即插即用DAQ設(shè)備與模塊化DAQ系統(tǒng)的概念解析

數(shù)據(jù)采集（DAQ）技術(shù)在科研教育、工業(yè)制造、環(huán)境監(jiān)測、生命科學(xué)、能源和通訊等領(lǐng)域，扮演著至關(guān)重要的角色。即插即用的DAQ設(shè)備和模塊化DAQ系統(tǒng)因其各自獨(dú)特的優(yōu)勢而備受青睞。本文將探討即插即用DAQ設(shè)備和模塊化DAQ系統(tǒng)的概念，并分析它們的應(yīng)用場景。

1、即插即用的DAQ設(shè)備的概念

即插即用（Plug and Play，簡稱PnP）是一種允許用戶在使用計(jì)算機(jī)時，無需進(jìn)行復(fù)雜的配置即可將外部設(shè)備連接到計(jì)算機(jī)上的技術(shù)，計(jì)算機(jī)能夠自動識別并安裝必要的驅(qū)動程序，使得設(shè)備能夠立即投入使用。即插即用的DAQ設(shè)備，是指DAQ設(shè)備通過接口（PCI、PCIe、USB、以太網(wǎng)等）直接連入計(jì)算機(jī)或數(shù)據(jù)采集設(shè)備中,依賴計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)信號采集、處理、存儲、分析等。此類產(chǎn)品具有性能強(qiáng)、通訊穩(wěn)定，可快速部署且易于維護(hù)，且成本效益高。

2、思林杰即插即用的DAQ設(shè)備

思林杰的即插即用的DAQ產(chǎn)品有SG1227 PCIe高速采集卡和SG2168高速采集盒子。 其中，SG1227 PCIe高速采集卡是一款 8位雙通道數(shù)字化儀器，采集卡最高采樣率高達(dá) 5 GS/s模擬帶寬高達(dá) 500 MHz，其采用 PCIe 3.0 x 8接口，具有非常高的數(shù)據(jù)傳輸速率，且支持硬件、FPGA和軟件定制。但由于其需要占用主機(jī) PC中的PCIe插槽，而計(jì)算機(jī)插槽有限，能帶的設(shè)備受限，所以在多點(diǎn)多通道數(shù)據(jù)采集場景中有局限性。

SG1227 PCIe高速采集卡尤其適合 OEM應(yīng)用，如質(zhì)譜儀、激光雷達(dá)、光纖傳感、半導(dǎo)體設(shè)備檢測、激光檢測等。通用性強(qiáng)，功耗低，易于集成到各類商業(yè)、工業(yè)系統(tǒng)中。

圖1 SG1227 PCIe高速采集卡

SG2168高速采集盒子一款雙通道，具有 500 MSPS采樣率，14 bit分辨率的高速高精度數(shù)據(jù)采集設(shè)備，其模擬輸入帶寬為 200 MHz，處理器采用 Xilinx高性能 MPSoC，內(nèi)置 2G DDR4和 16G eMMC存儲，支持內(nèi)外精準(zhǔn)觸發(fā)采樣模式；同時，其支持千兆以太網(wǎng)、CAN、RS485和 RS232等豐富的通訊接口。能很好滿足單一控制和采集的場景。但在多點(diǎn)采集應(yīng)用場景下，由于缺乏同步采樣功能，無法并聯(lián)使用。

SG2168高速采集盒子

數(shù)據(jù)采集 Box廣泛應(yīng)用于新能源、無線通信、生物醫(yī)療和工業(yè)自動化等領(lǐng)域，為各行業(yè)提供關(guān)鍵的實(shí)時數(shù)據(jù)支持。

3、模塊化DAQ系統(tǒng)的概念

模塊化DAQ系統(tǒng)是一種靈活的可擴(kuò)展的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，它采用模塊化設(shè)計(jì)，支持隔離和同步采樣，用戶可根據(jù)具體需求將模塊進(jìn)行組合和配置，并安裝在獨(dú)立機(jī)箱內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)個性化的數(shù)據(jù)采集方案。一個典型的模塊化DAQ系統(tǒng)通常由機(jī)箱、控制器、各功能模塊和配套軟件組成。同時也提供USB、以太網(wǎng)等數(shù)據(jù)接口，這使得它具備了即插即用DAQ可快速部署的特性，可快速鏈接到工控機(jī)。

