通用数据采集系统发上来讨论（多图）

colinzhao · 发表于 2018-3-2 11:21:47

本帖最后由 colinzhao 于 2018-3-2 11:21 编辑

开发一年多的通用数据系统，发上来跟大家讨论讨论，东西很多，资料也不好分享，先上图吧！
这是一个数据采集主机，通过USB、串口或网口与PC通信，开发了数字IO、模拟信号采集、万用表、阻抗测量、多通道电阻测量等等。。。。。。

ArthurBruin · 发表于 2018-3-2 11:23:50

真不错，就是不明白类似这种设备用在哪些场合呢？

yuxiang2 · 发表于 2018-3-2 11:24:15

牛逼，板卡跟背板走什么总线？

colinzhao · 发表于 2018-3-2 11:26:05

ArthurBruin 发表于 2018-3-2 11:23
真不错，就是不明白类似这种设备用在哪些场合呢？

数据采集应用相关的都能用到，像多路温度的，多路压力，多路电流电压之类的。

colinzhao · 发表于 2018-3-2 11:26:51

yuxiang2 发表于 2018-3-2 11:24
牛逼，板卡跟背板走什么总线？

走的是双CAN总线

yuxiang2 · 发表于 2018-3-2 11:28:28

数字IO 能调节输入输出电平？再加一些485 422 接口就很全了

liao-ljj · 发表于 2018-3-2 11:29:00

看看ZLG的DM100，就是类似的吧？

lnskngdc · 发表于 2018-3-2 11:30:42

把stm32换成TI的 DSP，那个阻抗测试卡说是外国产的都有人信

KunShan_a_dai · 发表于 2018-3-2 11:34:13

这个可以替代ICT吗？

xivisi · 发表于 2018-3-2 11:35:11

袖珍版 NI PXI 系统

pulan · 发表于 2018-3-2 11:38:02

非标尺寸的板卡啊

colinzhao · 发表于 2018-3-2 11:44:40

yuxiang2 发表于 2018-3-2 11:28
数字IO 能调节输入输出电平？再加一些485 422 接口就很全了

IO目前的卡不能调节电平，只是常规的标准电平

colinzhao · 发表于 2018-3-2 11:45:55

liao-ljj 发表于 2018-3-2 11:29
看看ZLG的DM100，就是类似的吧？

类似的系统有很多，NI的也有，可能不同的地方是我用双CAN总线，协议上对上位机来说是透明的，只需要根据地址操作即可。

colinzhao · 发表于 2018-3-2 11:47:25

lnskngdc 发表于 2018-3-2 11:30
把stm32换成TI的 DSP，那个阻抗测试卡说是外国产的都有人信

ST的开发起来比较方便，而且ST有性能很好的MCU了，目前用的是F4，正在换H7了，跑400M主频很够了。

colinzhao · 发表于 2018-3-2 11:49:12

pulan 发表于 2018-3-2 11:38
非标尺寸的板卡啊

这种板卡其实除了PCI，PXI ，其他都非标了，PXI成本超高，难度也很大，PCI摆脱不了PC主板，很多应用受限，不得已自己设计物理尺寸板卡。

colinzhao · 发表于 2018-3-2 11:49:57

xivisi 发表于 2018-3-2 11:35
袖珍版 NI PXI 系统

对的，低成本的版本，当然，性能也比不上PXI，主要在总线带宽上。

colinzhao · 发表于 2018-3-2 11:50:25

KunShan_a_dai 发表于 2018-3-2 11:34
这个可以替代ICT吗？

部分可以替代ICT，得看应用了。

ajfan · 发表于 2018-3-2 11:58:51

成套系统还是非常复杂的，楼主技术上绝对是大牛。
如果是自用，那无可厚非。
外卖，有钱的主尤其是外资的根本就不差钱，基本上都买NI的。
没钱的或者对成本比较敏感的，楼主这类设备成本也不低，你卖给他们，他们还是会觉得贵。
不知道楼主怎么定位这套系统的出路。

另外系统架构上问下楼主：
各子卡是独立CPU控制，背板仅负责和各子卡的通讯及数据传输？
还是子卡无独立CPU仅包含ADC，IO等芯片，全部控制由背板负责包含通信，数据传输及和各底层部件如ADC采集芯片 SPI信号处理？

quner · 发表于 2018-3-2 12:00:52

不错，厉害

LQS1200 · 发表于 2018-3-2 12:08:52

不错,那个导轨是开模的还是3D打印的?

colinzhao · 发表于 2018-3-2 12:11:28

ajfan 发表于 2018-3-2 11:58
成套系统还是非常复杂的，楼主技术上绝对是大牛。
如果是自用，那无可厚非。
外卖，有钱的主尤其是外资的根 ...

