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(gè)環(huán)節(jié)。一個(gè)模擬信號首先經(jīng)過預(yù)采樣濾波器,對信號進(jìn)行調(diào)理;然后,采樣器在每一個(gè)采樣時(shí)刻讀出一個(gè)數(shù)據(jù);再由模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC量化為二進(jìn)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(jìn)行采集的系統(tǒng)。

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超高速數(shù)據(jù)采集卡的起源

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為了滿足IBM-PC機(jī)及其兼容機(jī)用于數(shù)據(jù)采集與控制的需要，國內(nèi)外許多廠商生產(chǎn)了各種各樣的數(shù)據(jù)采集板卡(或I/O板卡)。這類板卡均參照IBM-PC機(jī)的總線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，用戶只要把這類板卡插入IBM-PC機(jī)主板上相應(yīng)的I/O擴(kuò)展槽中，就可以迅速方便地構(gòu)成一個(gè)數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)，從而大大節(jié)省了硬件的研制時(shí)間和投資，又可以充分利用IBM-PC機(jī)的軟硬件資源，還可以使用戶集中精力對數(shù)據(jù)采集與處理中的理論和方法進(jìn)行研究、進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及程序的編制等。

如何選擇數(shù)據(jù)采集卡

基于多種接入總線接口的設(shè)備，適用于客戶的不同需求。

首先，選擇接口方式。數(shù)據(jù)采集卡的接口方式是指該卡與PC連接的總線方式，或者該卡提供的接口方式。常見的接口方式有PCI, Compact PCI,USB, PCMCIA, CAN, 無線，網(wǎng)卡；還有較老式的方式如串口UART/LPT/SPI，并口COM，ISA/EISA，PC/AT。

USB總線由于支持即插即用，傳輸速度快，攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)，成為未來的發(fā)展方向。 無線技術(shù)的飛速發(fā)展,數(shù)據(jù)傳輸速度不斷發(fā)展,給數(shù)據(jù)采集卡提供了更加方便快捷的移動傳輸方式.通常的傳輸協(xié)議有:紅外IRDA,藍(lán)牙BLUETOOTH,NFC,GPRS,WLAN,3G,HSPDA等等. GPRS方式傳輸現(xiàn)在有很大的市場.

第二步，確定輸入和輸出指標(biāo)。這些指標(biāo)有輸入和輸出的模擬量精度和速率,輸入和輸出的數(shù)字量電平和要求,輸入和輸出的數(shù)字傳輸協(xié)議方式. 模擬量采樣有高的精度和高速率兩個(gè)方向,有的將二者結(jié)合起來,屬于較高要求.數(shù)字量有TTL,CMOS,高壓電平等,特殊場合,需要光電隔離,ESD,EMI保護(hù).傳輸協(xié)議通常為UART,也有并行方式.

第三步，選擇接口協(xié)議處理器。如果你的數(shù)據(jù)采集卡不需要處理器就能夠滿足要求,你可以現(xiàn)在動手設(shè)計(jì)了.否則,繼續(xù)努力!接下來考慮的是接口協(xié)議處理器.PCI, USB, PCMCIA, CAN, 網(wǎng)卡都有專門的接口芯片.當(dāng)然你也可以選擇FPGA加上軟件協(xié)議IP核,同樣能實(shí)現(xiàn)你的目標(biāo),但是難度很大.

第四步，選擇采集卡處理器。

第五步，選擇數(shù)據(jù)采集電路。

數(shù)據(jù)采集是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)

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對于工業(yè)4.0及物聯(lián)網(wǎng)來說，其核心精髓一直都是數(shù)據(jù)（date），不過坐擁大數(shù)據(jù)的企業(yè)不一定懂得如何應(yīng)用，懂得應(yīng)用的業(yè)者恐怕也苦無數(shù)據(jù)可用，該如何從中尋找藍(lán)海？也許較佳之道正是攜手共創(chuàng)。數(shù)據(jù)的采集，傳輸，分析都將是影響互聯(lián)網(wǎng)工業(yè)的重要因素。發(fā)揮利用數(shù)據(jù)是整個(gè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)的要素！  如同一開始就破題的標(biāo)題一般，對于工業(yè)4.0及物聯(lián)網(wǎng)來說，其核心精髓一直都是數(shù)據(jù)（data）。許多人以為是很炫的無人工廠或者看得到一堆機(jī)械手臂飛來舞去，看似厲害但說穿了就只是已進(jìn)行數(shù)十年的的自動化控制，若業(yè)者能把這件事情做得很好，那當(dāng)然很好，也必然是一方之霸，這部分確實(shí)也是諸多工業(yè)計(jì)算機(jī)業(yè)者的擅場。