在许多制造业的应用当中，客户希望拥有一套数据采集系统（DAQ）来对网络进行远程监视，以便满足故障处理和控制的需要。为了达到此项目的CONTROL ENGINEERING China版权所有，许多制造业的应用倾向于依靠一种专利权下的、由特定拥有者所有的接口和协议，由其提供状态或者诊断端口来传送信息。但是，如果建立一套基于一种标准接口的DAQ系统－例如以太网以及TCP/IP协议，用户就可以作到既能够节约开发的时间，又能够降低开发的费用。
　　在工业领域，采用以太网连接已经成为一个趋势。根据来自ARC研究公司的数据，现在仅仅在欧洲就有3百万到4百万台具备工业以太网能力的设备，其增长率甚至超过了IT行业的平均增长水平。一套基于以太网的DAQ系统可以为远程维护带来极大的方便，因为它克服了传统串行接口的距离限制。另外，一个工厂所使用的来自于许多不同供应商的机械设备可以通过一套基于以太网的DAQ系统整合到一个单一的系统里面CONTROL ENGINEERING China版权所有，实现控制功能就会非常容易。

图1：一个单片的以太网微型控制器包含了驱动一台设备中DAQ的所有功能。

　　一套典型的基于以太网的DAQ系统可以通过以太网与网络另一端的中心办公室进行通讯，同时还可以通过位于网络其它端点上的传感器子系统所拥有的同步或者非同步通用接收器/变送器（USART）以及串行接口进行通讯。对于制造行业的监视和故障处理应用www.cechina.cn，以太网所具有的不确定性特点不会带来问题。
　　（以太网在一直不断的发展进化，IEEE标准委员会仍然在努力提高以太网的确定性。采用新的精确时间同步协议（PTP）IEEE1588标准，现在已经可以实现用正在传送过程数据的以太网同时对传感器、执行器和其它模件当中的本地时钟进行同步。）
　　对于制造行业应用中的监视和故障处理应用，10 Mbps的数据传送速率已经足够。例如，非连续的制造过程常常会使用数以百计的可编程逻辑控制器（PLCs），可编程逻辑控制器依靠基于RS-485的串行连接来交换数据，其数据传送速度只能达到几千字节每秒。而在一个包含基金会现场总线H1的DAQ系统当中，以太网通讯的运行速度是31.25kbps。
　　三种实现方式
　　在DAQ系统应用当中采用以太网主要有三种途径。第一，你可以采用老式的PCI/ISA控制器，这种控制器采用80-plus针形接口与8-bit微型计算机连接（MCUs）。这种基于PC的解决方案一般比较复杂，占用较大的安装面积CONTROL ENGINEERING China版权所有，价格昂贵。
　　第二，你也可以考虑采用一种基于串行接口的低针数的以太网控制器。在目前大多数以太网控制器都采用80针封装或者更多针数的情况下，只有少数几种产品采用28针的封装，并且能够以非常低的价格提供具有竞争力的性能。这类控制器简化了设计，同时减少了印刷电路板所需要的空间。另外，这种等级的以太网控制器还设置了符合工业标准的串行外设接口（SPI）连接，因此只需要4根线就可以实现与主MCU的接口功能。
　　第三种方法，如果你倾向于一种单片机的解决方案，你可以考虑采用最新的低成本8位MCUs，它具有一个片载的媒体访问控制器（MAC）和为内嵌以太网应用进行过优化的物理层设备（PHY）。当你需要将少量信号（I/O）接入以太网网络以便实现监视和控制功能时，使用这种MCUs来进行基于以太网的DAQ子系统设计对于工厂应用是一种很好的选择。这些DAQ子系统的典型特点包括：具备一个以太网接口、具备光隔离的数字量输入通道、模拟量输入通道、继电器和模拟量输出通道。他们还具有类似于RS-232和/或RS-485端口的串行接口。有些模件甚至配备有传感器端口。

　　“对于制造行业应用当中的监视和故障处理应用，10 Mbps 的数据传送速率已经足够了。”

　　为了能够处理大量的I/O，你可以采用菊花链的方式将几个这样的子系统连接起来，这样还可以将接线的费用减少到最低。使用相应的软件，你可以对任务进行规划。既可以采用时间触发动作，也可以采用事件触发动作来实现对工厂机械设备的监视。与另外几种选择项（如上位控制和数据采集系统（SCADA）、PLCs或者集散控制系统（DCS）相比，这种方法具有比较高的效费比，因为另外几种系统都需要单独的以太网控制器、I/O卡板、机架、电源、电缆和软件。
　　已包含的连接
　　大多数连接到DAQ系统的传感器子系统都已经集成了某些类型的串行连接，通常是RS-232、RS-485、I2C或者CAN。关于系统运行的信息可以通过这些接口获得。针对不同的应用，你的基于以太网的DAQ系统设计可以象一个基于一片MCU（带有一个片载的以太网控制器）的探测器系统一样简单。这个系统可以与传感器的串行接口进行连接，还可以同各种各样的子系统进行通讯以便获取状态信息。这些数据都可以通过以太网传送出去以便进行进一步的处理和应用。
　　另一方面，取决于需要采取的行动控制工程网版权所有，可以使用低速串行接口通过以太网将命令传送给DAQ系统来激活