NI与数据采集应用及优势

NI与数据采集技术议程回顾：数据采集技术与产品的发展NI数据采集的优势数据采集技术的由来：PC时代的来临半导体的摩尔效应让人们可以用到越来越廉价的计算器件PC开始走进应用的各个角落上世纪70年代-80年代如何将物理信号转换成计算机可以识别的数字信号？充分利用计算机的强大性能来分析处理实验\试验数据是人们的初衷数据采集技术的开始——ADC技术出现伴随着半导体技术发展，ADC技术和芯片涌现出来。让人们可以将物理信号转换为数字信息。ADC类型：积分型ADC压频变换型ADCΣ-ΔADC逐次逼近型ADC时至今日，ADC技术还在不断突破向高速、低功耗、高分辨率等方向演进……这些条件下，数据采集应用诞生数字信息物理世界数据采集发展——传统的数据采集应用带来的应用温度采集电压采集音频测试应力应变采集技术的发展半导体台式PCWindows涌现的产品8/12位ADISA-数据采集PCI-数据采集工控机NI1990年代E系列板卡数据采集发展——无线数据采集应用带来的应用机器状态监测设备远程监测技术的发展WIFI802.11Bluetooth移动终端涌现的产品Wireless-数据采集WSNDataDashboardNIWSN无线传感器网络数据采集发展——集成信号调理带来的应用动态测试结构测试振动台测试空气动力学测试技术的发展传感器技术光纤传感技术光纤通信技术智能化技术涌现的产品集成信号调理模块(SCExpress)光学传感解调器光学传感器NISCExpress系统数据采集卡数据采集发展至今，遍及各个应用角落生产测试实验室测量设备诊断维护基础试验大型物理测试技术的发展在不断催生数据采集产品的诞生而新的技术产品带来更多更新的应用，解决应用困难1987NUBUS1991AT/PC/XT/EISA率先扩展总线类型1993ESeries业界首款多功能板卡1997PXIDAQ引入PXI总线

2004MSeries经典多功能板卡2005USBDAQ迈向便携式应用2006CompactDAQ引入嵌入式场合2010SCExpress业界高性能典范2008Wi-FiDAQ拓展至无线应用2009XSeries继续领跑业界2012Stand-AlonecDAQ继往开来NI数据采集——跟随时代，引领技术Priceof16-BitADCPriceof12-BitADCNIPrice/IOChannelNIM系列数据采集卡GraphSource:NationalInstruments&aLeadingADCSupplierNIE系列数据采集卡NI将技术革新带来优势，惠及到应用本身提升应用性能，降低应用成本性能越来越高，单价越来越低

NI在全球数据采集产品市场中的地位

Figure2.7presentsthecompanymarketsharebyrevenuesinthedataacquisitionboards,modules&software(notincludinginterface-baseddataacquisition)market..Allothervendorshavelessthan4.8%marketshare.Source:Figure2-7:DataAcquisitionSystemsMarket:CompanyMarketSharebyRevenues(World),2005,Frost&SullivanWorldDataAcquisitionBoardsModulesSoftwareandInterface-BasedMarkets2006

NI在中国数据采集产品市场中的地位

“NationalInstruments,whichistheleadingvendorintheglobalmarket,istheleaderintheChinesemarketaswell,ascustomerspreferittoduetoitsproductrelevanceandrobustproductline”“作为在全球数据采集市场领先的NI公司，在中国市场也继续扮演着领导者的角色，这得益于它可靠的产品和丰富的产品线”Source:ChineseDAQHWandSWMarketReportbyFrost&SullivanVendor2Vendor1Vendor3Vendor4Vendor4DataAcquisitionHardwareandSoftwareMarket:CompetitiveAnalysis(China),2009市场调查来源:Frost&Sullivan NI数据采集优势1.业界最丰富的数据采集产品线充分满足不同应用的不同需求基于多种平台的400多款产品不断融合最新技术10年内售出超过5千万条I/O通道其中，NI率先提出业界最快的PXI总线和PXI数据采集系统I/O及其他模块可根据应用需要灵活选择可在不同系统中重复利用机箱及背板控制器含丰富接口显著提升数据采集系统性能广泛支持传统文本语言及环境，如VC,VB无缝集成LabVIEW和LabWindow/CVI基于成熟商业技术，1500多种模块可供选择PXI系统联盟支持支持网络化建设，和设备网络管理支持信息化操作，方便化网络传输强大的本地数据采集性能针对特定应用优化：

