摘?要數(shù)據(jù)采集研究的是數(shù)據(jù)信息的獲取、存儲、處理及控制。信息社會的發(fā)展，在很大程度上取決與信息與信號處理技術的先進性。本文以PCI的意義出發(fā)，討論了PCI數(shù)據(jù)采集卡在工業(yè)生產(chǎn)及其他領域中的運用。

關鍵詞PCI總線；數(shù)據(jù)采集；運用

中圖分類號TP文獻標識碼A文章編號1673-9671-(2011)071-0108-01

1PCI的意義

信息與信號處理技術的先進性是信息社會發(fā)展的一個重要標志。而研究數(shù)據(jù)信息的獲取、存儲、處理及控制等內容的數(shù)據(jù)采集就是信息科學的一個重要分支。數(shù)字信號處理技術的出現(xiàn)改變了信息與信號處理技術的整個面貌，而數(shù)據(jù)采集作為數(shù)字信號處理的必不可少的前期工作在整個數(shù)字系統(tǒng)中起到關鍵性、乃至決定性的作用，其應用已經(jīng)深入到信號處理的各個領域中。

PCI是外設部件互連標準的縮寫，它是一種不依附于某個具體處理器的局部總線。從結構上看，PCI是在CPU和原來的系統(tǒng)總線之間插入的一級總線，具體由一個橋接電路實現(xiàn)對這一層的管理，并實現(xiàn)上下之間的接口以協(xié)調數(shù)據(jù)的傳送。PCI作為一種高性能的計算機局部總線，近年來早己成為主流的計算機內部總線。當前主流PC中的PCI總線擁有33MHz工作頻率、32bit位數(shù)據(jù)位寬，和最大132MB/s的傳輸速度，非常適于一些高速外接設備與PC進行數(shù)據(jù)通信。

2PCI數(shù)據(jù)采集卡在工業(yè)生產(chǎn)中的運用

在工業(yè)生產(chǎn)中，工廠質量檢驗是質量體系中的一個重要要素。即使在現(xiàn)代質量管理中，質量檢驗也起著十分重要的作用。當今的企業(yè)競爭日益激烈，而企業(yè)競爭的核心就是技術的競爭因此，檢驗設備是提高工業(yè)生產(chǎn)工作效率的重要手段。只有檢驗的速度，提高檢驗的精度，使檢驗的操作方式更簡易，才能保證企業(yè)在競爭中立于不敗之地。

以基于數(shù)據(jù)采集卡PCI8735的檢測設備為例，PCI8735是13位的低損耗多功能數(shù)據(jù)采集卡，具有獨特的電路設計和完善的數(shù)據(jù)采集與控制功能，支持即插即用，具有FIFO的高速緩存，可靈活設定輸入類型和范圍，具有32通道單端、16路雙端模/數(shù)輸入（AI/DI）、16通道數(shù)字輸出（DO），采集速率可達500kHz。

