數(shù)據(jù)采集儀器
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發(fā)表時(shí)間2019-07-16 16:49:31
數(shù)據(jù)采集(DAQ)，是指從傳感器和其它待測(cè)設(shè)備等模擬和數(shù)字被測(cè)單元中自動(dòng)采集非電量或者電量信號(hào),送到上位機(jī)中進(jìn)行分析，處理。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是結(jié)合基于計(jì)算機(jī)或者其他專用測(cè)試平臺(tái)的測(cè)量軟硬件產(chǎn)品來實(shí)現(xiàn)靈活的、用戶自定義的測(cè)量系統(tǒng)。
在一些工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中，設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行容易出現(xiàn)故障，為了監(jiān)控這些設(shè)備，通常利用數(shù)據(jù)采集裝置采集他們運(yùn)行時(shí)的數(shù)據(jù)并送給PC機(jī)，通過運(yùn)行在PC機(jī)上的特定軟件對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以此判斷當(dāng)前運(yùn)行設(shè)備的狀況，進(jìn)而采取相應(yīng)措施。當(dāng)前常用的數(shù)據(jù)采集裝置，在其系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中，多采用單任務(wù)順序機(jī)制。這樣就存在系統(tǒng)安全性差的問題。這對(duì)于穩(wěn)定性、實(shí)時(shí)性要求很高的數(shù)據(jù)采集裝置來說是不允許的，因此有必要引入嵌入式操作系統(tǒng)。下面以μC/OSⅡ?yàn)椴僮飨到y(tǒng)平臺(tái)，基于ARM7系列處理器，對(duì)一種高性能的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)開發(fā)進(jìn)行探索。
應(yīng)用時(shí)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)置于被監(jiān)控的設(shè)備處，通過傳感器對(duì)設(shè)備的電壓或者電流信號(hào)進(jìn)行采樣、保持，并送入A/D轉(zhuǎn)換器變成數(shù)字信號(hào)，然后將該信號(hào)送到FIFO中。當(dāng)FIFO中存放的數(shù)據(jù)到了一定數(shù)目時(shí)，由ARM7從FIFO中讀出，然后通過ARM7的以太網(wǎng)接口或者RS232送給上位機(jī)?？紤]到要監(jiān)控的設(shè)備可能會(huì)很多，所以設(shè)計(jì)了多路采集通道，他們經(jīng)過模擬開關(guān)后再進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換器。CPLD是整個(gè)系統(tǒng)的控制核心，他控制采集通道的切換、A/D轉(zhuǎn)換器的啟/停、轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)在FIFO中的存放地址發(fā)生器、產(chǎn)生中斷請(qǐng)求以通知ARM7讀取存放在FIFO中的數(shù)據(jù)等。
南京研維無論是三防平板電腦又或者數(shù)據(jù)采集器其性能完善齊全，可以手持操作。選擇數(shù)據(jù)采集器還應(yīng)注意容量和速度因素。每當(dāng)使用數(shù)據(jù)采集器的時(shí)候，會(huì)碰到所要采集的數(shù)據(jù)多少的問題，如果數(shù)據(jù)量大，則需要選擇大容量的、其實(shí)是處理的速度。由于數(shù)字電路高端技術(shù)的不斷研發(fā)，在采集器主要結(jié)構(gòu)中，CPU一般是采用十六或三十二位的處理器，而位數(shù)和主頻越高，采集器對(duì)數(shù)據(jù)的采集和處理能力、速度則越強(qiáng)要，工作效率越高。內(nèi)存上則大部分使用的是FLASH-ROM+RAM型，能夠在持久的不供電情況下保留信息，而且較快的讀寫速度保證了操作的高效，內(nèi)存容量的增大使數(shù)據(jù)一次性處理增快。尤其是數(shù)據(jù)量比較大的時(shí)候，容量和運(yùn)行速度是事先都要預(yù)算好的。是否需要支持大屏幕、大容量電池，一些應(yīng)用場(chǎng)合需要大點(diǎn)的采集器屏幕，以便使用人員能夠隨時(shí)輕松查看到數(shù)據(jù)。同時(shí)有些場(chǎng)合需要長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)使用，這個(gè)時(shí)候就要考慮電池的供電能力，能供多長(zhǎng)時(shí)間就要重新充電。條碼采集設(shè)備、顯示屏、CPU都能夠帶來功耗，部分結(jié)構(gòu)可支持電池工作。條碼采集掃描和鍵盤輸入是兩種重要的設(shè)備輸入途徑。大部分采集器具備屏幕，根據(jù)所需它們還可以支持中英文和圖形的高精度顯示等。
