数据采集的一些基础知识

功能从MIO-16E-10的一个模拟输入通道读取电压并进行换算。

　　随着数据采集硬件、计算机和软件复杂程度的增加，好的驱动软件就显得尤为重要。合适的驱动软件可以最佳地结合灵活性和高性能，同时还能极大地降低开发数据采集程序所需的时间。

　　在选择驱动软件时，需要考虑以下几个因素。

　　可以使用哪些功能？

　　控制数据采集硬件的驱动功能可被分为模拟I/O、数字I/O和计时I/O。尽管大多数驱动都具有这些基本功能，您需要明确驱动不仅仅只是对设备的数据进行存取。请确定驱动有以下功能：

　　* 在前台进行处理时可以在后台采集数据

　　* 使用可编程I/O，中断和DMA来传输数据

　　* 把数据存入硬盘和从硬盘提取数据

　　* 同时执行多个功能

　　* 集成多个数据采集设备

　　* 和信号调理设备无缝地集成

　　* 数据采集驱动的所有这些功能都包含在NI-DAQ中，它可以为用户节省大量的时间。

　　哪些操作系统可以使用驱动？

　　请确保驱动软件与您现在和未来打算使用的操作系统兼容。经过设计，驱动也应该可以在各种不同特性和功能的OS上使用。您也可能需要能在多个平台上移 植代码的灵活性，比如说从Windows PC到Macintosh。NI-DAQ可用于Windows 2000/NT/ME/9x 和 Mac OS。

　　由于您对程序无需或者只做少量改动就可以在各种硬件产品或操作系统上使用，NI-DAQ能保护您在软件上的投资。

　　您可以使用哪些编程语言来调用驱动？

　　确保可以使用您所喜欢编程语言来调用驱动，而且驱动能在您的开发环境中很好地工作。如Visual Basic这样的编程语言，具有事件驱动的开发环境，为程序的开发提供了各种控件。如果您在Visual Basic环境中开发程序，确保驱动具有能适合这种开发语言编程方式的自定义控件，如NI-DAQ中的控件。

　　您是否能通过软件来使用所需要的硬件功能？

　　当用户购买数据采集硬件并通过软件来使用硬件时，常会发现所需要的硬件功能不能由软件来调用处理。如果硬件和软件由不同的厂商开发，就经常会出现这种问题。NI-DAQ驱动软件可以调用NI数据采集硬件产品功能表中所有的功能。

　　驱动是否会使性能受到限制？

　　由于驱动是一个额外的软件层，它可能会使性能受到某些限制。此外，如Windows 9x这样的操作系统也具有明显的中断延迟时间。如果处理不好，这些等待时间会严重地降低优化，所提供的采集速率能高达10 MS/s。

　　回答这些问题使您可以了解开发人员对驱动软件所做的工作。在理想的情况下，您会希望为您提供驱动软件的公司在开发数据采集软件方面和他们在开发数据采集硬件方面具有相同的实力。

　　应用软件

　　另一种对数据采集硬件编程的方法是使用应用软件。然而，即使使用应用软件，由于应用软件也使用驱动软件来控制数据采集硬件，所以您仍要了解上面所提 到的问题的答案。应用软件的优势是它为驱动软件增加了分析和显示的功能，同时它也可以把数据采集和仪器控制（GPIB、RS-232和VXI）集成在一 起。

　　为了让用户能开发出完整的仪器、采集和控制程序，NI提供了传统C编程人员使用的应用软件Measurement Studio，以及具有图形化编程方法的应用软件LabVIEW 。这些产品都有带有专用功能的附加工具包。Measurement Studio还包含能为Visual C++和Visual Basic用户提供完整仪器功能的工具。NI VI Logger是非常灵活的易用工具，它是为您的数据记录应用而专门设计的。

　　图8 NI 的VI Logger应用软件能帮助用户进行数据记录

　　开发您的系统

　　为了开发出用于测量和控制的高质量数据采集系统，您必须了解组成系统的各个部分。在所有数据采集系统的组成部分中，软件是最重要的。这是由于插入式 数据采集设备没有显示功能，软件是您和系统的唯一接口。软件提供了系统的所有信息，您也需要通过它来控制系统。软件把传感器、信号调理、数据采集硬件和分 析硬件集成为一个完整的多功能数据采集系统。

　　图9 通过LabWindows/CVI高级分析库中的信号处理功能，您可以对数据进行频谱分析、滤波和加窗操作

　　因此，在开发数据采集系统时，您要对软件进行充分评估。通过明确您系统的要求来选择硬件并确保硬件规范满足系统和您的要求。同时，仔细地选择合适的软件——无论是驱动软件或是应用软件——可以为您节省大量的开发时间和金钱。