此類產(chǎn)品的另一個重要特征是可組網(wǎng)，即通過菊鏈鏈接（Daisy-chained）實(shí)現(xiàn)各機(jī)箱之間的數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)和時間同步。這種設(shè)計(jì)使得單個工控機(jī)能夠遠(yuǎn)程統(tǒng)一控制各個數(shù)據(jù)采集點(diǎn)，并進(jìn)行同步數(shù)據(jù)采集，表現(xiàn)出以點(diǎn)帶面的擴(kuò)展能力，可覆蓋現(xiàn)代復(fù)雜的數(shù)據(jù)采集應(yīng)用場景。例如，發(fā)電機(jī)組的數(shù)據(jù)監(jiān)測，汽車研發(fā)調(diào)試各點(diǎn)位傳感器數(shù)據(jù)采集等，均采用多組模塊化DAQ系統(tǒng)組網(wǎng)工作。

圖2菊鏈鏈接拓?fù)鋱D

圖3電機(jī)監(jiān)測與預(yù)警

圖4汽車的性能、安全性和可靠性評估

1. 思林杰模塊化sDAQ

思林杰根據(jù)市場需求推出了適應(yīng)現(xiàn)代市場的模塊化DAQ系統(tǒng)—sDAQ，也具有上述即插即用的優(yōu)點(diǎn)。 sDAQ是基于FPGA架構(gòu)的高效可定制化的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)解決方案，該方案具有模塊化設(shè)計(jì)和靈活定制的優(yōu)勢，提供十三種常規(guī)采集模塊。用戶可以直接采用需求范圍內(nèi)的現(xiàn)場模塊，或根據(jù)特定需求，在模塊庫模塊基礎(chǔ)上進(jìn)行定制，實(shí)現(xiàn)更個性化的數(shù)據(jù)采集方案，以確保系統(tǒng)和用戶的應(yīng)用場景高度契合。

思林杰有資深的FPGA和軟硬件設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，有可把控的sDAQ全套設(shè)計(jì)方案；可以在原系統(tǒng)基礎(chǔ)上，為客戶定制采集模塊，滿足個性化產(chǎn)品功能需求，并且穩(wěn)定可靠。

圖5數(shù)據(jù)采集定制樣機(jī)

圖6 I/O模塊

總之，插即用的DAQ設(shè)備和模塊化DAQ系統(tǒng)各具特色，分別適用于不同的應(yīng)用環(huán)境和需求。即插即用設(shè)備簡單易用、成本低廉，成為對配置需求簡單、追求快速部署和固定測量的用戶首選。而模塊化DAQ系統(tǒng)既能即插即用，也具有極強(qiáng)的擴(kuò)展特性，不僅支持單機(jī)箱內(nèi)多模塊的靈活組合，并且能多組機(jī)箱聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)以點(diǎn)帶面部署數(shù)據(jù)采集群組，適用于需要個性化配置、執(zhí)行復(fù)雜數(shù)據(jù)采集任務(wù)、滿足實(shí)時處理需求和長期現(xiàn)場測試的應(yīng)用場景。

從即插即用的SG1227 PCIe高速采集卡和SG2168高速采集盒子，到高度模塊化和可定制的sDAQ系統(tǒng)，思林杰不僅滿足了用戶對快速、高效數(shù)據(jù)采集的基本需求，更以技術(shù)創(chuàng)新和用戶需求為導(dǎo)向，提供了從簡單到復(fù)雜、從通用到定制的全方位數(shù)據(jù)采集解決方案。未來，思林杰將繼續(xù)為用戶帶來更多創(chuàng)新產(chǎn)品和更高質(zhì)量的服務(wù)。