1. 數據採集基礎問題

　

　　寫這篇博客的主要問題是： 以前寫了關於數據採集----爲何使用數字輸入端口不存在分頻現象，而使用模擬輸入端口採集數據時，

存在分頻現象？ 遺憾的是，如今找不到了！

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1. 數據採集的時候會不會丟失？

　　若是軟件上讀取數據的循環運行得不夠快時，好比100K採樣率的時候，軟件循環確定沒有這麼快，數據是否是就丟失了？

首先，咱們要清楚的是，數據採集功能是由數據採集卡來完成的，軟件知識將採集到的數據收到電腦上面來，數據採集卡有自身的辦法

來解決硬件採集速度快過於軟件讀取速度的問題。

 

　　這須要對數據採集過程當中的數據的傳輸做一個介紹：外部的信號進入數據採集卡後，通過各類處理轉換，先進入數據採集卡自身的

緩衝區裏面，緩衝區是先進先出（FIFO）的，NI採集卡應該都有板載的緩衝區，區別在於緩衝區的大小而已。而後當板載緩衝區中的數

據量到了必定的條件時，數據採集卡將緩衝區的數據上傳到計算機內存中，通常以DMA（直接內存訪問）方式傳入的，但也能夠設置爲

其它方式，好比中斷等。 上傳數據的方式和時機能夠經過DAQmx的屬性節點進行設置或查看，DAQmx中默認的是使用DMA傳輸方式

（前提： 板載內存非空）。

 

　　數據傳輸方式包括：直接內存訪問（DMA），中斷請求（IRQ）和可編程I/O。DMA是一種DAQ板卡和PC內存間直接通信的傳輸

方式，再也不須要處理器的干預。  IRQ傳輸一般很低，只有150Kb/s,而DMA能夠高達20Mb/s。IRQ傳輸速率與使用的系統設備相關，

如處理器速度等。

　　數據到了內存後，再由程序中的DAQmx Read.vi從內存中讀入到計算機中去。這裏計算機的內存要和板載緩衝區區分來，板載緩

衝區是廠商固定死的，改變不了，不會出現溢出的狀況，它的空間能夠很小，好比1Kbit如下，  但計算機爲數據採集開闢的內存

建議是採樣率的10倍左右，便是說及時DAQmx Read.vi在10秒鐘都沒有執行一次的話，那麼就會出現內存不足以存放採集到的數據的

問題，致使數據丟失，DAQmx Read.vi就會報錯。 內存中的大小能夠再DAQmx Timing（Sampleclock）.vi的每通道採樣輸入端進

行設置。可是DAQmx會默認設置一個最小值，若是你在每通道採樣輸入端設置的值小於這個值的話，DAQmx會忽略你輸入的這個值而

使用默認最小值。

　　不過單單將這個緩衝區設置成10倍，並不必定能保證緩衝區不會溢出，由於緩衝區的存儲的數據量不但跟它的輸入速度(採樣率)有關

，還跟它的輸出速度有關，它的輸出速度就是採集程序從它裏面讀取的速度，因此通常在使用循環中調用DAQmxRead.vi的時候，通常

是選擇多態VI中的多采樣而不是單採樣。

　　

　　同時將它的每通道採樣數設置爲-1，表示每次調用DAQmxRead.vi的時候都是將內存中的全部數據讀取進來。在一些特殊狀況下才將這

個輸入設置爲其它整數，但就得保證循環能儘快的執行，以避免緩衝區溢出。若是設置爲100的話，表示每次從緩衝區中讀取100個數據回

來，若是緩衝區的數據不足100個，那麼就會等到夠了100個後纔讀進來並輸出，程序會在這裏等待緩衝區的數據夠100個才日後執行，

跟串口設置讀取緩衝區字節數同樣。設置爲-1則不會出現等待的狀況，有就讀，沒有就返回空數組。

 

　　因此，總結一下，爲了保證數據不會失丟，要設置好內存緩衝區的大小，還要保證讀取緩衝區的程序(DAQmxRead.vi)循環得儘可能快

，每一次讀取的數據儘可能多。

 

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總結： 1） 數據傳輸到電腦內存中

 

　　

　　

　　2) 數據不丟失   設置緩存區的大小，讀取緩存區的程序DAQmx Read.vi循環的儘量快。

 

 

 

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2. 數據採集時間問題

　　數據採集時間問題主要兩方面。 一是每個數據點的時間，在NI的數據採集中是經過T0和dt來肯定的，T0就是開始數據採集的初始

時間，是任務開始時，數據次啊及卡讀取的計算機時間，dt二個數據點之間間隔的時間，是採樣率的倒數，好比1K採樣率，dt就是

1/1000=0.001=1毫秒。 在施工DAQmxRead.vi的時候要選擇波形輸出而不是DBL輸出，波形輸出就帶有這些信息，而DBL就只有

數據而沒有時間信息了。

 

　　另外一個就是採樣率設置的問題。數據採集卡的採樣脈衝通常是由它的內部時鐘源進行分頻後獲得的，因此採樣率是否是很是準確，得

看時鐘源是否能被整數倍地分頻到指定的採樣率。

 

 

　　　問題:我設置採集的採樣速率爲500,001Hz。若是我在Labview中用NI-DAQmx編成，如何肯定實際採樣率?　

　　答：您能夠用DAQmx定時屬性節點來得到此信息。SamPLClk.Timebase.Rate屬性提供了產生實際採樣率的時基頻率

(timebasefrequency)。大多數DAQ設備有兩個時基頻率：20MHz和100kHz。SamplClk.TimebaseDiv屬性提供分頻係數，用於從

時基頻率分頻下來到您所但願的實際採樣時鐘頻率。因此當您設置您的採樣速率爲500,001Hz，設備利用20MHz時基和分頻係數39來

得到實際的採樣速率20MHz/39=512,820.51Hz分頻係數永遠是一個整數，該整數的大小取決於您的數據採集板卡的型號。舉個例

子：假設分頻係數是一個16位的整數，這樣20MHz時基容許您使用的全部頻率均大於305.18Hz，由於一個16位整數對應的最大分頻

係數爲65,535。100kHz時基用於低於該頻率的採樣速率。進而，若是您指定的頻率不能準確獲得，驅動將採用最接近於您指定的採

樣率且高於您所指定的採樣率。

　　另外，若是確實須要指定的採樣率，也能夠用外部的時鐘源做爲採樣脈衝來進行數據採集。

其實更深刻一點的話，在連續採集的應用程序中，數據採集時鐘源的準確性問題就會顯示出來，假設時鐘源的偏差是50ppm

(百萬分之五十)，即二萬分之一，而一天有86400秒，若是連續運行一天的話數據採集的時鐘偏差最多就會有4秒多，因此到了24

小時後就會出現波形圖上的時間與計算機時間差了大概4秒左右的現象，時間越長這個偏差就可能越大，若是這個偏差不能接受的話就

須要想其它辦法解決。其中一個方法是換一個更高精度的時鐘源，但長時間運行的話始終仍是會有偏差的，以前用過的方法是到了0點

的時候關閉任務再從新開啓，讓數據採集卡與計算機從新對時。