板卡都带MCU，这样才能实现协议透明，上位机的操作很简单，发送一个命令然后收回数据。

colinzhao · 发表于 2018-3-2 12:12:08

LQS1200 发表于 2018-3-2 12:08
不错,那个导轨是开模的还是3D打印的?

导轨是3D打印的

rqiang · 发表于 2018-3-2 12:12:44

板子设计不错，牛！

ericdai · 发表于 2018-3-2 12:23:05

努力一下干掉 NI

waterx3 · 发表于 2018-3-2 12:33:45

canopen?

colinzhao · 发表于 2018-3-2 12:42:15

waterx3 发表于 2018-3-2 12:33
canopen?

不是canopen，是自定义的协议，canopen在这个应用效用偏低了

colinzhao · 发表于 2018-3-2 12:42:50

ericdai 发表于 2018-3-2 12:23
努力一下干掉 NI

哈，有梦想总是好滴！

quner · 发表于 2018-3-2 12:52:38

采样运放啥型号？有DAC么？

liuruoshui · 发表于 2018-3-2 12:54:40

工控自动控制动环监控中的大牛！

quner · 发表于 2018-3-2 12:55:01

机壳相当漂亮，自己加工的？

ronic · 发表于 2018-3-2 12:55:13

厉害的，楼主

lwy86 · 发表于 2018-3-2 13:03:03

楼主
1. 你的机箱是定制的吗？有卖的吗？
2. 机箱的最左边通信接口板只是单单的RS232/USB to CAN 转换吗？

散吧散吧 · 发表于 2018-3-2 13:11:13

技术是做的不错，但是市场定位很尴尬，有钱的基本都用国外大公司的，比如汽车领域的测试使用的是vector公司的VT system，除了已经之外还有配套的软件，可以做一些自动化的测试同时可以生成报告。
https://vector.com/vi_vt-system_en.html

不管怎么样支持楼主在技术上面的付出，国内做技术研究不容易

pulan · 发表于 2018-3-2 13:11:28

colinzhao 发表于 2018-3-2 11:49
这种板卡其实除了PCI，PXI ，其他都非标了，PXI成本超高，难度也很大，PCI摆脱不了PC主板，很多应用受限 ...

嗯，我们一般设计都是标准3U，5U，6U的板卡。

llssr · 发表于 2018-3-2 13:14:58

这个严重支持，10通道K型热电偶测温度，外加几通道电压测量，1通道电流测量什么价格？挺适合小公司的，进口的太贵了。在国企用过AG34970A，真是好东西

wangyu_2011 · 发表于 2018-3-2 13:28:33

和我几年前要做的东西如此的像，方案几乎一样，可惜当时人员离职没有完成。

daFish · 发表于 2018-3-2 13:55:00

不错不错,东西布局很均衡.

colinzhao · 发表于 2018-3-2 13:56:02

lwy86 发表于 2018-3-2 13:03
楼主
1. 你的机箱是定制的吗？有卖的吗？
2. 机箱的最左边通信接口板只是单单的RS232/USB to CAN 转换吗？ ...

有很多卡没有拍照发上来，有网口的卡。

colinzhao · 发表于 2018-3-2 13:59:09

llssr 发表于 2018-3-2 13:14
这个严重支持，10通道K型热电偶测温度，外加几通道电压测量，1通道电流测量什么价格？挺适合小公司的，进 ...

价格大概是34970的三分之一的样子

colinzhao · 发表于 2018-3-2 14:00:22

散吧散吧发表于 2018-3-2 13:11
技术是做的不错，但是市场定位很尴尬，有钱的基本都用国外大公司的，比如汽车领域的测试使用的是vector公司 ...

