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超高速采集板卡——多路數(shù)據(jù)采集應(yīng)用背景

在當(dāng)今集成電路及互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)快速發(fā)展轉(zhuǎn)型的時期，數(shù)據(jù)采集(Data Acquisition)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)技術(shù)研究及分布式領(lǐng)域，作用和地位越來越重要。隨著互聯(lián)網(wǎng)云計算平臺的產(chǎn)生及對各行各業(yè)思維方法的改進，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)無論從硬件還是軟件都有了新的發(fā)展和研究。 現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)各個領(lǐng)域都離不開初期的數(shù)據(jù)采集和信息交換，在研究和應(yīng)用過程中數(shù)據(jù)采集量的增大，要求數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對信息的處理速度越來越高，外圍電路的擴展功能越來越豐富。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集儀器功能相對簡單，采集數(shù)量、速度不快，在數(shù)據(jù)處理傳輸方面依賴單獨的計算機軟件分析，互聯(lián)性和可開發(fā)性不強。而完整的多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，不僅能夠單獨進行數(shù)據(jù)采集，而且設(shè)備能高速同步處理數(shù)據(jù)信息，還能在各設(shè)備之間互相通信以及擴展接入其他外設(shè)，構(gòu)成功能完整的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，甚至上傳數(shù)據(jù)至網(wǎng)絡(luò)后臺，實現(xiàn)云端信息共享。

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數(shù)據(jù)采集技術(shù)及超高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中,處理流程一般包括濾波、采樣、存儲和處理四個環(huán)節(jié)。一個模擬信號首先經(jīng)過預(yù)采樣濾波器,對信號進行調(diào)理;然后,采樣器在每一個采樣時刻讀出一個數(shù)據(jù);再由模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC量化為二進制數(shù)碼,數(shù)據(jù)后保存到存儲器用于數(shù)字信號處理。超高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)即采用超高采樣速率對數(shù)據(jù)進行采集的系統(tǒng)。

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數(shù)據(jù)采集的技術(shù)路線

1. 有上位機系統(tǒng)的設(shè)備

其上位機系統(tǒng)往往已經(jīng)對設(shè)備層的數(shù)據(jù)進行了采集、存儲，因此，對于這種有上位機系統(tǒng)的設(shè)備，我們首先選的數(shù)據(jù)采集方案就是直接從上位機系統(tǒng)中獲取設(shè)備的數(shù)據(jù)，而不是去和設(shè)備打交道。這樣就能夠把一個OT的問題（設(shè)備層的數(shù)據(jù)采集）轉(zhuǎn)化為IT的問題（兩個信息系統(tǒng)的信息集成）。

2. 基于TCP/IP通訊協(xié)議的設(shè)備

對于生產(chǎn)現(xiàn)場中沒有上位機系統(tǒng)的眾多設(shè)備，我們就需要從設(shè)備所支持的通訊協(xié)議角度入手，制定數(shù)采方案。

3. 基于非TCP/IP通訊協(xié)議的設(shè)備

這一類協(xié)議不屬于TCP/IP協(xié)議簇，往往在硬件接口方面就與以太網(wǎng)不兼容，比如RS-485等。因此，對于這類設(shè)備的數(shù)據(jù)采集首先需要增加網(wǎng)關(guān)，將其協(xié)議轉(zhuǎn)換為TCP/IP協(xié)議，才能接入到車間的網(wǎng)絡(luò)中并進行協(xié)議解析。

4. 不具備通訊接口的設(shè)備

這類設(shè)備一般為老舊設(shè)備，比如那些不帶數(shù)控系統(tǒng)的機床。遇到這樣的設(shè)備也是一件比較頭疼的事情，我一般會建議不要做這種設(shè)備的數(shù)據(jù)采集，如果一定要做，也可以在機臺上放置一個觸摸屏之類的設(shè)備，用人工輔助的方式采集一些生產(chǎn)相關(guān)的信息。

數(shù)據(jù)采集卡

數(shù)據(jù)采集(DAQ)，是指從傳感器和其它待測設(shè)備等模擬和數(shù)字被測單元中自動采集或產(chǎn)生信息的過程。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是結(jié)合基于計算機的測量軟硬件產(chǎn)品來實現(xiàn)靈活的、用戶自定義的測量系統(tǒng)。通常，必須在數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集之前調(diào)制傳感器信號,包括對其進行增益或衰減和隔離等。

數(shù)據(jù)采集卡，即實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集(DAQ)功能的計算機擴展卡，可以通過USB、PXI、PCI、PCI Express、火線(1394)、PCMCIA、ISA、Compact Flash等總線接入個人計算機。

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