部署DI-71X型以太网数据记录仪和数据采集系统的六种方法

介绍

在将数据记录仪或数据采集系统连接到PC的所有方法中，没有一种比以太网更灵活，或者提供更令人兴奋的可能性。本应用笔记探讨了部署DI-71X数据记录仪产品（DI-710、-715B、-718B）以太网版本的六种方法。我希望用通俗易懂的术语来展示这些想法，将有助于您看到自己独特的应用程序在过程监控、设计认证、质量控制、维护和故障排除等方面的可能性。为了更好地专注于这个目标，我将有意避免对IP地址和网络管理进行详细处理。对这种细节感兴趣的人应该参考我们的应用笔记，标题为DI-71X-E数据记录仪的IP地址配置。

部署 #1 专用网络上的一台 PC、

一台 DI-71X 单元

这种部署方法非常适合通过专用以太网将一台 DI-71X 单元连接到一台 PC。DI-71X 装置可能位于 PC 旁边，也可能远至 100 米，相对于 71X 装置，为 PC 的接近提供了极大的灵活性。这是唯一需要 CAT-5 交叉电缆的实现。所有其他部署都使用标准 CAT-5 电缆。必须手动（静态）分配 IP 地址。

部署 #2 专用网络上的

一台或多台 PC、一个或多个 DI-71X 单元

作为部署 #1 的简单扩展，此方法利用一个或多个以太网集线器的使用，允许您将一个或多个 71X 设备或 PC 连接到专用网络，将范围扩展到 100 米以上，或两者兼而有之。集线器之间的距离限制为100米，但可以使用无限数量的集线器，从而扩展每个网段之间的距离不受限制。每个集线器可以容纳一个或多个 71X 单元或 PC，具体取决于集线器内置的端口数量。这种部署提供了一种简单而廉价的方法，用于扩大应用的DI-71X单元的覆盖范围和数量，以及可以访问其获取信息的PC的数量。与部署 #1 一样，必须手动（静态）将 IP 地址分配给连接到网络的每个设备。

部署 #3 局域网 （LAN） 上的

一台或多台 PC、一台或多台 DI-71X 单元

这是一种经典的网络实现，通常由位于网络上的 DHCP（动态主机配置协议）服务器或路由器管理。与部署 #1 和 #2 不同，具有 DHCP 功能的 LAN 不需要手动为每个网元分配 IP 地址。相反，DHCP 通过检测何时连接新设备，然后为新设备分配唯一的 IP 地址来自动执行该过程。DHCP过程快速，自动，完全透明，并且完全受DI-71X固件支持。部署一个或多个 71X 设备就像在任何方便的接入点将它们插入 LAN 一样简单。DHCP 管理器将立即识别这些设备，并为每个设备分配一个唯一的 IP 地址，而无需您进行任何干预。这是最好的即插即用。

部署 #4 一台或多台 PC、

一台或多台 DI-71X 单元、无线 Wi-Fi 网络

此实现是部署 #3，但没有电线。该实现的主干 LAN 由从每个设备运行回路由器/服务器的迷宫般的 CAT-5 电缆组成，Wi-Fi（无线保真度的缩写）使用微波无线电传输以无线方式执行此操作。支持所有 Wi-Fi 协议：802.11a、802.11b、802.11g 和新的 802.11n。Wi-Fi方法的明显优势是灵活性和移动性。71X 产品和管理这些产品的 PC 都不需要靠近 LAN 接入点进行通信。所使用的设备及其运行环境定义了传输范围，但通常距离为 100 英尺或更长。通过使用中继器，可以实现该距离的许多倍的传输范围。

部署 #5

一台或多台 PC，一个或多个 DI-71X 单元，远程到不同的 LAN 子网

通常，特别是在较大的实现中，网络可能被划分为子网：服务于特定区域或功能的独立 LAN。根据设计，子网与可能共存的其他子网提供有限的重叠。此限制内置于系统中，以提高安全性和网络效率，并促进网络管理。子网识别并反映了这样一种观点，即组织的各个部门很少或根本没有理由进行日常访问彼此的信息。例如，可以分别为会计、营销、制造、工程和质量部门维护单独的子网。但是，通常可以克服子网之间的臂长关系，以允许一个子网中的设备访问另一个子网中的设备。例如，假设您在质量控制部门工作，并且您在制造过程中遇到冲压机的间歇性问题。进一步假设您的 LAN 和制造 LAN 位于不同的子网上。这并不妨碍您从办公室访问安装在制造冲压机上的 DI-71X 设备。但是，它确实要求您与网络管理员合作进行细微调整以获得该访问权限。通常，您的管理员将对制造 LAN 上的路由器进行编程，以将端口分配给 DI-71X，然后转发该端口，以便其他子网（如质量部门的子网）可以访问该设备。这是一项可以在一分钟或更短的时间内完成的工作，但网络或跨部门政治可以合谋使其成为一个更长的过程。