在工業(yè)生產(chǎn)過程中，應用PC較強的數(shù)據(jù)輸入輸出功能，用模擬量輸入通道實時采集產(chǎn)品爆破時的壓力、流量信號，再用其數(shù)字量輸出控制產(chǎn)品升降、充氣、指示燈等。PCI8735數(shù)據(jù)采集板卡插在計算機主機PCI插槽內，通過PCL10168通訊電纜與外圍接口電路連接，可完成實驗裝置與計算機之間的數(shù)據(jù)通訊，構成工業(yè)運用系統(tǒng)的硬件電路。而由電源電路、信號輸入電路、濾波電路、輸出控制電路可構成工業(yè)運用系統(tǒng)的外圍電路。信號輸入電路包括壓力傳感器和質量流量計。壓力傳感器的量程為0-5KPa，對應輸出為4-20mA直流信號，質量流量計的量程為0-60l/min，對應輸出為4-20mA直流信號。濾波電路由濾波器抑制高頻干擾；隔離電路光耦隔離；控制電路采用雙光耦組成推挽式電路，并用三極管放大驅動若干個繼電器。一個系統(tǒng)的正確與否，不僅取決于系統(tǒng)的設計思想和方法，同時還取決于系統(tǒng)的抗干擾措施?？梢赃\用以下方法完成抗干擾的操作：電源干擾：用濾波器抑制高頻干擾。工業(yè)用電中含有多種高次諧波，它們很容易經(jīng)電源進入數(shù)據(jù)采集卡，從而造成數(shù)據(jù)采集錯誤。抑制空間電磁干擾：將普通的信號線換成屏蔽線，屏蔽層良好接地，使現(xiàn)場中的干擾信號不容易串入系統(tǒng)。信號傳輸通道抗干擾：用光電耦合器對系統(tǒng)輸入輸出通道從電氣上隔離開來，有效地防止干擾的侵入。在工業(yè)系統(tǒng)中，企業(yè)可通過電腦中的VB模塊文件，調用API函數(shù)，直接控制數(shù)據(jù)采集卡的工作，通過VB中的ADO控件訪問ADO數(shù)據(jù)庫，并采用先進的SQL數(shù)據(jù)庫查詢技術，從而使數(shù)據(jù)的查詢、搜索更加快捷和方便。工業(yè)生產(chǎn)過程中運用該系統(tǒng)，可降低了工業(yè)檢驗人員參與的成分，降低了工業(yè)檢驗人員的工作壓力和勞動強度，大大提高了檢驗質量。

3PCI數(shù)據(jù)采集卡的其他運用

數(shù)據(jù)采集是系統(tǒng)獲取外界信息的重要手段，被廣泛應用于狀態(tài)監(jiān)測、智能儀表、自動控制以及故障診斷等多種領域。以往大多是運用基于ISA總線的數(shù)據(jù)采集卡，這種結構傳輸速率太低，滿足不了數(shù)據(jù)高速傳輸?shù)男枨?。PCI總線具有高性能、低成本、開放性、獨立于處理器、軟件透明等許多有點，是目前極為流行的的計算機局部總線。而PCI數(shù)據(jù)采集卡的發(fā)展運用，是伴隨著硬件技術的發(fā)展而發(fā)展起來的。PCI作為局部總線，一邊與處理器和存儲器總線接口；另一邊為外設擴展提供了高速通道。33MHz、32位的PCI總線可以實現(xiàn)132MB/s的數(shù)據(jù)傳輸速率；64位的PCI總線性能加倍。在實際工作中，可以利用PCI總線將采集數(shù)據(jù)直接傳到系統(tǒng)內存，可有效解決數(shù)據(jù)的實時傳輸和存儲，為信號的實時處理提供方便。PCI總線數(shù)據(jù)采集卡還可以在Windows XP操作系統(tǒng)下，進行實時過程測控，其原理是通過WDM設備驅動程序設計的方法，使程序獲得在系統(tǒng)核心態(tài)執(zhí)行的能力，最終實現(xiàn)實時過程監(jiān)控，具有工作可靠性高，動作完成精確到位，測控軟件具有良好的易用性等優(yōu)良特質。又如，在電機控制的實際應用過程中，需要實時采集和處理電機的工作電流，實際的轉速，電樞的溫度等數(shù)據(jù)。而PCI數(shù)據(jù)采集卡在電機控制中的運用，可先將采集到的數(shù)據(jù)通過PCI總線高速傳輸?shù)街鳈C內存，然后再進行后期的分析和處理，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的高速采集與傳輸。能滿足工作中由于信號的持續(xù)時間短，需要采集的數(shù)據(jù)量大，需要很高的采集頻率進行數(shù)據(jù)采集的需要。隨著PCI總線的普及應用，基于PCI總線的采集系統(tǒng)設計有十分廣闊的前景。

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作者簡介

喻雙林，男，江漢大學，07通信班。