如风洞测试，发动机测试集成信号调理,针对各种传感器均有对应合适的模块高精度，高通道密度力,压力,扭矩,应变8通道/slot24bitADC102.4kS/s/Ch热电偶32通道/slot24bitADC加速度最高16通道/slot24bitADCIEPE激励可选AC/DC耦合

RTD20通道/slot支持2-/3-/4wire24bitADC…LVDT及其他?针对特定应用优化：提供更高稳定性

冗余、热插拔风扇以太网监控接口

直流供电冗余、热插拔电源2012年新产品：

PXIe-1066DCPXI/PXIe混合机箱99.9998%电信级可靠性针对特定应用优化：

提供更好环境兼容能力可在/certification查询所有NI产品环境认证NIPXI-1045

满足复杂电磁环境下测试，避免干扰采样技术

每通道快至200MS/s

分辨率高达24位定时同步技术NI-STC3定时与同步技术NI信号流技术校准技术NICal校准技术隔离技术，电磁兼容技术，其他等

易于和传感器连接基于多种总线标准……2.NI带给数据采集领域的技术革新举例：同步技术基于信号通过物理连线共享时钟和触发信号通过IEEE1588,GPS,IRIG-B等协议共享时间基准基于基准生成事件,触发和时钟基于时间NI数据采集系统可实现两种方式同步应用到的NI数据采集专利技术：

NI-STC3

先进的同步与定时功能

NI-MCAL

校准技术

NI-PGIA2

针对ADC优化设计的可变增益放大器举例：同步技术

实际案例：西南某单位风洞多通道测力系统时间：2012年上半年困难：

在保持采集精度同时实现精确通道间相位同步实现方法：利用NIPXIe-6674T实现同步相对精度要求：<0.05%NIPXIe-6674T实现触发与同步NIPXI-4070实现高精度采集

利用同步触发模块实现同步3.NI先进的驱动和服务——软硬件无缝连接采集多通道同步性实时测量易于连接网络发布现场环境分布式测量无线测量通用便携直连传感器高速采集高精度采集数字输出在实现不同类型应用时，除了硬件，我们还需要考虑软件的连接驱动引擎应用编程接口(API)API波形数据类型缩放虚拟通道I/O控制多态VIs配置管理器测试驱动–NI-DAQmx驱动服务应用软件NILabVIEW数据采集助手3000测试例程270分析VIsDAQAssistant逐步配置自动代码生成配置管理器Measurement&AutomationExplorer测试面板数据存储硬件配置多功能仪器控制多线程快速单点采集缓存/DMA多仪器的时钟和同步DriverEngineNI让软件与硬件无缝集成——以数据采集为例无论何种硬件无论何种硬件何种应用，API是统一的高性能数据采集USB数据采集便携式数据采集无线数据采集多功能数据采集统一的API，方便升级和维护脉动压力测量静态应变测量动态应变测量动麦克风阵列测量振动测量无论何种硬件何种应用，演示:MAX（optional）在Measurement&AutomationExplorer(MAX)中:配置数据采集设备——自检测——自校准——测试面板4.基于配置的助手工具简化开发多种模块和工具包加速应用开发内置超过1,000种信号处理与分析函数近10种射频与无线协议工具包超过200种机器视觉处理与分析函数报表生成,数据库连接更多…大型项目开发软件配置管理源代码控制丰富的内置分析函数与专业库内置千余个信号处理、分析与数学运算函数，满足各种应用中的信号处理需求。更加丰富的数据交互与用户界面多样的用户界面控件更加丰富的数据交互与用户界面丰富直观的数据表达通过数百个拖放式输入控件、图形和三维可视化