第6章数据传输及计算机接口

1、第6章 数据传输及计算机接口 数据采集到后，要通过传输到计算机上才能进行各项处理。由于计算机接口种类繁多，所以数据传输来的接口方式也多种多样。本章中将介绍多种数据传输方式和计算机接口。6.1 数据传输的方法 从电子时代开始，数据通信中传输方式是发生了多次变革，大致从远到近是发展为越来越方便，传输速率越来越快，价格也是越来越低。以计算机接口方式的不同为分类，目前常见的数据采集传输系统有如下几种。6.1.1 串口 串口通信是一种常用的传统数据传输方式。它用于计算机与相关配件之间的通信。串行通信方式中发送方用一条通信线，一次一个字节传送数据到接收方。由于串行通信方式的便捷性，大多数计算机都有一至两个

2、串行通信接口。所以它对应用是非常适用。现在许多GPIB仪器也都有串行接口，也有串口和GPIB转换的接口卡，可以方便的进行两者的转换。但是，串行通信的不足在于一个串行接口只能与一个设备进行通信，并且通信速度也比较慢。它的通信主要有如下两种： 1RS232 2RS4856.1.2 USB USB称为:通用序列总线，全称是Universal Serial Bus。它的最大特性为“随插即用”，也可以说是支持热拔插。USB接口适用各类操作系统，使用中不需安装特殊驱动程序，更不用繁复的设备安装过程。通过USB接口，可以方便的仪器或者设备进行随插即用，被称为目前最具有人性化的接口。USB接口被广泛应用到虚拟

3、仪器的测试行业中。它目前有两个版本，分别是USB1.1，最高传输速率是12Mbps，还有一种是USB2.0，传输速率是240Mbps。6.1.3 GPIB GPIB是数字化的并行通信总线。它有8条地线、8条数据线、3条握手线、5条控制线（ATN、SRQ、EOI、REN和IFC），总共有24条线。GPIB使用8位并行的异步通信方式。换句话来说，所有字节都是通过总线顺序传送，通信速度由最慢部分决定。由于GPIB的数据单位是1个字节，所以数据通常以ASCII码字符串的方式收发。6.1.4 网络 随着近年来网络的发展，网络数据采集传输是一种将来比较流行的方式。网络很大方便了离散的采集和处理数据，为多点

4、采集提供了最大的好处。给数据传输节省了许多资源。目前有一些数据采集卡直接可以配置好各类协议后在网络上进行数据传输。这也是今后数据传输的方向。6.2 数据传输的协议设置 数据传输协议是数据进行传输及共享时的一种共同约定。它也是通信行业的一个标准。LabVIEW中的数据传输协议有多种，这是最近为适应各种传输需要发展起来。下面将详细讲解种类协议。6.2.1 TCP TCP协议是网络通信的传输控制协议，它已经被广泛的应用。在LabVIEW中TCP VI和函数用于与TCP网络上的设备进行交互。TCP协议控件通过“函数”|“数据通信”|“协议”|“TCP”下拉列表打开。TCP控件有许多，如打开TCP连接、

5、关闭TCP连接、写入TCP数据等，如图6.1所示。6.2.2 UDP UDP是用户数据报协议。它是 ISO 参考模型中无连接的传输层协议，支持面向事务不可靠的信息传送。UDP 协议可以说是上层协议与IP 协议的接口。UDP通信协议适用运行在同一台设备上的多个应用程序的端口分辨。目前大多数网络应用技术都是在同一台机器上运行，所以计算机必须能够保证从当前计算机下载数据到目的地机器上的软件程序。同时也要保证计算机能收到正确的回复。下面以UDP的简单通信为例，讲解具体通信中的应用。6.2.3 蓝牙 蓝牙是一种低功率短距离的通信协议，它具有调整灵活的通信特点。理论上它的最高传输数据速率达1Mbps，其实

6、实际传输中的有效传输速度为721kbps，最大传输距离可达10米。在使用过程中，用户可以任意利用2.4GHz的ISM频带（医学、工业、科学）。在此频段上设立带宽为1MHz的79个信道，可以采用每秒钟切换1600次的频率方式或者滚齿方式的频谱扩散技术来实现信号的收发。一个蓝牙设备能同时与七台蓝牙设备进行通信。在有效范围内可越过障碍物进行连接，没有特别的通信视角和方向要求。支持语音、图像数据的传输。6.2.4 其它 LabVIEW中还有一些通信协议，如串口、SMTP邮件协议等。串口通信协议主要是用VISA函数和控件操作。SMTP Email VI可通过简单邮件传输协议（SMTP)发送包含附加数据和

7、文件的电子邮件。LabVIEW不支持SMTP认证。SMTP Email VI不能用来接收信息。它们的使用不是很多，也比较简单，在这里不详细讲解。6.3 数据传输和计算机接口选择的技巧 在LabVIEW中数据采集要依据现实情况而确定具体方案。那些主要因素是数据的采集速率、处理长度等。但同时要考虑到数据传输和计算机接口的问题。这些元件选择要搭配好，才能使各环节发挥良好的作用。在长期的工作中，积累经验，得出如下技巧： 确定系统总的采样精度要求，定系统采集卡A/D数。 按被测量的性质从实际中各种干扰综合考虑确定采集速率。 当上面因素确定后，再考虑数据传输方式和接口类型，确定数据采集卡类型。 移动设备的

8、检测一般使用无线传输。 快速变化的量一般采用插卡式数据采集卡。 需要与上位机检测系统方便连接的，多用USB接口通信。 对多个分散的采集点测试系统中，多用网络采集系统，这样节省电线和空间资源。6.4 小结 本章对数据从采集现场到软件的传输进行了详细的分析和讲解。同时也对在LabVIEW中怎样编程实现采集数据的获取进行了详细说明。为以后的数据采集编程打下了坚实的基础。在本章中讲解到一些计算机技术和通信技术，是本章的难点，可以结合计算机基础进行学习。第7章将对数据分析进行说明和讲解。6.5 练习题 1请列举数据传输的几种方法，并说明各自的有什么区别。 2串口中分哪几种类型？各有什么优点和缺点？ 3试试看能不能编写一个程序，对USB的