基于PXIe硬件的數據采集系統設計與開發

摘 要：PXIe硬件數據設備采用PCI Express總線技術，具有較好的性能。同時，通過模塊化的組合，使得采集系統具有可擴展性。因此，該文采用C#語言，基于PXIe硬件，設計和開發一套數據采集系統。該數據采集系統具有采集通道配置、實時數據采集和歷史數據回放3種主要功能。試驗結果表明該系統可以方便和高效地采集機械設備運轉過程中的相關數據。

關鍵詞：PXIe硬件；數據采集系統；C#語言；模塊化組合；設計

中圖分類號：TP31 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2024）31-0109-04

Abstract： The PXIe hardware data device adopts PCI Express bus technology and has good performance; at the same time， through the modular combination， the acquisition system is scalable. Therefore， this paper designs and develops a data acquisition system based on PXIe hardware using C# language. The data acquisition system has three main functions： acquisition channel configuration， real-time data acquisition and historical data playback. Test results show that the system can collect relevant data during the operation of mechanical equipment conveniently and efficiently.

Keywords： PXIe hardware; data acquisition system; C# language; modular combination; design

在當前工業4.0和智能制造的大背景下，機械設備的數據采集與分析已成為提升生產效率、保障設備安全運行的關鍵。傳統的數據采集硬件種類較少，適用范圍狹小，且不具備可組合性，采集系統高度依賴采集硬件導致靈活性較低，隨著物聯網（IoT）、大數據和云計算等技術的發展，構建一個高效、智能的數據采集系統變得越來越重要。國內外已經有許多學者對數據采集系統進行了深入研究，Temple等[1]開發了一個用于佩戴式傳感器高分辨率數據采集和實時處理的模塊化開源核心系統，為數據采集系統的設計提供了新思路；Ilias等[2]建立了一個用于手術中多模態數據同步采集的模塊化系統，為臨床數據庫的建立提供了重要支持；Soto-Ocampo等[3]研究了用于旋轉機械狀態監測的低成本、高頻率數據采集系統，為振動分析和機械設備監測提供了新的解決方案。李茂泉[4]基于嵌入式的多通道數據采集系統設計，可實現對傳感器平臺或電子設備輸出的直流電信號、室內環境信息進行實時監測、采集、顯示、數據存儲等功能，但數據采集系統的可擴展性較差，無法按照需求添加后續模塊。……