數據采集卡工作原理

應用時，數(shu)(shu)(shu)據(ju)采(cai)集(ji)系統置于被(bei)監控(kong)的(de)設備處，通(tong)過(guo)傳(chuan)感(gan)器(qi)對設備的(de)電壓或(huo)者電流信號(hao)(hao)進行采(cai)樣、保持，并送(song)入(ru)A/D轉(zhuan)換(huan)(huan)器(qi)變成數(shu)(shu)(shu)字信號(hao)(hao)，然后(hou)將該信號(hao)(hao)送(song)到FIFO中(zhong)。當FIFO中(zhong)存放的(de)數(shu)(shu)(shu)據(ju)到了一定數(shu)(shu)(shu)目時，由ARM7從FIFO中(zhong)讀出，然后(hou)通(tong)過(guo)ARM7的(de)以(yi)太(tai)網(wang)接口或(huo)者RS232送(song)給上位機。考慮到要監控(kong)的(de)設備可能會很多(duo)，所以(yi)設計(ji)了多(duo)路采(cai)集(ji)通(tong)道，他們經過(guo)模擬開關后(hou)再進入(ru)A/D轉(zhuan)換(huan)(huan)器(qi)。CPLD是整(zheng)個系統的(de)控(kong)制核心，他控(kong)制采(cai)集(ji)通(tong)道的(de)切(qie)換(huan)(huan)、A/D轉(zhuan)換(huan)(huan)器(qi)的(de)啟/停(ting)、轉(zhuan)換(huan)(huan)后(hou)的(de)數(shu)(shu)(shu)據(ju)在FIFO中(zhong)的(de)存放地址(zhi)發生器(qi)、產生中(zhong)斷請(qing)求以(yi)通(tong)知ARM7讀取存放在FIFO中(zhong)的(de)數(shu)(shu)(shu)據(ju)等。

運行時(shi)(shi)的(de)數(shu)(shu)據(ju)并送給(gei)PC機(ji)，通過運行在PC機(ji)上的(de)特定(ding)軟(ruan)件對這(zhe)(zhe)些(xie)數(shu)(shu)據(ju)進(jin)行分析(xi)，以此(ci)判斷當前運行設備的(de)狀況(kuang)，進(jin)而(er)采(cai)(cai)取(qu)相(xiang)應措施。當前常用的(de)數(shu)(shu)據(ju)采(cai)(cai)集(ji)裝置，在其系(xi)(xi)統軟(ruan)件設計中，多采(cai)(cai)用單(dan)任務順序機(ji)制。這(zhe)(zhe)樣就(jiu)存在系(xi)(xi)統安全性差的(de)問題。這(zhe)(zhe)對于(yu)穩定(ding)性、實(shi)時(shi)(shi)性要(yao)(yao)求很(hen)高(gao)的(de)數(shu)(shu)據(ju)采(cai)(cai)集(ji)裝置來說是不允(yun)許的(de)，因此(ci)有必要(yao)(yao)引入(ru)嵌(qian)入(ru)式操作系(xi)(xi)統。下(xia)面(mian)以μC/OSII為操作系(xi)(xi)統平臺，基于(yu)ARM7系(xi)(xi)列(lie)處理(li)器，對一種高(gao)性能的(de)數(shu)(shu)據(ju)采(cai)(cai)集(ji)系(xi)(xi)統開發進(jin)行探索。

