概覽

與USB技術相似，運用以太網(wǎng)技術可以帶來更便捷、更可靠的用戶體驗。推出的NI cDAQ-9188底座增加了以太網(wǎng)的接口，從而將基于PC的NI CompactDAQ數(shù)據(jù)采集平臺的應用范圍擴展到遠程或分布式傳感器和電信號測量中。擁有以太網(wǎng)接口的cDAQ-9188底座與擁有USB接口的cDAQ-9178底座的基本參數(shù)幾乎完全相同，兩者的唯一區(qū)別是連接數(shù)據(jù)線纜的長度不同。

圖1. 具有千兆以太網(wǎng)接口的cDAQ-9188底座將NI CompactDAQ數(shù)據(jù)采集平臺的應用范圍擴展到遠程或分布式傳感器和電信號測量中

基于以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集技術

相比兩個普通PC外部總線連接，以太網(wǎng)具有的優(yōu)勢是：極長的數(shù)據(jù)電纜長度和可以利用現(xiàn)成的網(wǎng)絡設施。當測量位置的距離超過了USB電纜5米的較大長度時，以太網(wǎng)是一個非常理想的選擇。一條CAT 5E電纜在長度超過100米后，才會需要交換機或路由器將信號中繼延伸到更遠的地方。除此之外，很多公司的IT部門已經(jīng)將千兆以太網(wǎng)（IEEE 802.3ab標準）作為其企業(yè)網(wǎng)絡的基礎設施。使用NI CompactDAQ，用戶可以直接利用已有的網(wǎng)絡設施和帶寬搭建遠程或分布式測量系統(tǒng)。一臺上位機可以同時管理處于同一子網(wǎng)或多個子網(wǎng)的多個測試設備。實際上，用戶可以在世界上任何一個地方通過IP網(wǎng)絡訪問NI CompactDAQ。

圖2. 用戶可以在世界上的任何一個地方通過IP網(wǎng)絡訪問NI CompactDAQ

零配置網(wǎng)絡連接

一直以來，配置網(wǎng)絡設置和使用權限的過程往往復雜的讓人望而生畏。為了讓非IT專業(yè)的使用者能夠更容易使用基于網(wǎng)絡技術的設備，以太網(wǎng)接口的NI CompactDAQ底座運用了零配置網(wǎng)絡（Zeroconf）標準。Zeroconf標準包括三種技術：Link-local自動地址設置、DNS組播和DNS自動搜索。

• Link-local自動地址設置：當網(wǎng)絡上沒有DHCP服務器時，自動設置IP地址
• DNS組播：當網(wǎng)絡上沒有DNS服務器時，自動發(fā)布主機名的解析
• DNS自動搜索：自動搜索網(wǎng)絡上的打印、數(shù)據(jù)采集等網(wǎng)絡服務

由于使用了Zeorconf技術，用戶只需要將NI CaompactDAQ系統(tǒng)直接連接到電腦或者連接到局域網(wǎng)上，不需要進行任何網(wǎng)絡設置， MAX的配置工具就能自動搜索并發(fā)現(xiàn)該設備。

此外，cDAQ-9188的硬件固件還內(nèi)置了一個新的網(wǎng)頁配置接口，用戶不需要在上位機安裝任何軟件就可以通過網(wǎng)絡瀏覽器對其進行配置和管理。這個網(wǎng)絡配置接口使用的是微軟的Silverlight技術，通過這項新技術，不論通過網(wǎng)絡還是臺式機；又或者是瀏覽器還是MAX，用戶看到的都是同樣的配置管理界面。

圖3. 用戶可以通過瀏覽器或MAX連接到cDAQ-9188底座內(nèi)嵌的網(wǎng)頁服務器，對NI ComapctDAQ系統(tǒng)進行遠程配置和管理

