1. 数据采集基础问题

　

　　写这篇博客的主要问题是： 以前写了关于数据采集----为何使用数字输入端口不存在分频现象，而使用模拟输入端口采集数据时，

存在分频现象？ 遗憾的是，如今找不到了！

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1. 数据采集的时候会不会丢失？

　　若是软件上读取数据的循环运行得不够快时，好比100K采样率的时候，软件循环确定没有这么快，数据是否是就丢失了？

首先，咱们要清楚的是，数据采集功能是由数据采集卡来完成的，软件知识将采集到的数据收到电脑上面来，数据采集卡有自身的办法

来解决硬件采集速度快过于软件读取速度的问题。

 

　　这须要对数据采集过程当中的数据的传输做一个介绍：外部的信号进入数据采集卡后，通过各类处理转换，先进入数据采集卡自身的

缓冲区里面，缓冲区是先进先出（FIFO）的，NI采集卡应该都有板载的缓冲区，区别在于缓冲区的大小而已。而后当板载缓冲区中的数

据量到了必定的条件时，数据采集卡将缓冲区的数据上传到计算机内存中，通常以DMA（直接内存访问）方式传入的，但也能够设置为

其它方式，好比中断等。 上传数据的方式和时机能够经过DAQmx的属性节点进行设置或查看，DAQmx中默认的是使用DMA传输方式

（前提： 板载内存非空）。

 

　　数据传输方式包括：直接内存访问（DMA），中断请求（IRQ）和可编程I/O。DMA是一种DAQ板卡和PC内存间直接通信的传输

方式，再也不须要处理器的干预。  IRQ传输一般很低，只有150Kb/s,而DMA能够高达20Mb/s。IRQ传输速率与使用的系统设备相关，

如处理器速度等。

　　数据到了内存后，再由程序中的DAQmx Read.vi从内存中读入到计算机中去。这里计算机的内存要和板载缓冲区区分来，板载缓

冲区是厂商固定死的，改变不了，不会出现溢出的状况，它的空间能够很小，好比1Kbit如下，  但计算机为数据采集开辟的内存

建议是采样率的10倍左右，便是说及时DAQmx Read.vi在10秒钟都没有执行一次的话，那么就会出现内存不足以存放采集到的数据的

问题，致使数据丢失，DAQmx Read.vi就会报错。 内存中的大小能够再DAQmx Timing（Sampleclock）.vi的每通道采样输入端进

行设置。可是DAQmx会默认设置一个最小值，若是你在每通道采样输入端设置的值小于这个值的话，DAQmx会忽略你输入的这个值而

使用默认最小值。

　　不过单单将这个缓冲区设置成10倍，并不必定能保证缓冲区不会溢出，由于缓冲区的存储的数据量不但跟它的输入速度(采样率)有关

，还跟它的输出速度有关，它的输出速度就是采集程序从它里面读取的速度，因此通常在使用循环中调用DAQmxRead.vi的时候，通常

是选择多态VI中的多采样而不是单采样。

　　

　　同时将它的每通道采样数设置为-1，表示每次调用DAQmxRead.vi的时候都是将内存中的全部数据读取进来。在一些特殊状况下才将这

个输入设置为其它整数，但就得保证循环能尽快的执行，以避免缓冲区溢出。若是设置为100的话，表示每次从缓冲区中读取100个数据回

来，若是缓冲区的数据不足100个，那么就会等到够了100个后才读进来并输出，程序会在这里等待缓冲区的数据够100个才日后执行，

跟串口设置读取缓冲区字节数同样。设置为-1则不会出现等待的状况，有就读，没有就返回空数组。

 

　　因此，总结一下，为了保证数据不会失丢，要设置好内存缓冲区的大小，还要保证读取缓冲区的程序(DAQmxRead.vi)循环得尽可能快

，每一次读取的数据尽可能多。

 

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总结： 1） 数据传输到电脑内存中

 

　　

　　

　　2) 数据不丢失   设置缓存区的大小，读取缓存区的程序DAQmx Read.vi循环的尽量快。

 

 

 

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2. 数据采集时间问题

　　数据采集时间问题主要两方面。 一是每个数据点的时间，在NI的数据采集中是经过T0和dt来肯定的，T0就是开始数据采集的初始

时间，是任务开始时，数据次啊及卡读取的计算机时间，dt二个数据点之间间隔的时间，是采样率的倒数，好比1K采样率，dt就是

1/1000=0.001=1毫秒。 在施工DAQmxRead.vi的时候要选择波形输出而不是DBL输出，波形输出就带有这些信息，而DBL就只有

数据而没有时间信息了。

 

　　另外一个就是采样率设置的问题。数据采集卡的采样脉冲通常是由它的内部时钟源进行分频后获得的，因此采样率是否是很是准确，得

看时钟源是否能被整数倍地分频到指定的采样率。

 

 

　　　问题:我设置采集的采样速率为500,001Hz。若是我在Labview中用NI-DAQmx编成，如何肯定实际采样率?　

　　答：您能够用DAQmx定时属性节点来得到此信息。SamPLClk.Timebase.Rate属性提供了产生实际采样率的时基频率

(timebasefrequency)。大多数DAQ设备有两个时基频率：20MHz和100kHz。SamplClk.TimebaseDiv属性提供分频系数，用于从

时基频率分频下来到您所但愿的实际采样时钟频率。因此当您设置您的采样速率为500,001Hz，设备利用20MHz时基和分频系数39来

得到实际的采样速率20MHz/39=512,820.51Hz分频系数永远是一个整数，该整数的大小取决于您的数据采集板卡的型号。举个例

子：假设分频系数是一个16位的整数，这样20MHz时基容许您使用的全部频率均大于305.18Hz，由于一个16位整数对应的最大分频

系数为65,535。100kHz时基用于低于该频率的采样速率。进而，若是您指定的频率不能准确获得，驱动将采用最接近于您指定的采

样率且高于您所指定的采样率。

　　另外，若是确实须要指定的采样率，也能够用外部的时钟源做为采样脉冲来进行数据采集。

其实更深刻一点的话，在连续采集的应用程序中，数据采集时钟源的准确性问题就会显示出来，假设时钟源的偏差是50ppm

(百万分之五十)，即二万分之一，而一天有86400秒，若是连续运行一天的话数据采集的时钟偏差最多就会有4秒多，因此到了24

小时后就会出现波形图上的时间与计算机时间差了大概4秒左右的现象，时间越长这个偏差就可能越大，若是这个偏差不能接受的话就

须要想其它办法解决。其中一个方法是换一个更高精度的时钟源，但长时间运行的话始终仍是会有偏差的，以前用过的方法是到了0点

的时候关闭任务再从新开启，让数据采集卡与计算机从新对时。