該圖片由注冊用戶"健康生活"提供，版權聲明反饋

數據采集卡主要類型

在(zai)工(gong)業現場，我們(men)會(hui)安(an)裝很多(duo)的(de)各種類型的(de)傳(chuan)感器，如(ru)壓力的(de)、溫度的(de)、流(liu)量(liang)的(de)、聲音的(de)、電參數(shu)的(de)等等，受現場環境(jing)的(de)限制傳(chuan)感器信(xin)(xin)(xin)號(hao)如(ru)壓力傳(chuan)感器輸出(chu)的(de)電壓或(huo)者(zhe)電流(liu)信(xin)(xin)(xin)號(hao)不能(neng)遠(yuan)(yuan)傳(chuan)或(huo)者(zhe)因為傳(chuan)感器太(tai)多(duo)布線復雜，我們(men)就(jiu)會(hui)選用(yong)分布式或(huo)者(zhe)遠(yuan)(yuan)程的(de)采集卡（模塊）在(zai)現場把信(xin)(xin)(xin)號(hao)較高精(jing)度地轉換(huan)成數(shu)字量(liang)，然(ran)后(hou)通(tong)過(guo)各種遠(yuan)(yuan)傳(chuan)通(tong)信(xin)(xin)(xin)技術（如(ru)485、232、以太(tai)網、各種無線網絡）把數(shu)據傳(chuan)到計算機或(huo)者(zhe)其他控制器中進行處理。這(zhe)種也(ye)算作數(shu)據采集卡的(de)一(yi)種，只(zhi)是它對(dui)環境(jing)的(de)適(shi)應能(neng)力更強，可(ke)以應對(dui)各種惡劣的(de)工(gong)業環境(jing)。

如果是在比較(jiao)好的(de)現場(chang)或(huo)者實驗室，如學校的(de)實驗室，就可以使用USB/PCI這種采(cai)(cai)(cai)集卡(ka)(ka)(ka)。和常見的(de)內置采(cai)(cai)(cai)集卡(ka)(ka)(ka)不同，外(wai)置數據采(cai)(cai)(cai)集卡(ka)(ka)(ka)一般采(cai)(cai)(cai)用USB接(jie)口(kou)(kou)和1394接(jie)口(kou)(kou)，因(yin)此，外(wai)置數據采(cai)(cai)(cai)集卡(ka)(ka)(ka)主要指USB采(cai)(cai)(cai)集卡(ka)(ka)(ka)和1394采(cai)(cai)(cai)集卡(ka)(ka)(ka)。

數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)(ji)卡，絕大(da)多數(shu)集(ji)(ji)中在采(cai)集(ji)(ji)模擬(ni)(ni)量(liang)(liang)、數(shu)字量(liang)(liang)、熱(re)電(dian)(dian)阻(zu)、熱(re)電(dian)(dian)偶(ou)，其(qi)中熱(re)電(dian)(dian)阻(zu)可以認為(wei)是(shi)非電(dian)(dian)量(liang)(liang)（其(qi)實本質上還是(shi)要用(yong)電(dian)(dian)流(liu)驅動來采(cai)集(ji)(ji)）其(qi)中模擬(ni)(ni)量(liang)(liang)采(cai)集(ji)(ji)卡和數(shu)字量(liang)(liang)采(cai)集(ji)(ji)卡用(yong)得是(shi)最廣泛的。

市場(chang)上新出(chu)(chu)一(yi)種二(er)合一(yi)采集(ji)(ji)(ji)卡(ka)(ka)。二(er)合一(yi)，指的是數(shu)字(zi)模(mo)擬采集(ji)(ji)(ji)卡(ka)(ka)，AV+DV采集(ji)(ji)(ji)卡(ka)(ka)，數(shu)字(zi)、模(mo)擬二(er)合一(yi)，數(shu)字(zi)輸入輸出(chu)(chu)，模(mo)擬接口輸入(DV/AV/S-video)。

最后雖然說是采集卡，但實際(ji)應用中(zhong)經常需要它輸出(chu)控制信(xin)號。采集卡廣(guang)泛(fan)應用于(yu)安(an)防監控、教育課件錄制、大屏拼(pin)接、多(duo)媒體錄播錄像、會議錄制、虛擬演播室、虛擬現實、安(an)檢X光機(ji)、雷達圖像信(xin)號、VDR紀(ji)錄儀、醫(yi)療X光機(ji)、CT機(ji)、胃腸機(ji)、陰道(dao)鏡、工業(ye)檢測(ce)、智(zhi)能交通、醫(yi)學影(ying)像、工業(ye)監控、儀器儀表、機(ji)器視覺等(deng)領域(yu)。