微机系统中，外设与CPU连接因为接口标准
互不兼容而无法共享所带来的安装与配置困
难的问题。
USB是一种标准的连接接口，在把外面的设备
与计算机连接时，允许不必重新配置与设计系统，
也不必打开机壳和另外调整接口卡的指拨开关。 在USB连接上计算机时，计算机会自动识别这些 外围设备，并且配置适当的驱动程序，用户无须 再另外重新设置。通过USB接口，实现了即插即
USB总线数据采集系统的特点
1）速度快 USB有高速和低速两种方式，主模式为 高速模式，速率为12Mb/s。另外为了适应 一些不需要很大吞吐量和很高实时性的设备
(如鼠标等)，USB还提供低速方式，速率为
1.5Mb/s。
USB总线数据采集系统的特点
2）设备安装和配置容易
安装USB设备不必再打开机箱，加减已安装 过的设备无须关闭计算机。所有USB设备支持热 插拔，系统对其进行自动配置，彻底抛弃了过去 的跳线和拔码开关设置。 3）易扩展
实现USB远距离采集数据传输
将USB与RS-485结合构建数据采集系统的基 本思路是：在采集现场，用RS-485总线模块将传 感器采集到的模拟量数字化以后，利用RS-485总 线协议将数据上传。在PC机端有一个双向RS-485 ／USB的转换接口，利用这个转换接口接收RS485总线模块的数据并通过USB接口传输至PC机进 行分析处理。而PC机向数据采集设备发送数据的 过程正好相反：PC机向USB口发送数据，数据通 过RS-485／USB转换接口转换为RS-485总线协议 向远端输送，如图所示。
单击“Setup”按钮， 弹出“USB4711A Device Setting”对话框， 如图所示，在对话框中 可以设置AI通道是单端 输入还是差分输入，可 以设置两个AO输出通 道基准电压的大小 （0∽5V还是0∽10V）， 设置好后，单击“OK” 按钮即可。图7-6 模块 设置 到此，USB4711A数 据采集模块的硬件和软 件已经安装完毕，可以 进行模块测试。
6）单一专用的接头型号。所有USB外围设备的 接头型号应完全统一(A型与B型)，并且可以使用 USB集线器来增加扩充的连接端口的数目。
下面列出USB总线的诸多特性与优点。 4）USB接口规范1.1中的12 Mbps的传送速度可满足大部 分的使用需求。当然，快速的2.0规范，提供更佳的传输率。 5）USB最多可以连接127个接口设备。因为USB接口使 用7位的寻址字段，所以2的7次方等于128。若扣掉USB主 机预设给第一次接上的接口设备使用，还剩127个地址可 以使用。因此一台计算机最多可以连接127个USB设备。 6）单一专用的接头型号。所有USB外围设备的接头型号 应完全统一(A型与B型)，并且可以使用USB集线器来增加 扩充的连接端口的数目。
配置模块
当计算机上已经安装好某个产品的 驱动程序后，设备管理软件支持的设备 列表前将没有红色叉号，说明驱动程序 已经安装成功，比如图中Supported Devices列表的Advantech USB-4711前面
就没有红色叉号，选中该设备，单击
“Add”按钮，该模块信息就会出现在
Installed Devices列表中。
USB总线的出现很好地解决了以上问题。目前USB接口 已经成为计算机的标准设备，它具有通用、高速、支持热插 拔等优点，非常适合在数据采集中应用。
USB串行总线是一种电缆总线，它是一
种新型的外设接口标准，其基本思路是采用
通用连接器和自动配置及热插拔技术和相应
的软件，实现资源共享和外设的简单快速连
接。USB和IEEE 1394的出现，解决了目前
满足大部分的使用需求。当然，快速的2.0规范，
提供更佳的传输率。
下面列出USB总线的诸多特性与优点。
5）USB最多可以连接127个接口设备。因为USB 接口使用7位的寻址字段，所以2的7次方等于128。 若扣掉USB主机预设给第一次接上的接口设备使 用，还剩127个地址可以使用。因此一台计算机最 多可以连接127个USB设备。
USB-4711数据采集模块简介
USB-4711A即插即用型数据采集模块（如图所示）， 无需打开计算机机箱来安装板卡，仅需插上模块，便可以 采集到数据，简单高效。它在工业应用中足够可靠和稳定， 却并不昂贵。
USB-4711A给任何带有USB端口的计算机增加测量和 控制能力的最佳途径。它通过USB端口获得所有所需的电 源，无需连接外部的电源。
一条方便、廉价、有效的途径。
实现USB远距离采集数据传输
综上所述，USB的数据传输速率大大高于RS-485，而RS-485 总线具有传输距离远，且每条RS-485总线上可以挂接多个设备的 特点。采取USB与RS-485总线结合，可形成分布式数据采集传输 系统结构。
