1 三層通信結構介紹

三層通信系統硬件結構框圖如圖1所示。

1.1 USB通信層

起源于1995年的USB,近年來得到了飛快發展。除了作為標準外設接口應用之外,它也正在成為多種新型應用的通用連接標準,包括數據采集、測試測量等。由于USB1.1支持12 Mbps（高速）和1.5Mbps（低速）兩種速度,因此能滿足大部分工業實時測試的要求。而且,由于USB自身的特點,使得由它構成的系統具有了優勢。

采用USB構成的系統具有可擴展性。通過使用Hub擴展,可駁接多達127個外投。USB具有良好的即插即用與熱插拔特性[1],從而使由此構成的DDS儀器可以方便地增加和刪減測試單元,組成現場所需的測試儀器。

與傳統的安裝在臺式機機箱內的數據采集板卡相比,

USB接口不僅可以方便地應用于臺式計算機,而且更廣泛地應用于便攜式計算機,有利于數據采集系統小型化、便攜化,而且再也不會受計算機插槽數量、地址、中斷等資源的限制。

另外,安裝在機箱內的板卡往往會受到機箱內數據噪聲環境的干擾。與之相反,DDS TM儀器是一個獨立的模擬電路環境,具有安靜的電磁氛圍,數字噪聲極小。即使對于測量上千千瓦交流電機振動的微伏級輸入信號,也能得到干凈、精密的信號波形。

鑒于以上優點,DDS儀器采用USB通信協議與數據采集計算機通信,實現數據在桌面的匯總。隨著USB2.0的推出,USB的速率將達到480Mbps。我們相們,DDS儀器的應用前景鈄更為令人矚目。

1.2 PCM編碼的通信

USB是優秀的桌面接口技術,當它與PCM編碼通信相結合,優勢互補,就能產生一種簡單、高速、抗干擾力強并適用于無線、同軸、光纖等多種介質的遠距離數據采集系統。其基本思想是在現場測試點,將傳感器采集的模擬量數字化后進行PCM編碼,按照通信雙方約定好的協議將數據上傳。在PC機近端有一個雙向的PCM編碼與USB的轉換接口,利用這個轉換接口接收數據并通過USB接口傳輸至PC機進行分析。而主機向設備發送控制信息的過程正好相反,數據通過轉換接口以PCM編碼的形成再向遠端傳輸。

1.3 以太網通信層

一個大型測試項目通常由多個測試科目組成,每個科目又有多臺DDS儀器。在進行實時數據處理時,將可能有多個數據處理工作站按照各自的要求,從不同的DDS儀器上取得信號數據流。以太網正是為測試信號的數據綜合提供了最方便的方法。