基于PC/104总线的数据采集系统设计与应用

　　0. 引言

　　自90年代以来，PC总线成为最为普及的总线标准之一，其应用已从台式个人计算机扩展到工业控制、仪器仪表等领域。采用PC总线标准进行的系统的开发虽然可以获得大量的软件支持，但存在体积庞大、功耗高等缺点。为解决这一矛盾，1987年有关厂家推出了PC/104总线模块。随着基于PC/104总线系统的推广应用，PC/104总线逐渐成为嵌入式PC机的机械标准，其秉承了IBM-PC开放式总线结构的优点，与IBM-PC机完全兼容，具备体积小(96*90mm栈接式结构)、低成本、高可靠性、长寿命、工作范围宽、编程调试方便、外围模块齐全等优点，所以在测试领域基于PC/104的智能仪器得到了广泛应用, PC/104系列产品已广泛应用于通信设备、车辆导航、工程控制等各种领域。本文重点介绍了基于PC/104总线构建的数据采集系统及在机械加工设备状态监测中的应用。

　　1. PC/104在机械加工设备状态监测系统中的应用

　　随着现代机械加工设备的日趋高速、高能、大型化、自动化、连续化和集成化，设备一旦发生故障且未能及时发现和排除，会带来不可估量的损失。机械加工设备状态监测技术有相当大的实用价值，可为设备预知维修提供基础资料和数据，为故障的诊断和预防提供简便、快捷的手段，对设备的科学管理和减少维修费用，提高设备的可靠性和维修性具有极大的意义。基于PC/104总线及系列模块构建的数据采集系统，作为机械加工设备状态监测系统的数据采集器，具有便携式特性，可作为设备巡检仪器，主要完成工业现场设备状态信息的获取，对信号进行实时分析。当设备出现异常，自动报警。

　　2. 数据采集系统硬件组成

　　数据采集是机械加工设备状态监测系统必不可少的一部分，它是联接最前端的传感器和数据处理到显示打印输出等的重要部分。本文介绍的是基于PC/104嵌入式模块构建的便携式的数据采集系统,它内有通用CPU、数据采集模块、内存和高速硬盘,预装完整的Windows操作系统，不仅如此，内置的100M以太网卡可将数据通过Internet传送到世界上的任何地方,实际上它不仅能够进行数据采集,而且实现了计算机的功能,包括联网、打印等,可以把它简单地看成一个计算机控制的数据采集系统。

　　本文所涉及的便携式数据采集系统采用PCM-3370模块、PCM-3718HG采集卡构建了多通道的信号采集系统，实现多通道的数据采集、处理和实时显示。整个系统由电源模块供电。其中PCM-3370模块作为主机，PCM-3718HG模块集成采集卡完成信号的采样，且采样频率可在小于100kHZ的范围内任意设定;显示器可用标准CRT显示器，也可用平板显示器;键盘采用PC/104专用键盘。系统的总体结构如图1所示