最早記錄數(shù)據(jù)的形式是手工測量,,將數(shù)據(jù)記錄到書面日志,并在坐標紙上繪出。到了19世紀末,,帶狀圖記錄儀的出現(xiàn)幫助數(shù)據(jù)記錄的過程實現(xiàn)了自動化,,它能夠機械地將測量結(jié)果記錄到紙上。雖然仍有其不足,,但是帶狀圖記錄儀相對人工記錄來說無疑是一大飛躍,。
如今,數(shù)據(jù)記錄器(或無紙圖表記錄器)已經(jīng)成為最為普及的數(shù)據(jù)記錄的方式,。數(shù)據(jù)記錄器是獨立的儀器,,可以測量信號,將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字數(shù)據(jù),,并將數(shù)據(jù)存儲于內(nèi)部,。很多數(shù)據(jù)記錄器具有內(nèi)置的顯示功能,并可將數(shù)據(jù)傳輸?shù)?a class="innerlink" href="http://forexkbc.com/tags/PC" title="PC" target="_blank">PC,,用于離線分析,、永久性存儲,或報告生成,。
PC出現(xiàn)不久,,就開始用于數(shù)據(jù)記錄了。然而,,那些早期的基于PC的數(shù)據(jù)記錄器需要特殊的軟硬件來執(zhí)行記錄功能,。那個時期的PC的標準接口對高速數(shù)據(jù)采集來說太慢了。當時的測試與數(shù)據(jù)采集設(shè)備制造商惠普公司開發(fā)了HPIB接口總線,,以繞過早期PCs緩慢的I/O接口,。隨著大部分的設(shè)備制造商采用了HPIB,它很快變成通用接口總線(GPIB),,后來被采納為IEEE 標準,,即IEEE-488。而PC處理能力的限制使PC只是徒有其名的數(shù)據(jù)記錄器,。在原始數(shù)據(jù)被獲取后,,緊隨其后的處理過程才能創(chuàng)建有用的信息。
隨著基于PC的測量設(shè)備處理能力的增強,,設(shè)備的用途也增加了?,F(xiàn)在,PC已經(jīng)變成基于PC的數(shù)據(jù)記錄器系統(tǒng)的一部分,。數(shù)據(jù)記錄軟件使用高性能的PC處理器、硬盤驅(qū)動器,、顯示器以及I/O總線來增加記錄數(shù)據(jù)之外的其他特性,。今天的基于PC的數(shù)據(jù)記錄器具有實時可視化、在線分析、用戶定義功能,、太字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲,,以及網(wǎng)絡(luò)連接與協(xié)同能力五大優(yōu)勢。
實時可視化
傳統(tǒng)的單機數(shù)據(jù)記錄器是純粹的獲取裝置,,只能將數(shù)據(jù)記錄到存儲器,。在數(shù)據(jù)可用前,技術(shù)人員需要將其從記錄器傳輸?shù)絇C,。在早期的系統(tǒng)中,,這意味著需要手動將數(shù)據(jù)鍵入計算機。后來的系統(tǒng)允許技術(shù)人員利用通信電纜下載數(shù)據(jù),。一旦數(shù)據(jù)被存入PC,,電子制表軟件或其它軟件提供圖表與可視化工具用于分析。
圖1:NI軟硬件幫助筆記本電腦輕松捕獲自動化測量,。利用一個NI的四通道模擬輸入模塊,,通過一個USB端口連接到PC。
由于基于PC的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)總是與PC相連,,在線測量結(jié)果可以接近實時地顯示在PC顯示器上,,使結(jié)果立刻可見。一些編程環(huán)境,,例如NI LabVIEW,,允許用戶創(chuàng)建自定義界面來控制測量設(shè)備并顯示結(jié)果。使用LabVIEW創(chuàng)建用戶界面非常簡單,,只需在編程窗口中拖放控件與圖表,。
在線分析
單機數(shù)據(jù)記錄器一般獲取原始的,未經(jīng)過濾的數(shù)據(jù),。然而,,大部分情況下,數(shù)據(jù)必須經(jīng)過處理或者調(diào)理才可用,。數(shù)據(jù)調(diào)理可以有很多種形式,,從簡單的過濾到快速傅里葉變換的應(yīng)用。由于早期系統(tǒng)的速度緩慢,,從獲取數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)可用于分析之間存在著時間延遲的情況,。
