一、DAQ基礎知識簡介

1、DAQ是英文Data Acquisition （數據采集）的縮寫。 數據采集（DAQ）是指測量：電壓、電流、溫度、壓力、聲音、編碼數據等電氣或物理現象的過程。

2、數據采集系統的組成：

• Input/Output Signals 原始信號—>通過傳感器
• Signal Conditioning Hardware 信號調理設備—>放大等
• Data Acquisition Hardware 數據采集設備—>數字信號模擬信號之間的互相轉化
• Application and Driver Software 應用程序和驅動軟件

3、數據采集軟件分為三類：

頂層：(1)應用軟件NI Labview

中層：(2)配置管理軟件（Measurement & Automation Explore） (3)驅動：　DAQ Assistant 、API、DriverEngine（DDL）

底層：數據采集硬件

4、系統級三大平臺

(1)、PXI平臺：PXI (PCI extensions for Instrumentation，面向儀器系統的PCI擴展) 是一種由NI公司發布的堅固的基於PC的測量和自動化平臺。PXI結合了PCI（Peripheral Component Interconnection-外圍組件互連）的電氣總線特性與CompactPCI（緊湊PCI）的堅固性、模塊化及Eurocard機械封裝的特性發展成適合於試驗、測量與數據采集場合應用的機械、電氣和軟件規範。位於最左邊的e槽插入PCI控制器。最大18槽，支持多通道多機箱同步，是大中型復雜數據采集應用的理想之選。

(2)、CDAQ平臺：CompactDAQ(緊湊數據采集系統)，提供即插即用的USB連接，8槽機箱，體積小巧，低功耗低成本。

(3)、ComactRIO平臺：兼容CDAQ平臺數據采集模塊。與其不同之處：配備實時處理器和可重配置的FPGA資源，可脫離PC機獨立運行。適用於高性能的嵌入式、分布式應用。應用領域：車載數據采集、建築狀態檢測、PID（比例（proportion）、積分（integral）、導數（derivative））控制（工業控制）等領域。

註：FPGA（Field－Programmable Gate Array），即現場可編程門陣列，它是在PAL、GAL、CPLD等可編程器件的基礎上進一步發展的產物。它是作為專用集成電路（ASIC）領域中的一種半定制電路而出現的，既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數有限的缺點。

