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用于以太網的NI CompactDAQ

時間：2010-09-10 13:37:49來源：xuliyuan

導語：?擁有以太網接口的cDAQ-9188底座與擁有USB接口的cDAQ-9178底座的基本參數幾乎完全相同，兩者的唯一區別是連接數據線纜的長度不同。

與USB技術相似，運用以太網技術可以帶來更便捷、更可靠的用戶體驗。推出的NI cDAQ-9188底座增加了以太網的接口，從而將基于PC的NI CompactDAQ數據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。擁有以太網接口的cDAQ-9188底座與擁有USB接口的cDAQ-9178底座的基本參數幾乎完全相同，兩者的唯一區別是連接數據線纜的長度不同。

圖1. 具有千兆以太網接口的cDAQ-9188底座將NI CompactDAQ數據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

基于以太網的數據采集技術

相比兩個普通PC外部總線連接，以太網具有的優勢是：極長的數據電纜長度和可以利用現成的網絡設施。當測量位置的距離超過了USB電纜5米的最大長度時，以太網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部門已經將千兆以太網（IEEE 802.3ab標準）作為其企業網絡的基礎設施。使用NI CompactDAQ，用戶可以直接利用已有的網絡設施和帶寬搭建遠程或分布式測量系統。一臺上位機可以同時管理處于同一子網或多個子網的多個測試設備。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網絡訪問NI CompactDAQ

零配置網絡連接

一直以來，配置網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專業的使用者能夠更容易使用基于網絡技術的設備，以太網接口的NI CompactDAQ底座運用了零配置網絡（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：當網絡上沒有DHCP服務器時，自動設置IP地址

●DNS組播：當網絡上沒有DNS服務器時，自動發布主機名的解析

●DNS自動搜索：自動搜索網絡上的打印、數據采集等網絡服務

由于使用了Zeorconf技術，用戶只需要將NI CaompactDAQ系統直接連接到電腦或者連接到局域網上，不需要進行任何網絡設置， MAX的配置工具就能自動搜索并發現該設備。

此外，cDAQ-9188的硬件固件還內置了一個新的網頁配置接口，用戶不需要在上位機安裝任何軟件就可以通過網絡瀏覽器對其進行配置和管理。這個網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。

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

多定時引擎下的混合信號測量

以太網接口的NI CompactDAQ系統的搭配非常靈活，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、數字I/O和計數器I/O等測量任務時，最多可以同時管理硬件定時的數據傳輸流。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據中抽取低速數據情況的出現。

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

基于TCP/IP的NI信號數據流傳輸技術

為了能夠充分利用千兆網絡的帶寬，NI將用于高性能NI USB數據采集產品的專利技術——NI信號數據流傳輸技術移植為TCP/IP版本，供以太網接口的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，可以實現四個通道每通道1MS/s的16位高速數據采集。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據傳輸鏈路，可以實現多條雙向連續波形的傳輸。與此同時，還會監視網絡上的意外延遲和網絡擁堵造成的傳輸暫時中斷，自動做出調整以維持數據的傳輸。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上而不是網絡通訊上。

圖5. NI專利的信號數據流傳輸技術實現了基于TCP/IP的多測量任務的高速雙向并行數據流傳輸

一種驅動，多種數據總線

由于認識到測量系統需求的多樣性，NI已經開發了一套獨立于PC總線技術的數據采集軟件架構，用戶使用同一套NI-DAQmx驅動軟件，就可以于PCI、PCIe、PXI、PXIe、USB、以太網和Wi-Fi等多種總線上的NI數據采集硬件進行通訊獲取數據。用戶為USB接口的NI CompactDAQ系統開發的軟件，不需要進行任何修改就可以直接用于以太網接口的NI CompactDAQ系統上。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。