觀看對NI CompactDAQ進行網(wǎng)頁配置的演示視頻

多定時引擎下的混合信號測量

以太網(wǎng)接口的NI CompactDAQ系統(tǒng)的搭配非常靈活，可以同時滿足對低速的直流信號和高速的動態(tài)信號進行測量的需要。NI CompactDAQ在底座背板上集成了一個NI-STC3定時與同步控制器，在進行多路模擬I/O、數(shù)字I/O和計數(shù)器I/O等測量任務時，較多可以同時管理硬件定時的數(shù)據(jù)傳輸流。這項技術適用于NI提供的50多種NI C系列I/O模塊，使得NI CompactDAQ平臺對混合信號的測量具有廣泛的適應性。用戶可以將一塊熱電偶采集模塊和一塊加速度測量模塊同時安裝在一臺底座上，并且由于每個模塊都可以擁有獨立的定時引擎進行定時和同步，可以設置不同的采樣率對兩個信號同時進行測量。這項特性能夠有效減少從高速采集的數(shù)據(jù)中抽取低速數(shù)據(jù)情況的出現(xiàn)。

圖4. NI提供了超過50種針對不同傳感器的C系列I/O模塊，用戶可以籍此搭建自定義的混合信號測量系統(tǒng)

觀看使用以太網(wǎng)接口的NI CompactDAQ底座靈活搭建采集系統(tǒng)的視頻

基于TCP/IP的NI信號數(shù)據(jù)流傳輸技術

為了能夠充分利用千兆網(wǎng)絡的帶寬，NI將用于高性能NI USB數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品的專利技術——NI信號數(shù)據(jù)流傳輸技術移植為TCP/IP版本，供以太網(wǎng)接口的NI CaompactDAQ底座使用。通過這項技術，新的C系列高速采集模塊，比如NI9223，可以實現(xiàn)四個通道每通道1MS/s的16位高速數(shù)據(jù)采集。同時，NI-DAQmx驅動使用了一種高級的軟件架構，在底座和上位機之間建立了一條雙緩沖數(shù)據(jù)傳輸鏈路，可以實現(xiàn)多條雙向連續(xù)波形的傳輸。與此同時，還會監(jiān)視網(wǎng)絡上的意外延遲和網(wǎng)絡擁堵造成的傳輸暫時中斷，自動做出調(diào)整以維持數(shù)據(jù)的傳輸。這所有的工作都是驅動程序自動進行的，不需要用戶參與，從而可以使用戶能夠將注意力集中在測量系統(tǒng)上而不是網(wǎng)絡通訊上。

圖5. NI專利的信號數(shù)據(jù)流傳輸技術實現(xiàn)了基于TCP/IP的多測量任務的高速雙向并行數(shù)據(jù)流傳輸

了解更多關于NI CompactDAQ技術

一種驅動，多種數(shù)據(jù)總線

由于認識到測量系統(tǒng)需求的多樣性，NI已經(jīng)開發(fā)了一套獨立于PC總線技術的數(shù)據(jù)采集軟件架構，用戶使用同一套NI-DAQmx驅動軟件，就可以于PCI、PCIe、PXI、PXIe、USB、以太網(wǎng)和Wi-Fi等多種總線上的NI數(shù)據(jù)采集硬件進行通訊獲取數(shù)據(jù)。用戶為USB接口的NI CompactDAQ系統(tǒng)開發(fā)的軟件，不需要進行任何修改就可以直接用于以太網(wǎng)接口的NI CompactDAQ系統(tǒng)上。此外，NI-DAQmx驅動的API能夠兼容多種編程平臺，用戶可以使用LabVIEW、C/C++、C#或微軟VB.NET等編程工具對NI CompactDAQ進行編程。

圖6. NI-DAQmx驅動軟件對采集硬件的接口進行了抽象，抽象后的驅動API可以實現(xiàn)對多種數(shù)據(jù)采集總線的訪問

了解更多在NI LabVIEW下使用NI CompactDAQ

更多關于NI CompactDAQ

• NI 數(shù)據(jù)采集技巧講解系列課堂
• 了解NI 數(shù)據(jù)采集更多內(nèi)容
• NI CompactDAQ技術資料