5、傳輸總線：

(1)、基於標準總線接口的PCI數據采集卡

(2)、USB數據采集模塊

(3)、無線傳輸數據采集模塊

6、選擇硬件的參數，即考慮的因素

(1)、通道數

(2)、幅度範圍

(3)、采樣率

(4)、分辨率

(5)、其他：動態範圍、穩定時間、噪聲、通道轉化速度

分析：

采樣率：采樣頻率過低會發生混疊，無法重構原始信號。

準確的頻率表示：采樣頻率至少是輸出信號最大頻率的2倍。

準確重構波形:采樣頻率是輸入信號最大頻率的5~10倍

分辨率：

3-bit分辨率能表示8個電壓等級

16-bit分辨率能表示65536電壓等級

更高的分辨率-檢測到更小的電壓變化。

檢測聲音振動等微小變化時通常選用分辨率高達24bit數據采集產品。

二、配置管理軟件MAX（Measurement & Automation Explorer）

1、購買硬件時在驅動光盤中會附帶MAX，方便與NI硬件進行交互的配置管理軟件

2、功能：

(1)、識別和檢測NI的硬件

(2)、通過配置無需編程實現數據采集功能

(3)、在MAX中創建的數據采集任務可以自動導入LabView，並生成LabView代碼

3、選擇采集卡》鼠標右鍵》自檢：檢查板卡工作狀態是否正常

選擇采集卡》鼠標右鍵》重命名：更改默認的設備名

選擇采集卡》鼠標右鍵》設備引腳：顯示硬件設備對應的引腳地域圖，方便我們對應硬件的連線

4、選擇采集卡》中間窗口

屬性值項：顯示硬件產品序列號

設備連線項：硬件內部的連線情況。綠色：直接連線；黃色：通過子系統間接連線；白色：無法連接

5、添加仿真設備：

選擇采集卡鼠標右鍵》設備和接口》創建新NI-DAQmx設備》NI-DAQ仿真設備》例如選M系列DAQ》NI PCI 6251多功能數據采集模塊》確定。

真實物理設備為綠色，仿真設備為黃色

6、創建數據采集任務

測試面板：模擬輸入、模擬輸出、數字、計數器

選擇采集卡》創建》 將任務拖到新建的VI中》選中紫框右鍵》生成代碼》配置和範例

7、總述

(1)、MAX可以方便的跟數據采集硬件進行交互

(2)、可以無需編程實現數據采集任務

(3)、在MAX下創建的數據采集任務可以自動的轉化為LabView代碼

三、DAQ助手 Express VI（快速VI）

無需通過底層VI編程，只需通過簡單的配置就能實現應用。數據采集助手快速VI就是專用於數據采集任務的快速VI。

1、特點：簡單、方便、易用。當我們需要實現一些功能相對單一的數據采集任務時，可以使用數據采集助手快速VI

2、缺點：

(1)、功能有限，不能像DAQmx底層VI那樣靈活實現比較復雜的數據采集任務。

(2)、快速VI的執行效率要低於底層VI，在實際采集工作中不建議過多的使用快速VI，實際應用中更推薦底層VI。

四、模擬I/O與數字I/O

1、為了得到正確的測量結果，需要使用正確的連接方式。

確定正確連接方式的步驟：

（1）、確定信號源種類

（2）、選擇測量系統提供的合適的終端模式

2、三種終端模式

（1）、差分模式（Differential）：每個信號使用兩個通道；抑制共模電壓和共模噪聲

（2）、參考單端模式（RSE）：以系統地為參考進行測量；每個信號使用一個通道；不能抑制共模電壓

（3）、非參考單端模式（NRSE）：每個信號一個通道；以AISENSE為參考端進行測量；AISENSE是浮動端；不能抑制共模電壓

3、對於接地信號情況分析選擇：只有差分模式和NRSE模式可選。如果剩余通道數足夠多的話，首先推薦使用差分模式；如果想盡可能多的使用模擬通道，可以使用NRSE模式。

4、對於浮地信號：三種終端模式都可以選擇

推薦次序：差分模式—>RSE模式—>NRSE模式

5、編寫模擬輸入采集任務：

通道建立—>時鐘放置—>開始采集—>信號讀取—>清除任務

6、使用DAQmx進行數據采集

（1）、通道和任務

（2）、屬性節點：

i.設定讀寫或其他對象的屬性

ii.設定對象的屬性節點

通道、定時、觸發、讀取、寫出

在需要使用高級配置的時候會使用屬性節點。

7、帶緩沖的連續采集的程序的流程。

設定定時和緩存（DAQmx）—>開始數據采集（DAQmx）—>從緩存中返回數據（DAQmx）—>Yes OR No—>(Yes)停止數據采集（DAQmx）—>顯示錯誤

8、輸出的波形頻率：其由下面的參數決定

（1）、更新率

（2）、緩沖中的循環個數（周期數）

9、輸出信號的頻率=（周期數*更新率）/緩沖中的點數（大小）

可以通過增加周期數和更新率來提高輸出信號的頻率

（1）、使用采樣時鐘定時的連續數據輸出

（2）、使用dt參數定時的連續波形輸出

i、dt:兩個采樣之間的時間間隔，單位為秒（s）

ii、在DAQmx定時VI中，使用波形數據的dt 參數設定定時

iii、缺省為使用PC緩沖保存輸出數據

10、數字輸出功能

NI-DAQmx數字終端類型

端口(Port）:數字線的集合，一般為4/8個，端口命名： -Dev x / Port y

數字線（Line）：端口中的一條信號線。數字線命名：

-Dev x / Port y/Line a

-Dev x / Port y/Line a:b (制定多根連線)

-Dev x / Port y/Line a, -Dev x / Port y/Line b (制定多根連線)

物理通道是由：（設備名+IO類型+物理通道號）成的字符串名稱

如果省略了線號，則該端口中的所有線都會被包含進來，當某根線的線號出現在NI-DAQmx名稱中時，僅有那一根線處於被使用的狀態。

11、數字通道的數據類型；

可以建立幾種不同類型的數字信號通道

（1）、一個端口

（2）、一個數字線

（3）、幾條數字線的集合

12、數字端口輸出

創建數字輸出通道—>開始任務—>並將數據寫到相應的數字線上—>停止服務

13、名詞解釋

DAQmx ： LabVIEW用來來連接數據采集卡的驅動，通過這個驅動，可以在labview中方便的調用其API來實現對數據采集卡的輸入輸出。所以，我們使用其他廠商的數據采集卡時，如果NI的DAQmx不支持，就需要該數據采集卡自己制作的驅動。另外，DAQ可能僅僅支持數據采集部分的采集卡，其他的板卡（如電機驅動板卡）就需要用到其他與DAQmx並列的驅動包了

DAQmax ：不存在的詞。

MAX： 配置管理軟件MAX（Measurement & Automation Explorer）的簡稱

LabVIEW（一）：知識入門