嗯，是呀，非常不容易，高端选国外，低端拼价格呀!

colinzhao · 发表于 2018-3-2 14:01:22

lwy86 发表于 2018-3-2 13:03
楼主
1. 你的机箱是定制的吗？有卖的吗？
2. 机箱的最左边通信接口板只是单单的RS232/USB to CAN 转换吗？ ...

忘了回复第一个问题，机箱是定制的，发图纸到外面加工的。

colinzhao · 发表于 2018-3-2 14:04:41

quner 发表于 2018-3-2 12:52
采样运放啥型号？有DAC么？

开发了好几个采集方案了，不同方案用的不一样，不过目前ADC的采样率不高，受限于总线带宽，最高是1M/16Bit，DAC也有的。

colinzhao · 发表于 2018-3-2 14:05:21

wangyu_2011 发表于 2018-3-2 13:28
和我几年前要做的东西如此的像，方案几乎一样，可惜当时人员离职没有完成。 ...

你在哪个城市呢？

我是谁712 · 发表于 2018-3-2 14:27:45

这板子看起来神清气爽啊

JamesErik · 发表于 2018-3-2 14:35:28

楼主一个人还是团队啊？

厉害

kinsno · 发表于 2018-3-2 14:35:44

colinzhao 发表于 2018-3-2 11:47
ST的开发起来比较方便，而且ST有性能很好的MCU了，目前用的是F4，正在换H7了，跑400M主频很够了。 ...

我一般看到人家的壳，我就流口水。。我只想说，这个壳哪里有卖的？楼主方便的话，是否可以告知。。。

mubei · 发表于 2018-3-2 14:41:55

背板总线是双高速CAN和电源？

qq8682 · 发表于 2018-3-2 14:44:40

这算物联网吗？

lwy86 · 发表于 2018-3-2 15:10:33

colinzhao 发表于 2018-3-2 13:56
有很多卡没有拍照发上来，有网口的卡。

我看你应该还有类似34901A的通道卡吧。
另外没张卡的PCB跟面板的链接，貌似你这个版本还没处理好，是分开的。

wangyu_2011 · 发表于 2018-3-2 15:16:49

colinzhao 发表于 2018-3-2 14:05
你在哪个城市呢？

上海，以前做了，模拟采集，CAN卡，模拟负载，数控电源。

sinc_mark · 发表于 2018-3-2 15:23:50

这个真心不错啊，楼主大牛！

colinzhao · 发表于 2018-3-2 15:25:13

JamesErik 发表于 2018-3-2 14:35
楼主一个人还是团队啊？

厉害

基本是我一个人干咯！！

colinzhao · 发表于 2018-3-2 15:26:00

wangyu_2011 发表于 2018-3-2 15:16
上海，以前做了，模拟采集，CAN卡，模拟负载，数控电源。

嗯，我在深圳，可惜，不然可以多交流交流！！

colinzhao · 发表于 2018-3-2 15:29:09

lwy86 发表于 2018-3-2 15:10
我看你应该还有类似34901A的通道卡吧。
另外没张卡的PCB跟面板的链接，貌似你这个版本还没处理好，是分开 ...

这个架构的卡其实不用设计通道卡，因为每张卡都会有多个通道，像+-50输入范围的电压采集卡就有8路每张卡，所以需要多少通道就增加多少张卡。面板的链接利用Dsub连接器的两个螺丝来固定的，没有dsub连接器的话就得用其他的结构连接。

colinzhao · 发表于 2018-3-2 15:30:12

qq8682 发表于 2018-3-2 14:44
这算物联网吗？

嗯，这算物联，不过本质上还是数据采集。

colinzhao · 发表于 2018-3-2 15:31:33

mubei 发表于 2018-3-2 14:41
背板总线是双高速CAN和电源？

背板包括由电源、两个CAN总线、还有多个中断与冗余的接口（预留的）

colinzhao · 发表于 2018-3-2 15:33:03

kinsno 发表于 2018-3-2 14:35
我一般看到人家的壳，我就流口水。。我只想说，这个壳哪里有卖的？楼主方便的话，是否可以告知。。。

这个是自己设计的呀，这种外壳是没有现成的了，自己画好图纸，外发加工就可以，不过在钣金工艺、结构与喷涂方面自己要花点时间弄懂才行。

散吧散吧 · 发表于 2018-3-2 16:03:57

colinzhao 发表于 2018-3-2 14:00
嗯，是呀，非常不容易，高端选国外，低端拼价格呀!

