NiDAQ Python Package Unit

這是一個用於National Instruments DAQmx設備數據採集的Python套件，支援多種類比輸入類型，包括電壓、電流和加速度計通道。

專案概述

本專案提供了一個模組化的解決方案來初始化和管理NI DAQmx設備，透過INI配置檔案來設定通道參數和採樣設定。主要功能包括：

• 支援多種類比輸入類型（電壓、電流、加速度計）
• 透過INI檔案進行配置管理
• 連續採樣模式
• 多通道數據同步採集

專案結構

NiDAQ_Python_via_Package_Unit/
├── API/
│   └── NiDAQ.ini          # DAQmx設備配置檔案
├── src/
│   ├── main.py            # 主程式入口點
│   └── nidaq_module.py    # 核心DAQmx操作模組
├── requirements.txt       # Python依賴套件
└── README.md             # 專案說明文件

安裝需求

系統需求

• Python 3.7+
• National Instruments DAQmx驅動程式
• 相容的NI DAQmx硬體設備

Python套件依賴

安裝所需的Python套件：

pip install -r requirements.txt

主要依賴套件：

• nidaqmx - NI DAQmx Python API
• awsiotsdk - AWS IoT SDK
• pyserial - 序列通訊
• pymodbus - Modbus通訊協定

配置說明

INI檔案結構

API/NiDAQ.ini 檔案包含以下主要區段：

DAQmxChannel 區段

定義類比輸入通道的配置：

• ChanType: 通道類型（Analog Input）
• AI.MeasType: 測量類型（Voltage/Current/Accelerometer）
• PhysicalChanName: 實體通道名稱
• AI.Min/Max: 測量範圍
• AI.Accel.Sensitivity: 加速度計靈敏度（適用於加速度計通道）

DAQmxTask 區段

定義採樣任務的配置：

• SampClk.Rate: 採樣率（Hz）
• SampQuant.SampPerChan: 每次讀取的樣本數
• SampQuant.SampMode: 採樣模式（Continuous Samples）

硬體配置區段

• DAQmxCDAQChassis: CompactDAQ機箱配置
• DAQmxCDAQModule: CompactDAQ模組配置

使用方法

基本使用

1. 確保硬體設備已正確連接並安裝驅動程式
2. 根據您的硬體配置修改 API/NiDAQ.ini 檔案
3. 執行程式：

cd src
python main.py

程式碼範例

from nidaq_module import init_task, read_task_data

# 初始化DAQmx任務
ini_path = "./API/NiDAQ.ini"
task, samples_per_read, sample_rate, channel_names = init_task(ini_path)

# 連續讀取數據
is_running = True
while is_running:
    data = read_task_data(task, samples_per_read)
    # 處理數據...

核心功能

init_task(ini_path: str) -> tuple

初始化DAQmx任務並配置所有通道和時序設定。

參數：

• ini_path: INI配置檔案路徑

回傳：

• task: DAQmx任務物件
• samples_per_read: 每次讀取的樣本數
• sample_rate: 採樣率
• channel_names: 通道名稱列表

read_task_data(task, samples_per_read) -> list

從任務中讀取數據並以元組格式回傳。

參數：

• task: DAQmx任務物件
• samples_per_read: 每次讀取的樣本數

回傳：

• 數據列表，格式為 [(x1, y1, z1), (x2, y2, z2), ...]

config_filter(ini_path: str, sections: str) -> list

從INI檔案中提取指定區段的配置數據。

參數：

• ini_path: INI檔案路徑
• sections: 區段名稱前綴

回傳：

• 包含配置數據的字典列表

支援的通道類型

電壓通道 (Voltage)

AI.MeasType = Voltage
AI.Min = -10
AI.Max = 10

電流通道 (Current)

AI.MeasType = Current
AI.Min = -20
AI.Max = 20

加速度計通道 (Accelerometer)

AI.MeasType = Accelerometer
AI.Min = -5
AI.Max = 5
AI.Accel.Sensitivity = 1000
AI.Excit.Val = 0.002

注意事項

1. 硬體相容性: 確保您的NI DAQmx硬體設備與配置檔案中的設定相符
2. 驅動程式: 必須安裝最新版本的NI DAQmx驅動程式
3. 權限: 某些操作可能需要管理員權限
4. 模擬模式: 配置檔案中的 DevIsSimulated = 1 表示使用模擬設備進行測試

故障排除

常見問題

1. 設備未找到: 檢查硬體連接和驅動程式安裝
2. 權限錯誤: 以管理員身份執行程式
3. 配置錯誤: 驗證INI檔案中的通道名稱和參數設定

除錯建議

• 使用NI MAX (Measurement & Automation Explorer) 驗證硬體配置
• 檢查設備管理員中的設備狀態
• 查看NI DAQmx錯誤代碼對照表

授權

本專案僅供學習和研究使用。使用NI DAQmx相關功能需要遵守National Instruments的授權條款。

貢獻

歡迎提交問題報告和功能請求。如需貢獻程式碼，請遵循以下步驟：

1. Fork 本專案
2. 建立功能分支
3. 提交變更
4. 發起 Pull Request

聯絡資訊

如有任何問題或建議，請透過專案Issues頁面聯繫。