在一些工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中，設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行容易出現(xiàn)故障，為了監(jiān)控這些設(shè)備，通常利用數(shù)據(jù)采集裝置采集他們運(yùn)行時(shí)的數(shù)據(jù)并送給PC機(jī)，通過運(yùn)行在PC機(jī)上的特定軟件對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以此判斷當(dāng)前運(yùn)行設(shè)備的狀況，進(jìn)而采取相應(yīng)措施。當(dāng)前常用的數(shù)據(jù)采集裝置，在其系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中，多采用單任務(wù)順序機(jī)制。這樣就存在系統(tǒng)安全性差的問題。這對(duì)于穩(wěn)定性、實(shí)時(shí)性要求很高的數(shù)據(jù)采集裝置來說是不允許的，因此有必要引入嵌入式操作系統(tǒng)。下面以μC/OSⅡ?yàn)椴僮飨到y(tǒng)平臺(tái)，基于ARM7系列處理器，對(duì)一種高性能的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)開發(fā)進(jìn)行探索。
應(yīng)用時(shí)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)置于被監(jiān)控的設(shè)備處，通過傳感器對(duì)設(shè)備的電壓或者電流信號(hào)進(jìn)行采樣、保持，并送入A/D轉(zhuǎn)換器變成數(shù)字信號(hào)，然后將該信號(hào)送到FIFO中。當(dāng)FIFO中存放的數(shù)據(jù)到了一定數(shù)目時(shí)，由ARM7從FIFO中讀出，然后通過ARM7的以太網(wǎng)接口或者RS232送給上位機(jī)?？紤]到要監(jiān)控的設(shè)備可能會(huì)很多，所以設(shè)計(jì)了多路采集通道，他們經(jīng)過模擬開關(guān)后再進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換器。CPLD是整個(gè)系統(tǒng)的控制核心，他控制采集通道的切換、A/D轉(zhuǎn)換器的啟/停、轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)在FIFO中的存放地址發(fā)生器、產(chǎn)生中斷請(qǐng)求以通知ARM7讀取存放在FIFO中的數(shù)據(jù)等。
南京研維無論是三防平板電腦又或者數(shù)據(jù)采集器其性能完善齊全，可以手持操作。選擇數(shù)據(jù)采集器還應(yīng)注意容量和速度因素。每當(dāng)使用數(shù)據(jù)采集器的時(shí)候，會(huì)碰到所要采集的數(shù)據(jù)多少的問題，如果數(shù)據(jù)量大，則需要選擇大容量的、其實(shí)是處理的速度。由于數(shù)字電路高端技術(shù)的不斷研發(fā)，在采集器主要結(jié)構(gòu)中，CPU一般是采用十六或三十二位的處理器，而位數(shù)和主頻越高，采集器對(duì)數(shù)據(jù)的采集和處理能力、速度則越強(qiáng)要，工作效率越高。內(nèi)存上則大部分使用的是FLASH-ROM+RAM型，能夠在持久的不供電情況下保留信息，而且較快的讀寫速度保證了操作的高效，內(nèi)存容量的增大使數(shù)據(jù)一次性處理增快。尤其是數(shù)據(jù)量比較大的時(shí)候，容量和運(yùn)行速度是事先都要預(yù)算好的。是否需要支持大屏幕、大容量電池，一些應(yīng)用場(chǎng)合需要大點(diǎn)的采集器屏幕，以便使用人員能夠隨時(shí)輕松查看到數(shù)據(jù)。同時(shí)有些場(chǎng)合需要長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)使用，這個(gè)時(shí)候就要考慮電池的供電能力，能供多長(zhǎng)時(shí)間就要重新充電。條碼采集設(shè)備、顯示屏、CPU都能夠帶來功耗，部分結(jié)構(gòu)可支持電池工作。條碼采集掃描和鍵盤輸入是兩種重要的設(shè)備輸入途徑。大部分采集器具備屏幕，根據(jù)所需它們還可以支持中英文和圖形的高精度顯示等。
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