千兆以太网的数据采集技术

　　从2006年开始，NI CompactDAQ就一直在不牺牲性能和灵活性的前提下，不断地简化在实验室、工业现场以及生产线上的测试测量应用项目的开发。

　　有了新的带有千兆以太网接口的NI cDAQ-9188底座后，NI CompactDAQ使得基于PC的数据采集技术可以应用在远程传感器和电信号的测量上面，从而将其应用范围从实验室扩展到了全球范围。

　　NI CompactDAQ的性能十分强大，一台NI CompactDAQ底座可以支持对最多256路的电信号、物理信号、机械信号或者音频信号进行测量。在超过50种针对不同传感器的NI C系列I/O模块和NI专利的信号流传输技术的配合下，NI CompatDAQ拥有高速数据传输特性，从而能够很容易地满足高度灵活的混合测试系统的要求，并且能够极大地降低其开发难度。

　　远距离数据采集

　　以太网技术的方便性和可靠性与USB技术的基本相同。对于数据采集来说，以太网有着两个其他普通PC外部总线所没有的优势：极长的电缆长度和分布式的网络设施。测量位置的距离超过了USB电缆5米的最大长度时，以太网是一个非常理想的选择。一条CAT 5E电缆在长度超过100米后，才会需要交换机或路由器将信号中继延伸到更远的地方。除此之外，很多公司的IT部门已经将千兆以太网(IEEE 802.3ab标准)作为其企业网络的基础设施。使用NI CompactDAQ，用户可以直接利用已有的网络设施和带宽搭建远程或分布式测量系统。一台上位机可以同时管理处于同一子网或多个子网的多个测试设备。

　　

　　图1. 使用千兆以太网接口的cDAQ-9188底座将NI CompactDAQ数据采集平台的应用范围扩展到远程或分布式传感器和电信号测量中。

　　超过50种的C系列模块

　　因为只有极少数的系统要求同种I/O通道，所以NI ComapctDAQ从一开始就被设计为可以在一台底座上进行多种信号类型采集的混合测量系统。每一块C系列模块都在一个2.8英寸×3.5英寸的小盒子里集成了信号的连接、调理和模拟转换等全部的器件。通过在8个插槽上使用超过50种的C系列I/O模块进行组合，用户可以很容易地使用NI CompactDAQ搭建出一套适应其要求的测试测量系统。同时，NI CompactDAQ内建了高级的具备定时与同步性能NI-STC3，可以同时对多达七路的模拟、数字和计数器测量任务进行独立定时管理。比如，用户可以将一块热电偶采集模块和一块加速度测量模块同时安装在一台底座上，并以不同的采样速率采集数据。

　　

　　图2. 用户可以在超过50种内建信号调理功能的C系列I/O模块中进行任意组合，以搭建混合信号测量系统。

　　NI信号流传输技术

　　为了能够充分利用千兆网络的带宽，NI将用于高性能NI USB数据采集产品的专利技术——NI信号数据流传输技术移植为TCP/IP版本，供以NI CaompactDAQ底座使用。通过这项技术，新的C系列高速采集模块，比如NI9223，可以实现四个通道每通道1MS/s的16位高速数据采集。同时，NI-DAQmx驱动使用了一种高级的软件架构，在底座和上位机之间建立了一条双缓冲数据传输链路，可以实现多条双向连续波形的传输。与此同时，驱动还会监视网络上的意外延迟和网络拥堵造成的传输暂时中断，自动做出调整以维持数据的传输。这所有的工作都是驱动程序自动进行的，不需要用户参与，从而可以使用户能够将注意力集中在测量系统上而不是网络通讯上。

　　零配置网络连接

　　网络配置和权限管理的过程往往是需要经验的。让非IT专业的使用者能够更容易使用基于网络技术的设备， NI CompactDAQ底座基于零配置网络(Zeroconf)标准。由于使用了Zeorconf技术，用户只需要将NI CaompactDAQ系统直接连接到电脑或者连接到局域网上，不需要进行任何网络设置， MAX的配置工具就能自动搜索并发现该设备。此外，用户不需要在上位机安装任何软件，通过网络浏览器就可以使用NI cDAQ-9188内置的基于网页的监控配置工具对其进行管理。

　　

　　图3. 用户可以通过网络浏览器连接到cDAQ-9188底座内嵌的网页服务器，对NI ComapctDAQ系统进行远程配置和管理。欢迎转载，本文来自电子发烧友网(www.elecfans.com)

　　软件灵活性

　　由于认识到测量系统需求的多样性，NI已经开发了一套独立于PC总线技术的数据采集软件架构，用户使用同一套NI-DAQmx驱动软件，就可以于PCI、PCIe、PXI、PXIe、USB、以太网和Wi-Fi等多种总线上的NI数据采集硬件进行通讯获取数据。用户为USB接口的NI CompactDAQ系统开发的软件，不需要进行任何修改就可以直接用于以太网接口的NI CompactDAQ系统上。此外，NI-DAQmx驱动的API能够兼容多种编程平台，用户可以使用LabVIEW、ANSI C/C++、C#或微软VB.NET等编程工具对NI CompactDAQ进行编程。

　　通过将NI强大的硬件技术和灵活的NI-DAQmx驱动软件技术结合在一起，NI CompactDAQ平台可以帮助用户在实验室收集简单的实验数据或者在工厂的厂房里进行分布式测试。

　　– Charlie STIernberg

　　Charlie Stiernberg是NI负责有线与无线网络数据采集的产品经理，拥有德州大学奥斯汀分校电子工程学士学位。

　　新的兆级采样率的NI C系列模块

　　

　　NI 9223同步模拟采集C系列模块可以支持4通道每通道1MS/s 16位分辨率的采样速率。NI9223的采样速率是NI 9215同步采集模块的10倍，进一步丰富了C系列模块产品线的采样速率范围，使得基于CompactDAQ和CompactRIO的测量系统能够有更好的适应性。