问题是这种东西一般很少可以走量的话，如果这也比低价格的话，说实话赚钱比较艰难了，但是换一种思路，利用你现有的技术，可以一些企业做一些定制化的设备，或者拿出其中的部分作为方案卖给一些小公司，毕竟很多小企业，比如环保类的企业还是有类似设备的需求，但是本省他们的技术能力比较差，但是他们有渠道可以把设备用比较高的价格卖出去。我看到过德国的用来检测有机气体污染物体浓度的设备，里面直接用的NI的采集设备和工控机，一台设备卖好几十万。

散吧散吧 · 发表于 2018-3-2 16:05:47

colinzhao 发表于 2018-3-2 15:31
背板包括由电源、两个CAN总线、还有多个中断与冗余的接口（预留的）

一般高端的数据采集设备的和电脑的交互一般都是网口，因为网口的带宽比较宽，同时在PC端网络的开发比较容易点

colinzhao · 发表于 2018-3-2 16:08:47

散吧散吧发表于 2018-3-2 16:03
问题是这种东西一般很少可以走量的话，如果这也比低价格的话，说实话赚钱比较艰难了，但是换一种思路，利 ...

嗯，是的，确实是得这样的思路呀！！！

colinzhao · 发表于 2018-3-2 16:11:04

散吧散吧发表于 2018-3-2 16:05
一般高端的数据采集设备的和电脑的交互一般都是网口，因为网口的带宽比较宽，同时在PC端网络的开发比较容 ...

嗯，目前已经有网口的卡，网口主要是稳定，因为网络变压器双端隔离，在工控领域或者自动化测试领域行业都排斥用USB的，用串口的话大多也需要隔离。所以测试系统的所有板卡跟总线都是隔离的。

cumt_123456 · 发表于 2018-3-2 16:12:38

楼主看样有大公司工作的经历，你这是标准工业采集一整套。

colinzhao · 发表于 2018-3-2 16:19:04

cumt_123456 发表于 2018-3-2 16:12
楼主看样有大公司工作的经历，你这是标准工业采集一整套。

倒是没有在很大的公司呆过，只是一直在搞研发。做这个项目毕竟真金白银花出去，所以产品架构下的功夫很多，板卡的设计与系统扩展都有预留扩展空间，像背面两个CAN总线的接口设计了自动阻抗匹配，这样可以将多台主机的总线连起来等等。。。。。。

colinzhao · 发表于 2018-3-2 16:21:17

感谢大家的关注，我在深圳，若大家对这个产品有兴趣，不管是合作的还是技术交流，都欢迎call我。。。

Dossoftware · 发表于 2018-3-2 16:29:11

尺寸有大的，整个箱体

colinzhao · 发表于 2018-3-2 16:30:54

Dossoftware 发表于 2018-3-2 16:29
尺寸有大的，整个箱体

尺寸是标准的台式仪表尺寸，宽高跟34401一样大，长度短一些。

ajfan · 发表于 2018-3-2 16:49:51

问下楼主
板卡是否支持DI 和AI 同时连续高速采集？如分别以10K速度连续采集DI和AI。
对应数据传输到上位机如何进行？分时？
NI的低端板卡在进行高速AI采集时，类似于单线程，不能进行DI等的连续处理了。

gallle · 发表于 2018-3-2 16:52:50

2018通用采集系统记号一下，回头细看

colinzhao · 发表于 2018-3-2 16:56:02

ajfan 发表于 2018-3-2 16:49
问下楼主
板卡是否支持DI 和AI 同时连续高速采集？如分别以10K速度连续采集DI和AI。
对应数据传输到上位机 ...

