基于PC104总线的数据采集仪及数据分析系统

基于ＰＣＩ０４总线的数据采集仪及数据分析系统

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基于ＰＣＩ０４总线的数据采集仪及数据分析系统

房纪涛，杨慕升，张宇

（山东理工大学机械工程学院，山东淄博２５５０４９）

摘要：介绍了一种基于ＰＣＩ０４的数据采集仪，并阐述了系统软、硬件的设计思想和具体实现；同时介绍了一个适用于该数据采集仪的数据分析系统软件的设计思路。该系统是一种具有现场实时数据采集、处理功能的自动化设备。

关键词：数据采集；数据分析；ＰＣＩ０４总线

中图分类号：嗽７７

文献标识码：Ａ文章编号：１０００—８８２９（２００６）１０—００２５—０３ＤａｔａＡｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ

Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ

ａｎｄＤａｔａＡｎａｌｙｓｉｓ

Ｓｙｓｔｅｍ

Ｂａｓｅｄ

ｏｎ

ＰＣ１０４Ｂｕｓ

ＦＡＮＧｊｉ－ｔａｏ，ＹＡＮＧＭｕ－ｓｈｅｎｇ，ＺＨＡＮＧＹｕ

（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈａｎｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｚｉｂｏ２５５０４９，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｂａｓｅｄ

ｏｎ

ＰＣＩ０４ｂｕｓｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｈａｒｄｗａｒｅｂｌｏｃｋｄｉａｇｒａｍａｎｄ

ｓｏｆｔｗａｒｅｆｌｏｗｃｈａｒｔｓｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍａｒｅ

ｇｉｖｅｎ．Ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｉｎｇｔｈｉｎｋｉｎｇａｎｄｓｐｅｃｉｆｉｃｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍ

ａｒｅ

ｅｌａｂｏｒａｔｅｄ．Ｔｈｅ

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ｄａｔａａｎａｌｙｓｉｓｓｙｓｔｅｍｗｈｉｃｈｆｉｔｓｆｏｒｔｈｉｓｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｉｓ

ｅｘｐａｔｉａｔｅｄｔｏｏ．Ｔｈｉｓ

ｓｙｓｔｅｍｉｓ

ａｎ

ａｕｔｏｍａｔｉｃｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｉｔｈａｓｔｈｅｆｉｅｌｄｒｅａｌ—ｔｉｍｅｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ

ｆｕｎｃｔｉｏｎ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ；ｄａｔａａｎａｌｙｓｉｓ；ＰＣ１０４ｂｕｓ

近几年通信技术突飞猛进的发展和数据采集系统的数据直接进行过程能力分析和控制图分析，实现对的广泛应用，人们对数据采集的主要技术指标，如采样过程质量的保证。

速率、分辨率、精度、控制方式、抗干扰能力等方面，都提出了越来越高的要求。特别是用于工业现场的嵌入１

硬件部分的集成设计

式计算机的数据采集系统，由于工业现场环境的复杂ＰＣＩ０４总线数据采集仪的硬件部分的集成设计，

性和多样性，对数据采集系统的硬件和软件设计提出其中主要包括ＰＣＩ０４总线主板和ＰＣＩ０４数据采集卡了更高的要求：小型化与便携，较高抗振动冲击的能的集成连接，以及采集仪主板其他接口器件的连接。力，兼容性和散热性好，高可靠性和可维护性等。

ＰＣＩ０４总线系统采用紧固堆叠方式安装，数据采集卡本设计的基于ＰＣＩ０４总线的数据采集仪和数据和主板是堆叠方式安装，有利于设计高密度、小体积便分析系统正是一种具有现场实时数据采集、处理功能携式数据采集仪。ＰＣＩ０４总线数据采集仪的结构，如

的自动化设备。具备实时采集、自动存储、即时显示、图１所示。

即时反馈、自动传输功能，为现场数据的真实性、有效性、实时性、可用性提供了保证。这套系统的使用将会ＬＣＤ

ｌ打印机ｌ键盘Ｉ鼠标

改变制造过程质量数据检测中手工记载的费时费力，硬ＰＣＩ０４总线．

易出差错等问题。管理人员通过数据分析系统对采集

盘

低功耗主板ｌ数据口感

．一．Ｉｌ传

ＣＰＵ模块Ｉ采集卡ｌＩ器

电源Ｉ串口ｌ

ＵＳＢ

ＶＧＡ

收稿日期：２００５—１２—２６

基金项目：国家自然科学基金资助项目（５０１７５０６６）

图１数据采集仪结构图

作者简介：房纪涛（１９８０一），男，硕士研究生，山东省临沂市人，

１．１主板

主要研究方向为机械制造过程质量控制与测控技术；杨慕升数据采集仪主板采用标准ＰＣＩ０４结构低功耗３００（１９６３一），男，教授，主要研究方向为机械制造过程质量控制技

ＭＨｚ处理器的主板。ＰＣＩ０４主板结构小巧紧凑，全部术、机电一体化及数控技术；张宇（１９５０一），男，教授，主要研究

使用ＣＭＯＳ器件，整机功耗更低，开发以ＰＣＩ０４为工方向为制造过程质量控制与机械精度理论。

作平台的在艰苦环境工作的现场仪器是一个非常理想

万方数据

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的方案。

１．２数据采集卡

采集卡采用ＰＣＩ０４数据采集卡，可与ＰＣ／１０４ＣＰＵ模块系统构成一个高性能的数据采集与控制系统，结构紧凑，适于嵌人式与便携式应用．

２数据采集软件设计

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