數(shù)據(jù)采集DAQ的基礎知識點詳細說明

　　現(xiàn)今，在實驗室研究、測試和測量以及工業(yè)自動化領域中，絕大多數(shù)科研人員和工程師使用配有PCI、PXI/CompactPCI、PCMCIA、 USB、IEEE1394、ISA、并行或串行接口的基于PC的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。許多應用使用插入式設備采集數(shù)據(jù)并把數(shù)據(jù)直接傳送到計算機內存中，而在一些 其它應用中數(shù)據(jù)采集硬件與PC分離，通過并行或串行接口和PC相連。從基于PC的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中獲取適當?shù)慕Y果取決于圖示一中的各項組成部分：

　　· PC

　　· 傳感器

　　· 信號調理

　　· 數(shù)據(jù)采集硬件

　　· 軟件

　　本文詳細介紹了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的各個組成部分，并解釋各個部分最重要的準則。本文也定義了用于基于PC的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成部分的許多通用術語。

　　個人電腦（PC）

　　數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)所使用的計算機會極大地影響連續(xù)采集數(shù)據(jù)的最大速度，而當今的技術已可以使用Pentium級別以及多核的處理器，它們能結合更高性能 的PCI/PCI Express、PXI/CompactPCI和IEEE1394（火線）總線以及傳統(tǒng)的ISA總線和USB總線。PCI總線和USB接口是目前絕大多數(shù) 臺式計算機的標準設備，而ISA總線已不再經(jīng)常使用。隨著PCMCIA、USB和IEEE 1394的出現(xiàn)，為基于桌面PC的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提供了一種更為靈活的總線替代選擇。對于使用RS-232或RS-485串口通信的遠程數(shù)據(jù)采集應用，串口 通信的速率常常會使數(shù)據(jù)吞吐量受到限制。在選擇數(shù)據(jù)采集設備和總線方式時，請記住您所選擇的設備和總線所能支持的數(shù)據(jù)傳輸方式。

　　計算機的數(shù)據(jù)傳送能力會極大地影響數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的性能。所有PC都具有可編程I/O和中斷傳送方式。目前絕大多數(shù)個人電腦可以使用直接內存訪問 （Direct memory access，DMA）傳送方式，它使用專門的硬件把數(shù)據(jù)直接傳送到計算機內存，從而提高了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐量。采用這種方式后，處理器不需要控制數(shù)據(jù)的傳 送，因此它就可以用來處理更復雜的工作。為了利用DMA或中斷傳送方式，您的數(shù)據(jù)采集設備必須能支持這些傳送類型。例如，PCI、USB設備可以支持 DMA和中斷傳送方式，而PCMCIA設備只能使用中斷傳送方式。所選用的數(shù)據(jù)傳送方式會影響您數(shù)據(jù)采集設備的數(shù)據(jù)吞吐量。

　　限制采集大量數(shù)據(jù)的因素常常是硬盤，磁盤的訪問時間和硬盤的分區(qū)會極大地降低數(shù)據(jù)采集和存儲到硬盤的最大速率。對于要求采集高頻信號的系統(tǒng)，就需要 為您的PC選擇高速硬盤，從而保證有連續(xù)（非分區(qū)）的硬盤空間來保存數(shù)據(jù)。此外，要用專門的硬盤進行采集并且在把數(shù)據(jù)存儲到磁盤時使用另一個獨立的磁盤運 行操作系統(tǒng)。

　　對于要實時處理高頻信號的應用，需要用到32位的高速處理器以及相應的協(xié)處理器或專用的插入式處理器，如數(shù)字信號處理（DSP）板卡。然而，對于在一秒內只需采集或換算一兩次數(shù)據(jù)的應用系統(tǒng)而言，使用低端的PC就可以滿足要求。

　　在滿足您短期目標的同時，要根據(jù)投資所能產生的長期回報的最大值來確定選用何種操作系統(tǒng)和計算機平臺。影響您選擇的因素可能包括開發(fā)人員和最終用戶 的經(jīng)驗和要求、PC的其它用途（現(xiàn)在和將來）、成本的限制以及在您實現(xiàn)系統(tǒng)期間內可使用的各種計算機平臺。傳統(tǒng)平臺包括具有簡單的圖形化用戶界面的Mac OS，以及Windows 9x。此外，Windows NT 4.0和Windows 2000能提供更為穩(wěn)定的32位OS，并且使用起來和Windows 9x類似。Windows 2000是新一代的Windows NT OS，它結合了Windows NT和Windows 9x的優(yōu)勢，這些優(yōu)勢包括固有的即插即用和電源管理功能。

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