嗯，是的，只能分时传输，不过10K的采样并不高，做到同步问题不大呀。

ajfan · 发表于 2018-3-2 16:58:58

话说回来，相对于这个设备，更喜欢楼主头像上的妞。

eastbest · 发表于 2018-3-2 17:04:25

楼主的头像是哪个明星，清爽啊！

当然，楼主的作品看起来也很清爽！

进口小开关 · 发表于 2018-3-2 17:08:50

很不错啊，看得出楼主花了很大心血。

colinzhao · 发表于 2018-3-2 17:22:18

ajfan 发表于 2018-3-2 16:58
话说回来，相对于这个设备，更喜欢楼主头像上的妞。

我是不是得把头像换掉

散吧散吧 · 发表于 2018-3-2 17:24:24

colinzhao 发表于 2018-3-2 16:19
倒是没有在很大的公司呆过，只是一直在搞研发。做这个项目毕竟真金白银花出去，所以产品架构下的功夫很多 ...

自动阻抗配置是在怎么做的？怎么知道别人那边是不是加了120欧姆的电阻？

colinzhao · 发表于 2018-3-2 17:24:59

进口小开关发表于 2018-3-2 17:08
很不错啊，看得出楼主花了很大心血。

嗯，确实花了很多精力做这个！！

mubei · 发表于 2018-3-2 17:25:52

散吧散吧发表于 2018-3-2 16:05
一般高端的数据采集设备的和电脑的交互一般都是网口，因为网口的带宽比较宽，同时在PC端网络的开发比较容 ...

总线采用双CAN，限制了总的带宽吧？你网口带宽再高也利用不起来

colinzhao · 发表于 2018-3-2 17:27:03

散吧散吧发表于 2018-3-2 17:24
自动阻抗配置是在怎么做的？怎么知道别人那边是不是加了120欧姆的电阻？ ...

需要检测是否是总线末端，若是总线末端，则把匹配电阻用模拟开关接上，CAN的阻抗可以直接测量的。

colinzhao · 发表于 2018-3-2 17:29:05

mubei 发表于 2018-3-2 17:25
总线采用双CAN，限制了总的带宽吧？你网口带宽再高也利用不起来

嗯，是的，不过网口通信在数据采集方面实际带宽利用率很低。

散吧散吧 · 发表于 2018-3-2 17:37:38

mubei 发表于 2018-3-2 17:25
总线采用双CAN，限制了总的带宽吧？你网口带宽再高也利用不起来

其实是这样的，作为整个采样系统，所有的数据并不仅仅只有can数据，比如高速AD采集的数据，所有的数据都是通过网口交互的，使用网口是因为网口是隔离的，同时开发简单，带宽比较宽。一般在数据采集端的网口是接在一个嵌入式核心板中，这块嵌入式板子上面跑的是linux或者是wince一类的。这个结构和很多示波器的结构一点一样了，只不过示波器多了显示部分。

kevin_me · 发表于 2018-3-2 17:37:56

colinzhao 发表于 2018-3-2 17:27
需要检测是否是总线末端，若是总线末端，则把匹配电阻用模拟开关接上，CAN的阻抗可以直接测量的。 ...

请教一下如何做到检测板卡是不是在总线末端？

colinzhao · 发表于 2018-3-2 17:44:49

kevin_me 发表于 2018-3-2 17:37
请教一下如何做到检测板卡是不是在总线末端？

“自动阻抗匹配”这个表述可能引起误解了，阻抗匹配不在板卡上，是在总线的两端，自动匹配用了笨办法，当扩展总线接口有连接器插入时，即不是末端了。

xivisi · 发表于 2018-3-2 17:55:16

colinzhao 发表于 2018-3-2 17:44
“自动阻抗匹配”这个表述可能引起误解了，阻抗匹配不在板卡上，是在总线的两端，自动匹配用了笨办法，当 ...

就这一个小机箱，自不自动无所谓。除非CAN总线被引出到外部

wangyu_2011 · 发表于 2018-3-2 18:18:00

我当时的背板上是两路CAN，和两路485. 485总线在这种短距离时可以以10M的速度通讯，可以比较CAN总线快。

colinzhao · 发表于 2018-3-2 18:48:02

xivisi 发表于 2018-3-2 17:55
就这一个小机箱，自不自动无所谓。除非CAN总线被引出到外部

是可以多个机箱串联使用的，这样可以实现例如500路温度采集的应用，这个在3Dmaping上有需求

colinzhao · 发表于 2018-3-2 18:50:26

wangyu_2011 发表于 2018-3-2 18:18
我当时的背板上是两路CAN，和两路485. 485总线在这种短距离时可以以10M的速度通讯，可以比较CAN总线快。 ...

