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基于PC的数据记录过程实现了自动化

时间：2010-12-02 11:12:57

关键字：自动化 PC BSP 数据记录器

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[导读] 最早记录数据的形式是手工测量，将数据记录到书面日志，并在坐标纸上绘出。到了19世纪末，带状图记录仪的出现帮助数据记录的过程实现了自动化，它能够机械地将测量结果记录到纸上。虽然仍有其不足，但是带状图记录仪

最早记录数据的形式是手工测量，将数据记录到书面日志，并在坐标纸上绘出。到了19世纪末，带状图记录仪的出现帮助数据记录的过程实现了自动化，它能够机械地将测量结果记录到纸上。虽然仍有其不足，但是带状图记录仪相对人工记录来说无疑是一大飞跃。

如今，数据记录器(或无纸图表记录器)已经成为最为普及的数据记录的方式。数据记录器是独立的仪器，可以测量信号，将其转化为数字数据，并将数据存储于内部。很多数据记录器具有内置的显示功能，并可将数据传输到PC，用于离线分析、永久性存储，或报告生成。

PC出现不久，就开始用于数据记录了。然而，那些早期的基于PC的数据记录器需要特殊的软硬件来执行记录功能。那个时期的PC的标准接口对高速数据采集来说太慢了。当时的测试与数据采集设备制造商惠普公司开发了HPIB接口总线，以绕过早期PCs缓慢的I/O接口。随着大部分的设备制造商采用了HPIB，它很快变成通用接口总线(GPIB)，后来被采纳为IEEE 标准，即IEEE-488。而PC处理能力的限制使PC只是徒有其名的数据记录器。在原始数据被获取后，紧随其后的处理过程才能创建有用的信息。

随着基于PC的测量设备处理能力的增强，设备的用途也增加了。现在，PC已经变成基于PC的数据记录器系统的一部分。数据记录软件使用高性能的PC处理器、硬盘驱动器、显示器以及I/O总线来增加记录数据之外的其他特性。今天的基于PC的数据记录器具有实时可视化、在线分析、用户定义功能、太字节的数据存储，以及网络连接与协同能力五大优势。

实时可视化

传统的单机数据记录器是纯粹的获取装置，只能将数据记录到存储器。在数据可用前，技术人员需要将其从记录器传输到PC。在早期的系统中，这意味着需要手动将数据键入计算机。后来的系统允许技术人员利用通信电缆下载数据。一旦数据被存入PC，电子制表软件或其它软件提供图表与可视化工具用于分析。

由于基于PC的数据采集系统总是与PC相连，在线测量结果可以接近实时地显示在PC显示器上，使结果立刻可见。一些编程环境，例如NI LabVIEW，允许用户创建自定义界面来控制测量设备并显示结果。使用LabVIEW创建用户界面非常简单，只需在编程窗口中拖放控件与图表。

在线分析

单机数据记录器一般获取原始的，未经过滤的数据。然而，大部分情况下，数据必须经过处理或者调理才可用。数据调理可以有很多种形式，从简单的过滤到快速傅里叶变换的应用。由于早期系统的速度缓慢，从获取数据到数据可用于分析之间存在着时间延迟的情况。

现代的PC已经消除了这种瓶颈。多核处理器与大容量内存使今天的PC能够在线执行信号调理与分析数据。分析软件包含很多常用的数学与信号处理功能，例如微分方程、曲线拟合、积分与微分、插值与外推，以及很多其它操作。这些工具的大部分使用配置向导，使测量的分析变得简单。

用户定义功能

通常，传统的数据记录器受到供应商定义的硬件和功能的限制。虽然它们能完成通用的任务，但是不一定能满足特殊的用途。例如，技术人员需要在某种特定条件下才能记录数据，或数据记录器无法创建内置自定义警报。

基于PC的数据记录器是软件定义的设备，软件可以很容易地定制以满足特定需求。同时，也可以将警报、记录条件、报告生成、数据显示，以及其它工具添加到基本的记录功能中去，扩展了软件的基本能力。灵活的文件格式允许将数据输出到其它工具或与其它工具共享。

太字节的数据存储

基于PC的数据记录器的亮点是它们的数据存储能力。单机记录器一般具有有限的存储器，常常是基于闪存或一些其它长期的存储装置。一旦存储器写满，数据记录器就不能进行另外的读取。

但使用基于PC的数据记录器，存储功能实际上变得没有限制了。最重要的，获得具有太字节容量的PC硬盘是十分寻常的，它具有足够的空间用于测量以及永久性的存储。此外，PC也可以将其存储内容转存到其它设备，比如CD、DVD，或记忆棒，又或者将数据传送到网络上的另一个系统，释放空间用于另外的测量，以继续记录新的数据。

网络连接

PC的网络通讯能力赋予基于PC的数据记录以重大优势。首先，如同前面提及的，网络可以将数据存储容量提升到一个无限的水平。更重要的，它也允许从网络上另一台机器访问记录的数据，给予从任何位置远程监控数据记录运行的能力。自定义警报可以发送邮件提示出现异常或链接到一个网页，使任何人通过Web浏览器查看活动数据。

持续不断地检验一个需要几天或几周的长期监控的应用结果是非常困难的。通过网络用于远距离观察的远程监控很好地解决了这个问题。例如，NI LabVIEW 可以用来创建自定义报警条件，在警报条件触发时能够发送电子邮件。它甚至可以用来设计网络服务，允许通过基于网络的应用软件直接观察数据。

通过将单机数据记录器的数据采集与存储功能与现代PC的存档、分析、报告，以及显示功能相结合，基于PC的记录系统最终使数据记录过程完全实现了自动化。