这种传输系统适用于一些有多个空间上相对分散的工作点， 而每个工作点又有多个数据需要进行采集和传输的场合，例如大 型粮库，每个粮仓在空间上相对分散，而每个粮仓又需要采集温 度、湿度、CO2浓度等一系列数据。在这样的情况下，每一个粮 仓可以分配一条RS-485总线，将温度、湿度、CO2浓度等数据采 集设备都挂接到RS-485总线上，然后每个粮仓再通过485总线传 输到监控中心，并转换为USB协议传输到PC机。由于粮仓的各种 数据监测实时性要求不是很高，因此采用这种方法可以用一台 PC机完成对一座大型粮库的所有监测工作。
组态控制技术—监控篇
USB数据采集模块
USB总线技术概述
工业控制等场合往往需要用PC或工控机对各种数据进行
采集，如液位、温度、压力等，通常数据采集系统是通过串 行口、并行口或内部总线等与计算机连接的，但是它们都有 一个共同的缺点，即安装不太方便，灵活性受到限制。目前 常用的数据采集板卡易受机箱内环境干扰而导致数据采集失 真，容易受计算机插槽数量和地址、中断资源限制，不可能 挂接很多设备，可扩展性差。
并且拥有比传统的RS-23பைடு நூலகம்串行与并行接口快许多
的数据传输速度。
采用USB传输的数据采集系统
一个实用的USB数据采集系统包括A／D转换器、微
控制器以及USB通信接口。为了扩展其用途，还可以加上
多路模拟开关和数字I／O端口，如图所示。
采用USB传输的数据采集系统
另一种方案是采用具备USB通信功能的单片机。随着 USB应用的日益广泛，Intel， Cypress，Philips等芯片厂 商都推出了具备USB通信接口的单片机。这些单片机处理 能力强，有的本身就具备多路A／D转换器，构成系统的电 路简单，调试方便，电磁兼容性好，因此采用具备USB接 口的单片机是构成USB数据采集系统较好的方案。不过， 由于具备了USB接口，这些芯片与过去的开发系统通常是 不兼容的，需要购买新的开发系统，投资较高。 USB的一大优点是可以提供电源。在数据采集设备中 耗电量通常不大，因此可以设计成采用总线供电的设备。
USB与RS-485结合实现远距离数据采集
实现USB远距离采集数据传输
在图中，关键设备是RS-485／USB转换器。
在RS-485／USB转换器中，RS-485接口的功能和通
常采用RS-232／RS-485转换器中RS-485接口性能(速率、
驱动能力等)完全一样，也就是说，一个RS-485／USB 转换器就能够完全取代RS-232／RS-485转换器，且成 本要低许多，同时具有安装方便、不受插槽数限制、 不用外接电源等优点，为工业和科研数据采集提供了
简而言之，USB总线整体功能就是简化外部接
口设备与主机之间的连线，并利用一条传输缆线
来串接各类型的接口设备(如打印机的并行端口、 调制解调器的串行端口)，解决了现今主机后面一 大堆缆线乱绕的困境。它最大的好处是可以在不 需要重新开机的情况之下安装硬件。而USB在设
计上可以让高达127个接口设备在总线上同时运行，
通过使用Hub扩展，可连接多达127个外设。 标准USB电缆长度为3 m(5 m低速)。通过Hub或中 继器可以使外设距离达到30 m。
USB总线数据采集系统的特点
4）能够采用总线供电 USB总线提供最大达5V电压、500mA电流。 该5V电源可用于数据采集系统中。 5）使用灵活
USB共有4种传输模式：控制传输(contro1)、 同步传输(synchronization)、中断传输(interrupt)、 批量传输(bulk)，以适应不同设备的需要。
2）即插即用(plug-and-play)，并能自动检测与 配置系统的资源。再者，无需系统资源的需求， 即USB设备不需要另外设置IRQ中断、I／O地址 以及DMA等的系统资源。
下面列出USB总线的诸多特性与优点： 3）具有“热插拔”(hot attach & detach)的特性。
在操作系统已开机的执行状态中，随时可以插人 或拔离USB设备，而不须再另外关闭电源。 4）USB接口规范1.1中的12 Mbps的传送速度可
首先执行DevMgr.exe程序，根据安装向导完成 配置管理软件的安装； 接着执行USB4711.exe程序，按照提示完成驱 动程序的安装。
将USB-4711A数据采集模块连接 到PC的USB接口上，接通模块电源， 出现“找到新的硬件向导”对话框， 选择“自动安装软件”项，点击“下 一步”按钮，计算机将自动完成驱动 程序的安装。
用与热插拔的特性，用户即可迅速方便地连接PC
主机的各种外围设备。
USB的另一特点是在连接PC主机时，对所有
USB接口设备，提供了一种“全球通用”的标准连
接器(A型与B型)。这些连接器将取代所有的各种 传统外围端口，如串行端口、并行端口以及游戏 接口等。此外，USB接口还可以允许将多达127个 接口设备同时串接到PC一个外部的USB接口上。
检查模块是否安装正确：右击“我的电脑”，点击
“属性”项，弹出“系统属性”对话框，选中“硬件”
项，点击“设备管理器”按钮，进入“设备管理器”画 面，若模块安装成功后会在设备管理器列表中出现