3 信号传输
传感器信号在经过设备采 集之后,经过何种办法安全而可靠地传输到上位机或许服务器中,这个问题跟着大通道数(几百通道以上)数据收集项目的不断呈现,其重要程度日积月累:不管前 端设备与传感器的接线部分、仍是全体体系的总线与组网办法,其间只需有一处呈现忽略,整个数据收集体系都或许会受到影响。
前端
前端,指的是数据收集设备到传感器的接线部分。传统的数据收集设备是板卡办法的(如下图),这种办法需求运用线缆与接线面板来使其与传感器引线衔接。
为了进一步提高用户的接线体会,许多数据收集设备商也开端供给“直连传感器”的设备,例如NI公司推出的CompactDAQ数据收集体系,其可拆卸的C系列模块根本都自带接口(如螺旋端子、BNC等),便利工程师连线。假如用户对接口的防护性有要求,乃至需求有耐腐蚀的功用,则还可挑选华穗科技(HUASUI)依据NI软硬件渠道开发的高防护数据收集设备。
总线
现在干流的数据收集体系总线有许多,各有不同的长处。下表中罗列了干流设备总线的一些根本目标:
*理论最大数据传输速率依据以下的总线规范: PCI、PCI Express 1.0、 PXI、PXI Express 1.0、 USB 2.0、千兆以太网和Wi-Fi 802.11g
尽管总线品种较多,但在工程师构建数据收集体系时,以下几个要素需求归纳考虑:
– 总线带宽需求能够支撑数据收集的速度,需求留意的是,实践的体系带宽低于理论总线约束。 实践观察到的带宽取决于体系中设备的数量以及额定的总线载荷。 假如需求在许多通道上传输很多的数据,带宽是挑选总线时最重要的考虑要素。
– 不同总线的I/O呼应时刻不同,它是调用驱动软件函数和更新I/O实践硬件值之间的时刻推迟。依据您挑选总线的不同,推迟能够从缺乏一微秒到几十毫秒。需求单点读写的使用程序单点I/O的相应时刻是要害。一般情况下,关于低推迟的单点I/O使用来说,PCI Express和PXI Express等内部总线比USB或无线等外部总线更好。
– 许多数据收集体系都有杂乱的同步需求,包含同步数百个输入通道和多品种型的设备。多个设备同步丈量的最简略的办法便是同享时钟和触发。 一些数据收集设备供给专用的BNC接头的触发线,这些外部触发线在USB和以太网设备上十分常见,由于这些数据收集硬件处于PC机箱外部。 但是,某些总线内置有额定的时钟和触发线,使得多设备的同步变得十分简单(如PXI总线,详细见下图)。
– 处理器核算才能的极速增加是毋庸置疑的,它为数据收集体系的构建供给了许多新的立异办法,因而便携性也或许成为总线挑选的首要考虑要素。例如,车载数据收集使用得益于结构紧凑,易于运送的硬件,如USB和以太网等外部总线,由于其快速的硬件装置以及与笔记本电脑的兼容性,特别适用于便携式数据记载体系(如ioBox L系列)。
组网办法
关于多通道数据收集体系来讲,其组网办法主要有会集式和散布式两种。会集式适合于测验地址和测验通道都在一个会集区域内的使用,而散布式则更适合于散布区域广阔,且节点数较多的使用。
会集式中一个较为典型的比如便是PXI渠道(下图),在一个多槽位的机箱中,工程师能够依据自己项目的不同需求选配不同的数据收集板卡(或仪器级板卡),然后以较为紧凑而规范的办法满意不同的收集需求。
散布式是相关于会集式的理念而生,其开展得最为极点的办法便是物联网,本文内容只触及数据收集体系层面。WSN(无线传感器网络)是一个典型的散布式数据收集体系,它由节点、网关以及中心控制器(服务器)组成,然后完成散布在各个区域(一般该区域会很广泛,例如整个热带森林)节点的通讯、收集以及回传。
近来两种组网办法正在趋于归纳,某些数据收集体系能够被规划来统筹会集式和散布式,然后节约工程项目的投入本钱,开辟更多的使用领域。