在许多 LAN 实施中，单独的子网按部门进行维护。当 DI-71X 设备位于不同的子网上时，从 PC 访问 DI-71X 设备需要将 71X 设备公开到路由器上管理其 LAN 的端口，然后转发该端口，以便 PC 可以将其视为驻留在其 LAN 上。

部署 #6 一台或多台 PC，

一台或多台 DI-71X 单元，通过互联网远程访问

此选项是最令人兴奋的选项之一，为 DI-71X 单元的部署和访问提供了无限的可能性。以互联网为游乐场，您可以尽情发挥想象力：在工厂将 71X 设备连接到机器上，并在家中方便地访问数据，或者在您出城时从机场或酒店热点访问数据。随时随地访问过程数据，仅受您保护互联网连接的能力的限制。有趣的是，将 71X 单元暴露在互联网上并不比部署 #5 更困难。程序只是略有不同。首先确定互联网服务提供商 （ISP） 分配给用于访问互联网的任何设备（例如 DSL 或电缆路由器）的公共 IP 地址。从路由器的专用端，访问任意数量的网页之一，这些网页将简单地回显您的公共 IP 地址接下来，就像部署 #5 一样，将路由器上的端口分配给一个或多个 DI-71X 设备，并确保这些端口暴露或转发到路由器的公共端。大功告成。互联网公共端的任何计算机现在都可以在确定的公共 IP 地址和分配的端口上访问 DI-71X 设备。

独立优势

DI-71X以太网产品提供三种方式将采集的数据传送到PC：SD存储卡可以从71X单元中物理取出并放置在连接到PC的SD内存读卡器中;PC可以通过以太网连接上传存储到71X单元SD存储器的数据;PC可以为每个连接的DI-71X设备运行专用的WinDaq数据采集软件应用程序，该应用程序将使用PC的硬盘驱动器来存储采集的数据。

第一个选项，通过物理访问SD存储器将数据移动到PC，不涉及网络，所以我暂时忽略它。另外两个确实涉及网络操作，因此重要的是要记住网络本身的局限性。以太网是一个民主标准。它不支持一种机制，使连接到它的任何一个设备比所有其他设备更重要。一般来说，这不会带来问题。例如，如果您多等几秒钟让浏览器显示网页，因为网络上的客户机正在将文件备份到服务器，这真的无关紧要。但是，如果像 71X 单元这样的数据采集设备尝试将采集的数据传送到 PC 以便使用WinDaq软件进行存储，而无法实现，则这种差异完全改变。数据丢失，无法恢复。当尝试通过 Internet 与 71X 设备实时通信时，网络延迟可能会变得特别长期且不可预测。更好的解决方案是所有DI-71X产品提供的独立选项。

独立选项采用内置于71X硬件中的可移动SD存储卡，该单元可自主存储数据。此过程不需要PC或任何其他网络设备的任何干预。只有在数据记录停止后，才能将数据从 71X 的 SD 存储器上传到 PC，这消除了网络延迟导致丢失的所有可能性。不可预测的延迟只会导致 71X 等待网络流量清除，然后从中断点恢复发送数据。从这个意义上说，独立选项完全符合网络协议的期望，该协议在设计上平等对待所有设备。不过，独立解决方案并非没有自己的怪癖。

一个是通过网络从SD存储器到PC的传输速率。DI-71X 装置的最大传输速率约为每秒 3，300 个样本。您不应该考虑使用此方法方便地上传数兆字节的文件。但是，大多数独立应用程序采用较慢的采样率，因此适中的数据文件大小可能会跨越很长的记录时间。此外，71X 上传管理器允许您通过指定日期和时间范围来上传整个文件或文件的任何子集。

DI-71X 单元使用以太网接口上传存储到 SD 存储器的数据的总时间，作为样品吞吐率和总记录时间的函数。