实现从USB到嵌入式系统的部署简述

实现从USB到嵌入式系统的部署简述USB到嵌入式系统的部署与实现概述NIC系列平台包含超过36种测量模块和7种用于不同部署方式的机箱。根据配置的尺寸与复杂度要求，可实现由简单的4通道温度记录器到高通道数、高采样速率的控制系统。C系列模块

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目前，有超过36种C系列模块用于不同的测量应用，包括热电偶、电压、RTD、电流、电阻、应变、数字(TTL及其它)、加速度计和麦克风等。每个模块的通道数从4个到32个，以适应广泛的系统需求。针对各种特定的测量类型，C系列模块将信号调理、传感器连接与数据采集集成于模块中。这些模块可插入到任意的C系列外盒与机箱中，从而创建多种系统。通过选择所需的模块并安装于C系列系统中，我们可以实现在单一的系统中创建混合通道与测量类型。根据此项特性，C系列平台可由用户进行高度的自定制。

连接特性

所有的C系列模块均提供各种接头选择，甚至于某些模块还具有多种连接头可供选择。所有模块均不需要接线盒，这样就减少了一个部件，进一步简化了整体安装。C系列模块支持BNC、D-SUB，或RJ-50等标准连接头。如下图所示，由左至右分别为：包含螺丝固定端的8通道模块、包含BNC接头的4通道模块和包含D-Sub接头的32通道模块。包含螺丝固定终端、BNC和D-Sub连接头的C系列模块USB单模块外盒概述市场上用于数据采集的USB单模块外盒与NICompactDAQ机箱，都可以方便地对其硬件和软件进行设定。NI-DAQmx驱动程序以及所附带的LabVIEWSignalExpressLE软件，能够对插入的C系列模块进行自动检测和设定。用户仅需轻点鼠标，即可记录数据并以可自定义的显示方式来查看测量结果。除了附带的软件之外，针对各种应用，用户还可以通过LabVIEW、ANSIC、C#、VB6.0，或.NET对USB设备进行编程。用户可以利用现有的图形化和基于文本语言的示例程序，更轻松的创建代码。USB单模块外盒不需外接电源，仅需通过主计算机的USB端口来提供所有所需电源，这个特性使其成为便携式应用的理想解决方案。

C系列USB单模块外盒考虑因素并非所有的C系列模块均兼容单模块外盒。可在这里的所支持的C系列模块，找到兼容模块列表。模块型号旁的「*」号即表示单模块外盒支持该模块。适用者USB单模块外盒的适用者是那些需要最低成本的C系列解决方案、只需要少量通道、或需要高度便携性的用户(此系统可以连接到任何运行Windows的台式机的USB端口上，而且由USB端口供电)。Wi-FiDAQ设备概述NIWi-Fi数据采集（DAQ）设备结合了IEEE802.11无线以太网通信协议、传感器直连特性和LabVIEW软件的灵活性，可用于对电气、物理、机械和声学信号进行远程监测。Wi-FiDAQ设备的每条通道可以以高于50kS/s的采样率和24比特的分辨率采集数据。同时，内建有经NIST批准的128位AES加密和高级网络认证方法，从而提供商业可用的最高级别的网络安全性。由于Wi-FiDAQ设备使用NI-DAQmx驱动，用户可以使用LabVIEW和DAQ助手快速而便捷地开发出应用程序。需要了解Wi-FiDAQ设备更多信息，请访问/dataacquisition/wifi。

C系列Wi-Fi单模块外盒考虑因素与USB单模块外盒相似，不是所有的C系列模块都支持的。兼容模块的列表可以在Wi-FiDAQFAQ文档中找到。适用者Wi-FiDAQ设备对于那些不能使用有线方式进行测量的用户十分有用。如下列应用就将大大受益于无线以太网：工业远程监测、结构监测、环境监测和机器状态监测。NICompactDAQ概述NICompactDAQ平台、NIUSB技术以及NI硬件驱动为用户提供了高效地实现从单模块测量到基于WindowsXP系统的PC/IPC测量的方式，。NICompactDAQ机箱可以通过USB接口，连接到任何运行Windows操作系统的设备或计算机上，并可容纳最多8个C系列模块。所有的模块相互兼容，用户可自由组合和匹配机箱中的模块，从而建立一个有特定通道数与混合测量类型的系统。此平台通过工业标准的驱动程序——NI-DAQmx进行编写。这种API可方便地使用多种编程语言实现，包含C++、.NET、VB和LabVIEW等。若以简单易用的原则来看，大部分用NI-DAQmx编写的简单数据采集程序，均可在几分钟之内实现，即便LabVIEW初学者也是如此。