485在这个速率上可靠性我想可能有风险

xrb2936 · 发表于 2018-3-2 19:04:26

这个结构看起来很不错，3U 的很多情况下感觉偏高了

mubei · 发表于 2018-3-2 19:16:09

散吧散吧发表于 2018-3-2 17:37
其实是这样的，作为整个采样系统，所有的数据并不仅仅只有can数据，比如高速AD采集的数据，所有的数据都 ...

高速AD的话那现在这个总线结构是不行了，总线带宽限制了呀

bhwyg · 发表于 2018-3-2 19:27:56

赞！！！！！！！！

lyping1987 · 发表于 2018-3-2 20:55:51

楼主其实可以把背板协议（定义）开放出来，有助于发展（生态）

colinzhao · 发表于 2018-3-2 21:42:22

lyping1987 发表于 2018-3-2 20:55
楼主其实可以把背板协议（定义）开放出来，有助于发展（生态）

嗯，这样挺有意义！

castiello · 发表于 2018-3-2 21:45:01

东西做的不错，不过挺反感刘长指甲的

卫生是一方面，万一哪天干活指甲断了就惨了，想想心里都痛

yfwuh · 发表于 2018-3-2 21:56:28

agilent的数据采集器34970/2+板卡

wurst · 发表于 2018-3-2 23:07:41

colinzhao 发表于 2018-3-2 21:42
嗯，这样挺有意义！

是的，建议走EtherCAT或 Fexray总线。扩展性好点

负西弱 · 发表于 2018-3-2 23:29:40

看起来很高大上

colinzhao · 发表于 2018-3-3 00:35:24

wurst 发表于 2018-3-2 23:07
是的，建议走EtherCAT或 Fexray总线。扩展性好点

自定义协议主要是最大限度做针对性的优化，最大限度减少协议开销，本身带宽不够高，现有的协议都有额外开销。

colinzhao · 发表于 2018-3-3 13:21:07

yfwuh 发表于 2018-3-2 21:56
agilent的数据采集器34970/2+板卡

对，与34970有类似的功能

pcwhy · 发表于 2018-3-3 13:30:57

根据我所在的行业（航天航空）关键问题：多个通道，是否同步采集？多通道同步采集的情况下同步采样率多少？采样位数？采集的数据能否在脱机条件下直接写SD卡（不考虑文件系统），上位机软件是否提供跨平台的SDK，毕竟Windows真用的不多。

colinzhao · 发表于 2018-3-3 13:49:31

pcwhy 发表于 2018-3-3 13:30
根据我所在的行业（航天航空）关键问题：多个通道，是否同步采集？多通道同步采集的情况下同步采样率多少？ ...

受限于总线的带宽，CAN总线的分时延迟在25us左右，现有的ADC卡是24bit/8通道，每个通道64K采样，若要求高度同步，但总带宽小与2Mbps，那么用中断方式触发采样也是可以实现的。

colinzhao · 发表于 2018-3-3 14:16:48

pcwhy 发表于 2018-3-3 13:30
根据我所在的行业（航天航空）关键问题：多个通道，是否同步采集？多通道同步采集的情况下同步采样率多少？ ...

抱歉刚刚只回复了一半，可以实现SD卡记录，不过得明确应用需求，上位机的话不限制，能实现串口、USB、或者网口的通信就可以使用，我抽空把架构发上来，总线实现的是一个数据透明转发，每张卡都是独立、隔离的采集单元，对采集卡的命令操作是根据每张卡上面的拨码开关的地址实现的。不同的卡有不同的操作命令集，发送命令的格式大致是：地址+操作码+参数，返回对应的数据！

pcwhy · 发表于 2018-3-3 22:46:05

colinzhao 发表于 2018-3-3 14:16
抱歉刚刚只回复了一半，可以实现SD卡记录，不过得明确应用需求，上位机的话不限制，能实现串口、USB、或 ...

USB口可以不整，有千兆网口跟SD卡（高速卡）基本可以了，甚至还可以用CF卡，开发简单，速度也快，需要大容量存储跟同步采集的场合，只要性能够牛，能轻松嵌入，基本上不太在乎成本的。

通用数据采集系统发上来讨论（多图）

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