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一. 項(xiàng)目背景

 測控系統(tǒng)是一種用于測量和控制物理量的系統(tǒng)，其中包括傳感器、轉(zhuǎn)換器、信號(hào)處理器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備和控制器等組件。廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化生產(chǎn)線、實(shí)驗(yàn)室測量、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療設(shè)備、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域。主要功能包括測量和記錄各種物理量，例如溫度、壓力、流量、速度、振動(dòng)等，實(shí)時(shí)或離線處理采集到的數(shù)據(jù)，并將其顯示出來。根據(jù)預(yù)先設(shè)定的參數(shù)對(duì)被測對(duì)象進(jìn)行控制，例如開啟或關(guān)閉某個(gè)設(shè)備，調(diào)節(jié)某個(gè)參數(shù)等。

以USB采集卡作為數(shù)據(jù)采集設(shè)備，可以直接連接電腦的USB接口，在上位機(jī)上監(jiān)控采集到的數(shù)據(jù)。在實(shí)際應(yīng)用中，由于某些原因，實(shí)驗(yàn)裝置與檢測臺(tái)會(huì)有一段距離，如兩者相距100米左右，數(shù)據(jù)傳輸為遠(yuǎn)距離傳輸。本文采取光纖線纜傳輸數(shù)據(jù)作為解決方案，并且保證傳輸信號(hào)的準(zhǔn)確。

一. 解決方案

光纖傳輸：即以光導(dǎo)纖維為介質(zhì)進(jìn)行的數(shù)據(jù)、信號(hào)傳輸。光導(dǎo)纖維，不僅可用來傳輸模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)，而且可以滿足視頻傳輸?shù)男枨蟆９饫w傳輸一般使用光纜進(jìn)行，單根光導(dǎo)纖維的數(shù)據(jù)傳輸速率能達(dá)幾Gbps，在不使用中繼器的情況下，傳輸距離能達(dá)幾十公里。

光纖傳輸優(yōu)點(diǎn)如下：

1. 靈敏度高，不受電磁噪聲之干擾。

2. 體積小、重量輕、壽命長、價(jià)格低廉。

3. 絕緣、耐高壓、耐高溫、耐腐蝕，適于特殊環(huán)境之工作。

4. 幾何形狀可依環(huán)境要求調(diào)整，訊號(hào)傳輸容易。

5. 高帶寬，通訊量大衰減小，傳輸距離遠(yuǎn)。

6. 訊號(hào)串音小，傳輸質(zhì)量高。

7. 保密性高。

8. 便于敷設(shè)及搬運(yùn)原料

二. 涉及產(chǎn)品

采用USB8814動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集卡，將采集卡USB數(shù)據(jù)線連接至USB3.0SuperTT適配器，適配器外接電源。適配器另一端連接有源純光光纖數(shù)據(jù)延長線，通過光線數(shù)據(jù)延長線連接至電腦USB端口，搭建USB采集系統(tǒng)在上位機(jī)上進(jìn)行監(jiān)測。

系統(tǒng)所需硬件如下所示：

USB8814動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集卡；

USB3.0 純光有源光纖數(shù)據(jù) EPGUP13-A0A0；

USB3.0SuperTT適配器 EPU3D02AR

圖1 USB8814動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集卡

USB8814動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集卡技術(shù)參數(shù)如下：

AD：USB3.0總線，8通道偽差分同步信號(hào)輸入  每通道204.8KS/s  24位 4K字FIFO，量程：±11V、±5.5V、±2.2V、±1.1V； 每通道集成獨(dú)立的IEPE激勵(lì)源，可實(shí)現(xiàn)加速度傳感器及麥克風(fēng)等相關(guān)的信號(hào)調(diào)理；

軟件自動(dòng)校準(zhǔn)；耦合方式為直流、交流；采集模式為按需單點(diǎn)采樣、有限點(diǎn)采樣、連續(xù)采樣；最高工作電壓為±11.2V；保護(hù)電壓為±12V；觸發(fā)源為軟件觸發(fā)、模擬邊沿觸發(fā)、模擬窗觸發(fā)、數(shù)字邊沿觸發(fā)；輸入阻抗為1MΩ。

圖2 USB3.0 純光有源光纖數(shù)據(jù)EPGUP13-A0A0（合作商）

有源數(shù)據(jù)傳輸線，傳輸距離長達(dá) 100m。

圖3 EPU3D02AR 適配器（合作商）

該產(chǎn)品基于Super TT技術(shù)，配合USB3.0純光有源光纖數(shù)據(jù)線，傳輸距離可達(dá)100米。