响应工程师需求，CompactDAQ利用USB实现快速数据采集

自PC和通讯行业七大巨头组成的USB-IF联盟于1996年公布USB 1.0规范以来，在十年间，USB技术已经经历了1.0、1.1以及2.0三个版本的演进，而且仍在持续发展之中。2005年，基于UWB的WUSB 1.0规范也由WUPG(无线USB促进组织)制定完成。如果说凭借方便灵活的连接方式，USB技术已经在PC接口上得到了广泛应用，那么今天，它正在加速进入通讯、消费电子甚至测试测量等其它领域。

NI公司不久前宣布推出一款名为CompactDAQ的模块化数据采集系统，成为USB技术涉足测试测量领域的最新例证。不过，USB仅是新系统的特性之一，其最引人注目的还是NI一向擅长的模块化概念。NI中国市场部经理朱君表示，通过将USB即插即用的简便性和模块化仪器的高性能和灵活性相结合，体积小巧、使用简便并且价格合理的NI CompactDAQ可以实现快速、精确的测量任务。

NI最新推出的高性价比便携式测试系统CompactDAQ

来自NI公司全球信号处理市场部的Brett Burger近日在上海演示了这款便于携带和实现自定义测试测量任务的数据采集系统。他指出，尽管现有的数据采集系统面向不同的应用满足了不同的系统要求，但是工程师缺乏一种同时具有灵活性和强大功能/简单易用性的数据采集设备。

“DMM方案配置简单，你可以即时得到数据，这对客户非常重要。但是其可扩展性和灵活性却相当有限。”Burger表示，“此外，PLC测试系统虽然具备适合分布式测试测量以及高可靠性的优点，但是却缺少一些高级功能，同样也缺乏灵活性。”

相比前两种方案，台式机数据采集系统则相当灵活，并能实现许多高级功能。这种方案还具有另外一个优点，那就是可以通过软件完成一些后期的数据分析任务。不过，其最令工程师所诟病的缺点却是，你必须打开电脑进行繁琐冗长的操作。

鉴于上述原因，并得益于其遍布全球各个行业的广泛用户群，NI公司就用户对下一代数据采集系统的要求进行了调查，得出了以下结论：1.为了获得更简便的配置与PC连接，为了更快地获取数据和进行采样，需要一个功能强大数据总线；2.为了满足用户与系统两方面的安全性，为了能够在同一系统中采集动态和静态信号，必须采用全新的半导体技术；3.为了具有可扩展的通道数和信号类型的附加能力，为了能够更加简便地连接传感器与信号源，应该引入模块化的数据采集概念；4.为了获得更多可扩展的分析功能，必须开发出更加灵活易用的软件。

“CompactDAQ正是根据这些需求进行开发的全新数据采集系统。”Burger表示。据悉，该系统外形尺寸为25×9×9cm，仅有传统仪器的1/5，非常便于携带。而除了外形小巧外，USB端口、高级AD转换器与隔离装置、可直接连接传感器的插入式数据采集模块以及灵活易用的软件是其主要特点。

采用USB总线似乎是NI公司对工程师的迫切需求做出的回应。Burger援引的一份由《Sensor Magazine》杂志公布的网上调查显示：在下一代数据采集系统中，用户最为青睐的总线技术依次分别为USB(30％)、无线(28%)与以太网技术(23%)。

朱君认为，较之以往的数据总线技术，USB的优势在于它极大地简化了同PC的连接：不但省去了传统GPIB和串口设备需要的接口卡，而且数据采集设备还可以更加方便地在多台PC之间切换。此外，与大多数PC的100BaseT以太网相比，USB2.0拥有高达5倍的带宽，这将赋予数据采集更少的延迟时间，加速传输。

除了USB技术，NI也一直积极地采用市场上现成即用的最新商业技术。“在组建一个数据采集系统时，我们常常需要通过线缆把独立的设备与信号调制模块和接线盒相连，并将模拟信号转为数字信号。这些中间环节带来了额外的系统成本、噪声以及误差，并可能带来系统的不稳定。”Burger表示，“CompactDAQ在每一个模块上都集成了AD转换器、信号调制器，并提供了高达2,300Vrms的隔离保护。”据悉，新的隔离装置采用ADI公司的iCoupler芯片替代了模拟光偶，不仅提高了数据传输速率和带宽，而且使模块体积更小、能耗更少、成本更低。此外，所有CompactDAQ模块还都包含了与相应模块测量功能所匹配的接线器，从而简化了传感器与信号源间的连接。

CompactDAQ采用一个模块化的构架，每一个模块上都有ADC、信号调理，以及与传感器的直接连接性能，因此用户可以根据他们不同的需求选择不同的模块，这体现了CompactDAQ很强的扩展性和灵活性。目前NI为该平台提供11种模块，未来还会有更多模块推出。值得一提的是，其数字I/O速率最高可达1MHz。

测量系统不单单指硬件，软件作用也正在变得日益重要。NI为CompactDAQ配备了包括点击式配置、记录和数据查看的简便数据记录软件NI-DAQmx。Burger现场演示了CompactDAQ的模块热插拔功能，据悉，当有新的模块插入通过USB数据线连接在电脑上的CompactDAQ时，软件会自动辨识模块，并提示用户选择配置或者记录数据。“连接一个传感器，30秒以内就可以进行数据采集。”NI的朱君表示。

Burger还演示了在CompactDAQ上同时进行高速数据输入输出，比如利用该设备读取音乐文件(即播放)时，同时进行音频采样。

CompactDAQ已被Halliburto公司选择用来对其在石油钻探平台上使用的超声黏合剂进行分析，用来检测黏合剂在高温和高压下的状况。Halliburto公司研发部高级技术主管Rick Bradshaw表示，小体积以及模块化特性是吸引他的主要原因。此外Burger介绍，CompactDAQ已被日本Honda汽车公司采用，用于汽车悬挂系统的测试。

作者: 王彦