连接到小型笔记本上的NICompactDAQ考虑因素选择NICompactDAQ平台时的考虑因素包括满载时对模块采样速率级别的限制，以及机箱只提供16通道的模拟输出限制。系统的实际性能可以在CompactDAQ系统配置指南中输入模块类型和通道数来确定。需要了解更多关于CompactDAQ工作性能的信息，请查阅技术白皮书：驱动USB的三种技术。适用者NICompactDAQ平台是许多数据采集应用的理想选择，如实验室中的一般性测量、现场可用的便携式单元或作为更大型机器和处理系统中的I/O单元实现。NICompactDAQ机箱的坚固设计与小型尺寸，使之成为系统工程师在寻找OTS组件与进行个性化系统时的最爱。由于具有交流适配器和直流电源两种供电选择，机箱在电源选择上更具灵活性。许多系统甚至可以利用车用电池或小型可充电电池，进行机动车测试。NICompactRIO概述NICompactRIO除了尺寸规格与CompactDAQ相近之外，它更为NIC系列模块提供了更具灵活性与更高级的平台。虽然实现上有些许不同，但是CompactRIO系统不仅包含了CompactDAQ平台的所有功能，而且还进一步提升了性能。CompactRIO是用于C系列模块的机箱平台，但这只是相似于CompactDAQ的部分。CompactRIO不具有连接计算机的USB接口，其I/O也不是通过NI-DAQmx进行编程的。使用NICompactRIO，可将整个控制器/处理器集成到机箱上，以构建完整而独立的数据采集、处理和控制系统。平台的控制器是单独销售的，并具有硬盘、处理器速度和RAM的不同规格。此控制器并不运行于标准Windows操作系统，而是实时操作系统。由于具备实现确定行操作与高可靠性的部署，因此对于控制应用特别重要。通过将应用程序下载至控制器，可实现对这种PC类型的控制器进行全面编程。CompactRIO可在严苛的环境中进行工作。完整的CompactRIO系统包含8个C系列模块，而控制器的尺寸不超过92x92x276公分，可承受最高50g的瞬间振动，在-40~70°C的温度范围内工作。CompactRIO设计提供了快速算法，用于控制系统原型化和部署，并整合自定制与OTS的方便性。下图显示了插有4个C系列模块的4插槽CompactRIO系统。当然，CompactRIO还提供了8插槽机箱。

具备四个插槽和四个C系列模块的CompactRIO机箱不仅仅是控制器和模块：FPGA技术虽然CompactDAQ与CompactRIO之间的主要差异在于控制器，但最大的技术差异是每个CompactRIO机箱内建的FPGA(现场可编程门阵列)。来自于模块的所有I/O数据，均需要首先通过机箱背板中的FPGA。利用此技术，高级系统工程师可利用软件的灵活性，进一步自定义硬件性能。使用者可随时将FPGA代码下载到机箱，来执行原本由控制器进行的计算或操作。此功能不仅可在提升性能的同时降低处理器的负载，而且使系统工程师们能够实现各种特殊功能，如自定义的触发功能(否则只能使用定制硬件和电路设计才能实现)等。使用FPGA技术，可将任意的普通数字I/O通道转换为计数器/定时器。PID控制环可下载到FPGA而非处理器中，这意味着单点控制循环可以用灵活的软件进行设计，同时具有硬件级别的执行速度。需要了解更多NIFPGA技术，请访问LabVIEWFPGA首页。考虑因素NIDAQmx驱动中自带的用于快速配置测量的DAQ助手对于CompactRIO平台编程并不适用。此外，要对CompactRIO机箱进行编程设计，需要使用LabVIEWReal-Time与LabVIEWFPGA模块。虽然这些模块可以极大地扩展系统功能，但也会增加与CompactDAQ无关的成本。利用这些软件工具，CompactRIO不会受到CompactDAQ那样的系统限制，同时利用NI公司的软件与FPGA技术，CompactRIO可执行除了USB即插即用设定以外的所有CompactDAQ功能。适用者CompactRIO用户往往需要多种数据通信标准，如CAN、以太网络、串口或其它特殊协议。CompactRIO其它的特性包括无需PC计算的远程板载处理。这使得该解决方案更加具有便携性和稳定性。最后，相对于自己设计特殊电路，使用者通常倾向于使用CompactRIO。无需嵌入式开发知识背景，初阶和中阶的LabVIEW工程师都可以针对高级控制算法或设计原型化进行FPGA的编程设计。R系列扩展机箱概述针对需要将PC性能与功能、基于FPGA的高速控制、与内建的信号处理有机整合的应用，用户可以使用R系列板卡的扩展机箱。R系列板卡是多功能I/O卡，适用于内建有FPGA的PC/PXI总线，该FPGA与CompactRIO的FPGA相似。这种机箱有着4插槽选项，它没有板载的控制器或USB端口，而是通过电缆连接到安装在台式PC机或PXI机箱里的PCI/PXIR系列板卡的前端上。与CompactRIO相似，FPGA在电路板上，所有来自C系列模块的数据在传送到处理器/控制器前，都需要经过FPGA。借助于这个选项，用户可以使用最新的计算机处理技术和NIFPGA系统。使用R系列板卡上的多个连接头，最多可以有4个机箱连接到每个R系列板卡上——这样，在使用拥有多个R系列板卡的PXI机箱里，就可以获得大量通道数。

连接到PXI系统的扩展机箱

考虑因素在R系列扩展机箱的系统上实现LabVIEW编程，几乎与LabVIEWFPGA代码嵌入在CompactRIO系统中，同时控制器/PC上运行LabVIEW程序相同。CompactRIO的考虑因素在于硬件尺寸、坚固程度和成本。但是，基于PXI总线的系统是基于商用PC技术，有着更多的通道数量、更高的带宽、更多的模块和范围以及更为广泛的即时可用的通信标准。除了尺寸和坚固性以外，PXIR系列系统可以完成比CompactR