[发明专利]在PC架构和嵌入式架构中通用的数据采集系统及控制方法

说明书

本发明提供了在PC架构和嵌入式架构中通用的数据采集系统，在PC架构和嵌入式架构中的通用模块包括：数据采集模块、文件记录模块、日志模块、时序模块、数据传输模块和人机界面模块；所述数据采集模块、文件记录模块、日志模块设置在PC架构的上位机CPU或嵌入式架构的嵌入式CPU中，所述时序模块和数据传输模块设置在FPGA中；所述嵌入式架构还包括网络通信模块。本发明还提供了在PC架构和嵌入式架构中通用的数据采集系统的控制方法。本发明基于通用化和模块化的开发理念，在PC架构和嵌入式架构中设置了通用功能模块，简化和规范了数据采集系统，保证了系统长期可靠的稳定运行，也便于系统的维护和持续优化。

技术领域

本发明涉及数据采集系统技术领域，具体地，涉及在PC架构和嵌入式架构中通用的数据采集系统及控制方法。

背景技术

基于PC技术的虚拟仪器技术近些年来迅猛发展，工业界已经有统一的硬件和驱动的架构。同时又出现了可供二次开发的嵌入式的数据采集平台。基于PC的数据采集系统结构简单、采集性能高，得到广泛的应用。与基于PC平台的采集模块与计算机一体化系统比较，嵌入式数据采集系统有以下优点：

1)可以被放置在靠近被测对象的位置，提高信号质量；

2)可以做无风扇低功耗设计，满足严酷环境的宽温及抗振高可靠运行的需求；

3)可以提供数据处理能力，实现边缘计算，降低主控计算机的负担。

基于嵌入式平台的数据采集系统具有使用方便、部署灵活、运行可靠、便于扩展等特点，在现场测试、长期监测、高可靠测试、大通道数据采集、高速数据采集等领域得到了越来越广泛的应用。

但如果能把PC架构的数据采集系统和嵌入式系统的数据采集系统使用统一的数据采集架构开发实现，则能大大提供开发效率和系统的稳定可靠性。统一的硬件和驱动架构、图形化开发语言LabVIEW的强大开发功能，已经在LabVIEW环境下可开发的嵌入式硬件越来越多。软硬件开发平台的统一，统一数采架构的实现变得可能。

同时在数据采集系统应用的开发过程中，会遇到许多重复的功能模块的开发，例如需要支持对多种输入类型(不同系统输入类型要求有区别)，数据的高效处理与系统内部传输共享，数据存储功能的定义与实现，高可靠的数据传输通信，多系统之间同步采集的实现等问题。这是数据采集系统在PC架构和嵌入式架构中通用所面临的挑战，也是研究的热点所在。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种在PC架构和嵌入式架构中通用的数据采集系统及控制方法。本发明基于通用化和模块化的开发理念，在PC架构和嵌入式架构中设置了通用功能模块，简化和规范了数据采集系统，保证了系统长期可靠的稳定运行，也便于系统的维护和持续优化。

根据本发明的一个方面，提供在PC架构和嵌入式架构中通用的数据采集系统，在PC架构和嵌入式架构中的通用模块包括：数据采集模块、文件记录模块、日志模块、时序模块、数据传输模块和人机界面模块；所述数据采集模块、文件记录模块、日志模块设置在PC架构的上位机CPU或嵌入式架构的嵌入式CPU中，所述时序模块和数据传输模块设置在FPGA中；

其中，

--所述人机界面模块用于配置数据采集系统与采集通道的信息，并向日志模块和数据采集模块发出指令，以及将从数据采集模块中获取的数据文件进行数据实时显示与分析，数据存储，以及离线数据的回放与分析；所述人机界面模块是运行于PC系统上的通用软件界面，其采集界面提供了丰富的数据显示与分析功能，并支持用户根据需要在软件界面中自定义数据的处理算法和显示布局，可以建立多个标签页、显示控件等；

--所述数据采集模块同时支持多个数据采集系统进行同步采集，用于根据人机界面模块发出的指令调用时序模块进行数据采集，以及在线实时处理数据；数据采集模块是数据采集系统的核心；