通過LabVIEW 3D傳感器映射,將3D 模型對應(yīng)至分析資料,,形象化地顯示數(shù)據(jù)
現(xiàn)代的PC已經(jīng)消除了這種瓶頸,。多核處理器與大容量內(nèi)存使今天的PC能夠在線執(zhí)行信號調(diào)理與分析數(shù)據(jù)。分析軟件包含很多常用的數(shù)學(xué)與信號處理功能,,例如微分方程,、曲線擬合,、積分與微分、插值與外推,,以及很多其它操作,。這些工具的大部分使用配置向?qū)В箿y量的分析變得簡單,。
用戶定義功能
通常,,傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄器受到供應(yīng)商定義的硬件和功能的限制。雖然它們能完成通用的任務(wù),,但是不一定能滿足特殊的用途,。例如,技術(shù)人員需要在某種特定條件下才能記錄數(shù)據(jù),,或數(shù)據(jù)記錄器無法創(chuàng)建內(nèi)置自定義警報,。
基于PC的數(shù)據(jù)記錄器是軟件定義的設(shè)備,軟件可以很容易地定制以滿足特定需求,。同時,,也可以將警報、記錄條件,、報告生成,、數(shù)據(jù)顯示,以及其它工具添加到基本的記錄功能中去,,擴展了軟件的基本能力,。靈活的文件格式允許將數(shù)據(jù)輸出到其它工具或與其它工具共享。
NI LabVIEW 可以用來創(chuàng)建自定義報警條件,,只需簡單的拖放即可
太字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲
基于PC的數(shù)據(jù)記錄器的亮點是它們的數(shù)據(jù)存儲能力,。單機記錄器一般具有有限的存儲器,常常是基于閃存或一些其它長期的存儲裝置,。一旦存儲器寫滿,,數(shù)據(jù)記錄器就不能進行另外的讀取。
但使用基于PC的數(shù)據(jù)記錄器,,存儲功能實際上變得沒有限制了,。最重要的,獲得具有太字節(jié)容量的PC硬盤是十分尋常的,,它具有足夠的空間用于測量以及永久性的存儲,。此外,PC也可以將其存儲內(nèi)容轉(zhuǎn)存到其它設(shè)備,,比如CD,、DVD,或記憶棒,,又或者將數(shù)據(jù)傳送到網(wǎng)絡(luò)上的另一個系統(tǒng),,釋放空間用于另外的測量,,以繼續(xù)記錄新的數(shù)據(jù)。
網(wǎng)絡(luò)連接
PC的網(wǎng)絡(luò)通訊能力賦予基于PC的數(shù)據(jù)記錄以重大優(yōu)勢,。首先,如同前面提及的,,網(wǎng)絡(luò)可以將數(shù)據(jù)存儲容量提升到一個無限的水平,。更重要的,它也允許從網(wǎng)絡(luò)上另一臺機器訪問記錄的數(shù)據(jù),,給予從任何位置遠程監(jiān)控數(shù)據(jù)記錄運行的能力,。自定義警報可以發(fā)送郵件提示出現(xiàn)異常或鏈接到一個網(wǎng)頁,,使任何人通過Web瀏覽器查看活動數(shù)據(jù),。
諸如Adobe Flex Web這樣的應(yīng)用,可以直接從傳感器中提取信息,,用于顯示目的
持續(xù)不斷地檢驗一個需要幾天或幾周的長期監(jiān)控的應(yīng)用結(jié)果是非常困難的,。通過網(wǎng)絡(luò)用于遠距離觀察的遠程監(jiān)控很好地解決了這個問題。例如,,NI LabVIEW 可以用來創(chuàng)建自定義報警條件,,在警報條件觸發(fā)時能夠發(fā)送電子郵件。它甚至可以用來設(shè)計網(wǎng)絡(luò)服務(wù),,允許通過基于網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用軟件直接觀察數(shù)據(jù),。
通過將單機數(shù)據(jù)記錄器的數(shù)據(jù)采集與存儲功能與現(xiàn)代PC的存檔、分析,、報告,,以及顯示功能相結(jié)合,基于PC的記錄系統(tǒng)最終使數(shù)據(jù)記錄過程完全實現(xiàn)了自動化,。