為您的測(cè)量應(yīng)用選擇合適的總線

了解新款面向快速PCI的X系列DAQ設(shè)備

USB

圖4。帶有直接BNC連接的USB總線供電M系列

通用串行總線（USB）最初是為了實(shí)現(xiàn)外周設(shè)備（如鍵盤與鼠標(biāo)）與PC的連接而設(shè)計(jì)。然而，在包括測(cè)量與自動(dòng)化的許多其他應(yīng)用中，它已被證明非常有用。USB提供了數(shù)據(jù)采集設(shè)備與PC之間的一種成本低廉的、易于使用的連接方式。高速USB 2.0具有最高的理論帶寬60 MB/s，該帶寬為連接在單個(gè)USB控制器上的所有設(shè)備所共享。USB設(shè)備本質(zhì)上是有時(shí)延的且非確定性的。這意味著單點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸不會(huì)嚴(yán)格如所預(yù)期的發(fā)生，因而，USB并不適合高性能控制應(yīng)用。

在另一方面，該USB總線擁有幾項(xiàng)使其相比一些傳統(tǒng)的內(nèi)部PC總線更易于使用的特性。USB設(shè)備是可熱插拔的，因此，它們免除了關(guān)閉PC以添加或刪除設(shè)備這一繁瑣步驟。該總線還具有自動(dòng)的設(shè)備檢測(cè)，這意味著用戶在插入其設(shè)備后不必手動(dòng)對(duì)其進(jìn)行配置。一旦完成了軟件驅(qū)動(dòng)程序的安裝，操作系統(tǒng)自身會(huì)檢測(cè)和安裝該設(shè)備。

察看面向USB 2.0的NI CompactDAQ傳感器系統(tǒng)

PXI平臺(tái)

圖5。PXI平臺(tái)由底板、控制器和I/O模塊組成。

面向儀器系統(tǒng)的PCI擴(kuò)展（PXI）是為了連接臺(tái)式機(jī)PC系統(tǒng)與高端VXI和GPIB系統(tǒng)之間的間隙而開發(fā)的。PXI系統(tǒng)聯(lián)盟擁有超過(guò)200家成員，維護(hù)該開放標(biāo)準(zhǔn)，并在2006年，通過(guò)了PXI Express規(guī)范，以便在PXI平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)PCI Express數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。

基于CompactPCI，PXI吸納了儀器系統(tǒng)拓展和更嚴(yán)格的系統(tǒng)層次規(guī)范，以確保面向測(cè)量與自動(dòng)化的開放性和更高的性能。PXI的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)包含通過(guò)堅(jiān)固的封裝可以承受在工業(yè)應(yīng)用中常有的惡劣環(huán)境。PXI系統(tǒng)還提供了模塊化架構(gòu)，這意味著您可以將多臺(tái)設(shè)備裝配在同一個(gè)機(jī)箱，作為單個(gè)獨(dú)立的儀器使用，而且您能夠擴(kuò)展您的系統(tǒng)，使其功能遠(yuǎn)超出具有PCI總線的PC機(jī)。PXI所提供的另一個(gè)最重要的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于其集成的定時(shí)與觸發(fā)功能。無(wú)需任何外部連接，可以利用集成在PXI底板的背板上的內(nèi)部總線，實(shí)現(xiàn)多臺(tái)設(shè)備的同步。

以太網(wǎng)

圖6。 面向C系列模塊的NI以太網(wǎng)DAQ

以太網(wǎng)幾乎是世界上每個(gè)公司網(wǎng)絡(luò)的主干網(wǎng)，故而廣泛可用。作為一種用于數(shù)據(jù)采集的總線，以太網(wǎng)非常適合在距離超過(guò)USB線纜的5米長(zhǎng)度范圍情況下，進(jìn)行便攜式測(cè)量或分布式測(cè)量。單個(gè)以太網(wǎng)線纜在需要采用集線器、交換機(jī)或中繼器之前，可以拓展至100米。這樣的距離，結(jié)合在實(shí)驗(yàn)室、辦公室和制造設(shè)施內(nèi)大量安裝的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，使得以太網(wǎng)成為遠(yuǎn)距離分布式測(cè)量的理想選擇。雖然可用的網(wǎng)絡(luò)帶寬取決于聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)量，100BASE-T（100 MB/s）以太網(wǎng)可以容納以太網(wǎng)數(shù)據(jù)采集設(shè)備。此外，千兆位以太網(wǎng)（1000BASE-T）可以容納更多來(lái)自100BASE-T網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)，以支持更大型的系統(tǒng)。

無(wú)線技術(shù)

圖7。面向C系列模塊的NI Wi-Fi DAQ

無(wú)線技術(shù)將基于PC的數(shù)據(jù)采集的靈活性和便攜性，拓展至以往難以布線的測(cè)量應(yīng)用，如風(fēng)力發(fā)電站或民用設(shè)施。無(wú)線技術(shù)通過(guò)免除了布線和安裝顯著地降低了成本。盡管如此，無(wú)線技術(shù)比其他任何數(shù)據(jù)采集總線的時(shí)延都要高，因此，不推薦要求高速控制或確定性的應(yīng)用?，F(xiàn)有許多不同的無(wú)線技術(shù)可供使用，其中，最為普及的是IEEE 802.11（Wi-Fi）。

Wi-Fi屬于最方便設(shè)置的無(wú)線技術(shù)。連接至Wi-Fi“熱點(diǎn)”與插入U(xiǎn)SB線纜非常相似。經(jīng)過(guò)在IT部門的10年使用，Wi-Fi也變得很安全。IEEE 802.11i（WPA2）是現(xiàn)今商業(yè)上可用的最嚴(yán)格的無(wú)線安全標(biāo)準(zhǔn)，具有128-位AES加密和IEEE 802.1X身份認(rèn)證。對(duì)于動(dòng)態(tài)波形信號(hào)的數(shù)據(jù)流傳輸，Wi-Fi比其他無(wú)線技術(shù)提供更高的帶寬，這使其成為機(jī)器狀況監(jiān)測(cè)和其他高速應(yīng)用的理想選擇。