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简化您的数据采集系统——从传感器到计算机的完全即插即用功能 简化您的数据采集系统——从传感器到计算机的完全即插即用功能  简化您的数据采集系统——从传感器到计算机的完全即插即用功能   前言  自20世纪90年月末消失以来，USB（通用串行总线）简化了键盘及鼠标等计算机外部设备的连接与安装。现在，随着USB数据采集设备的消失，开发测量系统的工程师们也可以充分利用USB即插即用的好处了。另外，20余家传感器公司依据IEEE 1451.4规定合作开发了传感器的即插即用标准，此标准大幅削减了传感器测量系统的搭建、配置及编程工作。结合使用这两种技术，工程师们可以便利地开发从传感器到计算机的即插即用数据采集（DAQ）系统，这样的组合不仅将硬件安装的时间缩至一半，还削减了应用程序的开发时间，从而极大降低了测量系统的总本钱。   USB加快了安装和配置效率  由于工程师们能轻松地将设备连接到USB，所以它成为最受欢送的计算机外部设备总线。但是，这样的连接方式为何如此简洁？首先，USB的易用性来自于设备的自动识别和安装性能。虽然每条USB总线只能有一个主机（一般是您的计算机），但是它可以同时连接多达127台设备。主机初始化并掌握全部总线通信，所以它拥有大多数协议信息。依据USB规格的规定，总线信号在一对数据线（D+和D-）上产生。在将任何一台设备插入到USB端口上之后，它的默认地址为0。在连接完毕后，设备将D+线拉到3.3 V的“高”状态。主机检测到此变化，给设备重新安排一个新地址，然后启动一个安装任务，在此任务中，它要求获得设备的各种信息，例如它的类型（集线器或具有特定功能的终端设备）等。当主机安装好了总线上的设备之后，操作系统将马上接收并安装全部需要的驱动程序，从而用户可以与该设备进展沟通。这一相对简洁的过程就是“即插即用（Plug and Play）”技术。   PCI等内部总线要求用户关机并重新开启计算机后才能安装硬件。而即插即用USB连接功能为需要频繁断开、然后重新连接硬件的便携性的用户带来极大的好处。大型工程公司常常在各个部门之间共享测量设备，这样，USB的连接力量就避开了花费大量时间安装和设定硬件，极大地便利了硬件共享。这一共享力量不仅节约了公司购置设备的费用，而且花费在安装上的时间也缩短了许多，从而节约了总本钱，并提高了效率。  图1：内置TEDS的智能传感器   传感器即插即用技术大大缩短了安装与编程时间      简化您的数据采集系统——从传感器到计算机的完全即插即用功能  IEEE标准协会最新通过的标准——IEEE 1451.4智能传感器混合模式接口，定义了一种为传统模拟传感器和鼓励源添加自我识别力量的机制，实际上就是使其成为可即插即用的传感器。IEEE 1451.4由传感器制造商、仪器及软件供给商，以及用户联合开发，定义了混合模式传感器的概念，同时供应模拟和数字接口。模拟电气接口以传统方式供应反映出物理现象的信号（例如温度、压力及重力等）。   另外，IEEE 1451.4智能TEDS传感器还供应了一个数字接口，与传感器内部的内置存储设备进展通信。此存储器包含二进制的TEDS信息，识别和描述传感器或鼓励源，例如制造商、传感器型号、序列号、测量范围、敏感度及校准数据等。   图2：可以在网上获得虚拟TEDS文档   NI对中国631家客户及潜在客户进展的讨论显示：工程师们平均花费在软硬件配置上的时间本钱占测量系统总本钱的22% 。依据以往的实践，测量系统的设定和配置需要手动输入传感器参数，例如量程、敏感度及比例系数等，以便软件可以正确地转换并解析传感器数据。现在，配备智能TEDS传感器和传感器即插即用的数据采集系统就可以自动完成配置工作，不仅将硬件与软件搭建时间缩至一半，它还提高了系统总体的集成性和牢靠性。   除了缩短设定时间之外，TEDS还缩短了工程师开发应用软件所花费的时间。若使用传统的传感器，工程师们需要花费大量的时间编制传感器标定程序。由于标定信息已知，智能TEDS传感器就可以省去这个步骤。LabVIEW传感器即插即用应用程序开发环境（如LabVIEW）可以自动导入TEDS数据，并将传感器电压换成适当的工程单位，而无需开发者的任何额外工作。对于数百个传感器安装在飞机各个位置的飞机机翼应力测试等多通道传感器应用，这些节约的安装和编程时间具有