  on  the  clients,  they  will  receive  dynamic  IP  addresses  from  the  server.  

A  Linux  computer  used  for  testing  the  system  should  also  be  configured  using  Virtualization,  e.g.,  VMware.  In  addition  an  OPC  Server  should  be  running  on  a  Virtual  Machine  with  Windows  Server.  

3 Modules  Below  the  requirements  for  the  different  modules  are  listed.  

3.1 Database  The  Database  should  be  MySQL.  The  database  should  be  running  on  a  Raspberry  Pi  device  with  Linux.  

  Embedded  DAQ  System   3  

IA6209  –  Industrial  Data  Communication  and  Network  -­‐  Project  Work  

The  Database  should  include  tables  for  storing  data  from  a  temperature  sensor  connected  to  the  Arduino.  

3.2 OPC  The  OPC  server  could,  e.g.,  be  “Matrikon  OPC  Server  for  Simulation”.  OpenOPC  for  Python  should  be  used  to  send  and  retrive  data  from  the  OPC  Server.  

Figure  3-­‐1  shows  the  Matrikon  OPC  Server  for  Simulation.  

 

Figure  3-­‐1:  Matrikon  OPC  Server  

It  is  a  little  tricky  to  use  OPC  in  a  network  because  it  uses  the  old  COM/DCOM  standard  which  involves  some  configuration  of  different  settings.  A  trick  would  be  to  use  a  tunneller  software,  eg.,  Cogent  DataHub  Tunneller  software,  see  Figure  3-­‐2.  

 

Figure  3-­‐2:  OPC  Tunneller  Software  

3.3 Arduino  DAQ  System  

The  DAQ  System  retrive  Temperature  data  from  the  sensor  connected  to  the  Arduino  device  (Figure  3-­‐3).  

The  DAQ  system  should  send  the  data  to  the  Raspberry  Pi  device  and  be  stored  in  the  MySQL  Database.  

  Embedded  DAQ  System   4  

IA6209  –  Industrial  Data  Communication  and  Network  -­‐  Project  Work  

 

Figure  3-­‐3:  Arduino  

In  Figure  3-­‐4  we  see  the  Integrated  Development  Environment  (IDE)  used  for  Arduino,  called  Sketch.  

 

Figure  3-­‐4:  Arduino  Sketch  IDE  

3.4 Raspberry  Pi  A  Web  Site  for  presenting  the  temperature  data  should  be  created  using  PHP.  

The  Web  Site  should  be  installed  on  a  Raspberry  Pi  device  with  Appache  Web  Server.  

  Embedded  DAQ  System   5  

IA6209  –  Industrial  Data  Communication  and  Network  -­‐  Project  Work  

The  Temperature  data  should  also  be  stored  to  an  OPC  Server  installed  on  a  Windows  Server.  OpenOPC  for  Python  should  be  used  to  send  data  to  the  OPC  Server.  

A  PC  (Client)  with  Windows  7/8  and  LabVIEW  should  be  used  to  retrive  data  from  the  OPC  Server.  In  Figure  3-­‐5  we  see  the  Raspberry  Pi  device.  

 

Figure  3-­‐5:  Raspberry  Pi  

 

Faculty of Technology, Postboks 203, Kjølnes ring 56, N-3901 Porsgrunn, Norway. Tel: +47 35 57 50 00 Fax: +47 35 57 54 01

 

 

 

 

 

 

 

 

Telemark  University  College  

Faculty  of  Technology  

Kjølnes  Ring  56  

N-­‐3918  Porsgrunn,  Norway  

www.hit.no