北京魯科數(shù)據(jù)科技有限公司主營(yíng)：高速數(shù)據(jù)采集

高速數(shù)據(jù)采集卡軟件設(shè)計(jì)，一般具備如下架構(gòu)：

1、硬件層

PCIe高速數(shù)據(jù)采集卡。

2、系統(tǒng)層

高速數(shù)據(jù)采集卡的驅(qū)動(dòng)程序，處于操作系統(tǒng)層。運(yùn)行在操作系統(tǒng)內(nèi)核模式。我們?yōu)榭蛻籼峁┯蠸YS驅(qū)動(dòng)文件，及INF驅(qū)動(dòng)程序安裝文件。

驅(qū)動(dòng)程序主要功能是，定義了中斷模式，寄存器訪問控制等基本功能。

3、應(yīng)用層

應(yīng)用層分為API接口和應(yīng)用程序。API接口包括：驅(qū)動(dòng)API、圖形API、算法API。隨著行業(yè)深入，API庫(kù)會(huì)更加豐富，更加專業(yè)化。

驅(qū)動(dòng)API接口以動(dòng)態(tài)運(yùn)行庫(kù)DLL形式提供，DLL運(yùn)行在用戶模式的應(yīng)用層，API為用戶提供定義明晰的接口函數(shù)，便于理解，能夠充分發(fā)揮出用戶的主觀能動(dòng)性，便于用戶二次開發(fā)，創(chuàng)建屬于自己更的更專業(yè)化的應(yīng)用軟件。

圖形API，封裝了曲線圖控件。便于用戶對(duì)數(shù)據(jù)分析的曲線表示。

算法API，封裝了數(shù)據(jù)分析中常用算法，便于用戶數(shù)據(jù)分析。

如何選擇數(shù)據(jù)采集卡

基于多種接入總線接口的設(shè)備，適用于客戶的不同需求。

首先，選擇接口方式。數(shù)據(jù)采集卡的接口方式是指該卡與PC連接的總線方式，或者該卡提供的接口方式。常見的接口方式有PCI, Compact PCI,USB, PCMCIA, CAN, 無線，網(wǎng)卡；還有較老式的方式如串口UART/LPT/SPI，并口COM，ISA/EISA，PC/AT。

USB總線由于支持即插即用，傳輸速度快，攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)，成為未來的發(fā)展方向。 無線技術(shù)的飛速發(fā)展,數(shù)據(jù)傳輸速度不斷發(fā)展,給數(shù)據(jù)采集卡提供了更加方便快捷的移動(dòng)傳輸方式.通常的傳輸協(xié)議有:紅外IRDA,藍(lán)牙BLUETOOTH,NFC,GPRS,WLAN,3G,HSPDA等等. GPRS方式傳輸現(xiàn)在有很大的市場(chǎng).

第二步，確定輸入和輸出指標(biāo)。這些指標(biāo)有輸入和輸出的模擬量精度和速率,輸入和輸出的數(shù)字量電平和要求,輸入和輸出的數(shù)字傳輸協(xié)議方式. 模擬量采樣有高的精度和高速率兩個(gè)方向,有的將二者結(jié)合起來,屬于較高要求.數(shù)字量有TTL,CMOS,高壓電平等,特殊場(chǎng)合,需要光電隔離,ESD,EMI保護(hù).傳輸協(xié)議通常為UART,也有并行方式.

第三步，選擇接口協(xié)議處理器。如果你的數(shù)據(jù)采集卡不需要處理器就能夠滿足要求,你可以現(xiàn)在動(dòng)手設(shè)計(jì)了.否則,繼續(xù)努力!接下來考慮的是接口協(xié)議處理器.PCI, USB, PCMCIA, CAN, 網(wǎng)卡都有專門的接口芯片.當(dāng)然你也可以選擇FPGA加上軟件協(xié)議IP核,同樣能實(shí)現(xiàn)你的目標(biāo),但是難度很大.

第四步，選擇采集卡處理器。

第五步，選擇數(shù)據(jù)采集電路。

數(shù)據(jù)采集的技術(shù)路線

1. 有上位機(jī)系統(tǒng)的設(shè)備

其上位機(jī)系統(tǒng)往往已經(jīng)對(duì)設(shè)備層的數(shù)據(jù)進(jìn)行了采集、存儲(chǔ)，因此，對(duì)于這種有上位機(jī)系統(tǒng)的設(shè)備，我們首先選的數(shù)據(jù)采集方案就是直接從上位機(jī)系統(tǒng)中獲取設(shè)備的數(shù)據(jù)，而不是去和設(shè)備打交道。這樣就能夠把一個(gè)OT的問題（設(shè)備層的數(shù)據(jù)采集）轉(zhuǎn)化為IT的問題（兩個(gè)信息系統(tǒng)的信息集成）。

2. 基于TCP/IP通訊協(xié)議的設(shè)備

對(duì)于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)中沒有上位機(jī)系統(tǒng)的眾多設(shè)備，我們就需要從設(shè)備所支持的通訊協(xié)議角度入手，制定數(shù)采方案。

3. 基于非TCP/IP通訊協(xié)議的設(shè)備

這一類協(xié)議不屬于TCP/IP協(xié)議簇，往往在硬件接口方面就與以太網(wǎng)不兼容，比如RS-485等。因此，對(duì)于這類設(shè)備的數(shù)據(jù)采集首先需要增加網(wǎng)關(guān)，將其協(xié)議轉(zhuǎn)換為TCP/IP協(xié)議，才能接入到車間的網(wǎng)絡(luò)中并進(jìn)行協(xié)議解析。

4. 不具備通訊接口的設(shè)備

這類設(shè)備一般為老舊設(shè)備，比如那些不帶數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床。遇到這樣的設(shè)備也是一件比較頭疼的事情，我一般會(huì)建議不要做這種設(shè)備的數(shù)據(jù)采集，如果一定要做，也可以在機(jī)臺(tái)上放置一個(gè)觸摸屏之類的設(shè)備，用人工輔助的方式采集一些生產(chǎn)相關(guān)的信息。