數據記錄基于PC的突出優(yōu)勢

最早記錄數據的形式是手工測量，將數據記錄到書(shū)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幫助數據記錄的過(guò)程實(shí)現了自動(dòng)化，它能夠機械地將測量結果記錄到紙上。雖然仍有其不足，但是帶狀圖記錄儀相對人工記錄來(lái)說(shuō)無(wú)疑是一大飛躍。

如今，數據記錄器(或無(wú)紙圖表記錄器)已經(jīng)成為最為普及的數據記錄的方式。數據記錄器是獨立的儀器，可以測量信號，將其轉化為數字數據，并將數據存儲于內部。很多數據記錄器具有內置的顯示功能，并可將數據傳輸到PC，用于離線(xiàn)分析、永久性存儲，或報告生成。

PC出現不久，就開(kāi)始用于數據記錄了。然而，那些早期的基于PC的數據記錄器需要特殊的軟硬件來(lái)執行記錄功能。那個(gè)時(shí)期的PC的標準接口對高速數據采集來(lái)說(shuō)太慢了。當時(shí)的測試與數據采集設備制造商惠普公司開(kāi)發(fā)了HPIB接口總線(xiàn)，以繞過(guò)早期PCs緩慢的I/O接口。隨著(zhù)大部分的設備制造商采用了HPIB，它很快變成通用接口總線(xiàn)(GPIB)，后來(lái)被采納為IEEE 標準，即IEEE-488。而PC處理能力的限制使PC只是徒有其名的數據記錄器。在原始數據被獲取后，緊隨其后的處理過(guò)程才能創(chuàng )建有用的信息。

隨著(zhù)基于PC的測量設備處理能力的增強，設備的用途也增加了?，F在，PC已經(jīng)變成基于PC的數據記錄器系統的一部分。數據記錄軟件使用高性能的PC處理器、硬盤(pán)驅動(dòng)器、顯示器以及I/O總線(xiàn)來(lái)增加記錄數據之外的其他特性。今天的基于PC的數據記錄器具有實(shí)時(shí)可視化、在線(xiàn)分析、用戶(hù)定義功能、太字節的數據存儲，以及網(wǎng)絡(luò )連接與協(xié)同能力五大優(yōu)勢。

實(shí)時(shí)可視化

傳統的單機數據記錄器是純粹的獲取裝置，只能將數據記錄到存儲器。在數據可用前，技術(shù)人員需要將其從記錄器傳輸到PC。在早期的系統中，這意味著(zhù)需要手動(dòng)將數據鍵入計算機。后來(lái)的系統允許技術(shù)人員利用通信電纜下載數據。一旦數據被存入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(dòng)化測量。利用一個(gè)NI的四通道模擬輸入模塊，通過(guò)一個(gè)USB端口連接到PC。

由于基于PC的數據采集系統總是與PC相連，在線(xiàn)測量結果可以接近實(shí)時(shí)地顯示在PC顯示器上，使結果立刻可見(jiàn)。一些編程環(huán)境，例如NI LabVIEW，允許用戶(hù)創(chuàng )建自定義界面來(lái)控制測量設備并顯示結果。使用LabVIEW創(chuàng )建用戶(hù)界面非常簡(jiǎn)單，只需在編程窗口中拖放控件與圖表。

在線(xiàn)分析

單機數據記錄器一般獲取原始的，未經(jīng)過(guò)濾的數據。然而，大部分情況下，數據必須經(jīng)過(guò)處理或者調理才可用。數據調理可以有很多種形式，從簡(jiǎn)單的過(guò)濾到快速傅里葉變換的應用。由于早期系統的速度緩慢，從獲取數據到數據可用于分析之間存在著(zhù)時(shí)間延遲的情況。

通過(guò)LabVIEW 3D傳感器映射，將3D 模型對應至分析資料，形象化地顯示數據

現代的PC已經(jīng)消除了這種瓶頸。多核處理器與大容量?jì)却媸菇裉斓腜C能夠在線(xiàn)執行信號調理與分析數據。分析軟件包含很多常用的數學(xué)與信號處理功能，例如微分方程、曲線(xiàn)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導，使測量的分析變得簡(jiǎn)單。

用戶(hù)定義功能

通常，傳統的數據記錄器受到供應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(mǎn)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據，或數據記錄器無(wú)法創(chuàng )建內置自定義警報。

基于PC的數據記錄器是軟件定義的設備，軟件可以很容易地定制以滿(mǎn)足特定需求。同時(shí)，也可以將警報、記錄條件、報告生成、數據顯示，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據輸出到其它工具或與其它工具共享。

NI LabVIEW 可以用來(lái)創(chuàng )建自定義報警條件，只需簡(jiǎn)單的拖放即可

太字節的數據存儲

基于PC的數據記錄器的亮點(diǎn)是它們的數據存儲能力。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(cháng)期的存儲裝置。一旦存儲器寫(xiě)滿(mǎn)，數據記錄器就不能進(jìn)行另外的讀取。

但使用基于PC的數據記錄器，存儲功能實(shí)際上變得沒(méi)有限制了。最重要的，獲得具有太字節容量的PC硬盤(pán)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也可以將其存儲內容轉存到其它設備，比如CD、DVD，或記憶棒，又或者將數據傳送到網(wǎng)絡(luò )上的另一個(gè)系統，釋放空間用于另外的測量，以繼續記錄新的數據。

網(wǎng)絡(luò )連接

PC的網(wǎng)絡(luò )通訊能力賦予基于PC的數據記錄以重大優(yōu)勢。首先，如同前面提及的，網(wǎng)絡(luò )可以將數據存儲容量提升到一個(gè)無(wú)限的水平。更重要的，它也允許從網(wǎng)絡(luò )上另一臺機器訪(fǎng)問(wèn)記錄的數據，給予從任何位置遠程監控數據記錄運行的能力。自定義警報可以發(fā)送郵件提示出現異?；蜴溄拥揭粋€(gè)網(wǎng)頁(yè)，使任

何人通過(guò)Web瀏覽器查看活動(dòng)數據。

諸如Adobe Flex Web這樣的應用，可以直接從傳感器中提取信息，用于顯示目的

持續不斷地檢驗一個(gè)需要幾天或幾周的長(cháng)期監控的應用結果是非常困難的。通過(guò)網(wǎng)絡(luò )用于遠距離觀(guān)察的遠程監控很好地解決了這個(gè)問(wèn)題。例如，NI LabVIEW 可以用來(lái)創(chuàng )建自定義報警條件，在警報條件觸發(fā)時(shí)能夠發(fā)送電子郵件。它甚至可以用來(lái)設計網(wǎng)絡(luò )服務(wù)，允許通過(guò)基于網(wǎng)絡(luò )的應用軟件直接觀(guān)察數據。通過(guò)將單機數據記錄器的數據采集與存儲功能與現代PC的存檔、分析、報告，以及顯示功能相結合，基于PC的記錄系統最終使數據記錄過(guò)程完全實(shí)現了自動(dòng)化。