基于FPGA 高速数据采集的解决方案
于
1
,肇云波2
(1.贵州大学通信工程学院 贵州贵阳 550003;2.沈阳理工大学 辽宁沈阳 110168)
摘 要:随着接口速度和带宽的不断提高,有必要对高速数据采集问题进行研究。如何在高接口速率的情况下正确采集到有效的数据,成为目前要解决的问题。解决此问题的方法是采用Xilinx Virtex 4FP GA 的ChipSync 或Altera Stratix Ⅱ
FP GA DPA (动态相位调整)两种不同技术,并介绍了Altera DPA 技术在高速源同步接口的实际设计过程。使用这两种技术
的结果是在数据速率达到1Gb/s 时,完成对有效数据的正确采集。
关键词:源同步;FP GA ;ChipSync ;DPA
中图分类号:TP355+14 文献标识码:B 文章编号:1004373X (2007)0514504
High Speed Data Acquisition B ased on FPG A
YU Xuan 1,ZHAO Yunbo 2
(https://www.doczj.com/doc/565662064.html,munication Engineering College ,Guizhou University ,Guiyang ,550003,China ;2.Shenyang Ligong University ,Shenyang ,110168,China )
Abstract :With the interface speed and bandwidth is constantly increasing ,it is important to undertake a study of high 2speed data acquisition.How to collect the high rate of correct data effective is the current problem should be solved.One way is using Chip Sync of FP GA Xilinx Virtex4or DPA (dynamic phase adjustment )of the Altera Stratix ⅡFP GA which are two different technical approaches.We introduced the actual design process of Altera DPA technology in high 2speed source syn 2chronous interfaces.The results of using both techniques show that it could complete the effective collection of the correct data at 1Gb/s data rates.
K eywords :source synchronization ;FP GA ;Chip Sync ;DPA
收稿日期:20060726
当前,越来越多的通信系统工作在很宽的频带上,对于保密和抗干扰有很高要求的某些无线通信更是如此。随着信号处理器件的处理速度越来越快,数据采样的速率也变得越来越高,在某些电子信息领域,要求处理的频带要尽可能宽,动态范围要尽可能大,以便得到更宽的频率搜索范围,获取更大的信息量。因此,通信系统对信号处理前端的A/D 采样电路提出了更高的要求,即希望A/D 转换速度快而采样精度高,以便满足系统处理的要求[1]。随着系统时钟的不断提高,系统同步的收发两端的时钟延迟不能得到有效地解决,因此提出采用源同步接口设计的解决方案。在数据接口速度和带宽的不断提高,数据有效窗口不断缩减的情况下,源同步接口无法采集到正确数据,因此在信号余量不断缩减的情况下,采用Xilinx Virtex 4FP GA 或Altera Stratix ⅡFP GA 的两种不同技术解决如何正确地采集数据的问题是有效的,并在SPI 412高速源同步接口上得到广泛的应用。1 系统同步与源同步的简述1.1 系统同步与源同步
系统同步中多个部件在同一个系统时钟下同步工作,
各个部件之间的通道只传递数据,数据的时序关系以系统时钟为参考,在常见的电子系统中通常采用系统同步设计方式。系统同步设计具有部件间各系统全局同步工作的特点,但是在部件之间高速传递数据时接口收发两端的时延比较难确定,因此不太适合高速的芯片间的接口设计。
源同步系统中每两个部件之间数据单项或双向传递,在和数据同向的传递方向上同时传一个和数据保持特定相位关系的参考时钟,在数据的源端,参考时钟和数据保持确定的相位关系,而在数据的目的端,另外一个部件可以根据参考时钟的相位来准确捕获对应的数据。源同步接口是相对系统同步接口而言的,通常存在于两个芯片之间的局部,他的时钟和数据之间关系是局部的、是准确的,时延模型得到了进一步的简化,因此非常适合高速芯片间的接口设计。
随着系统互连的带宽的需求的不断增长,源同步接口逐渐成为主流,得到了广泛的应用。目前SFI 24(SERDES 到“成帧器”的接口)和SPI 412(系统信息包接口,level4,
phase2)接口已经采用了源同步互连的接口,而且接口带
宽可达到16GHz 。电信网络中SPI 412,SFI 24和XSBI 和大量的高速存储器DDR SDRAM ,DDR2SDRAM ,QDR ⅡSRAM ,PLDRAM Ⅱ已广泛采用源同步设计技术。
5
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1.2 源同步目前面临的挑战
虽然源同步技术被广泛的应用,但他在数据速率非常高时就会出现问题。在数据速率达到1Gb/s 时,由于数据与数据之间的偏斜,数据与时钟之间的偏差,加上PCB 走线的影响,尤其是信号连接器的容性阻抗的不一致,都会加剧时钟与数据之间的偏差,导致有效采样窗口逐渐变小,以至于时钟信号在管脚处根本找不到一个有效的能把并行数据一次采样进来的采样窗口。
下面的例子是单项差分源同步接口设计中数据有效窗口的典型值,数据速率为800Mb/s DDR 数据时,有效周期为1125ns ,数据的有效窗口通常只有60%(如图1所示)。数据速率为1Gb/s DDR 时,数据有效周期为1ns ,而数据的有效窗口通常只有45%(如图2所示)。可以发现数据有效窗口的缩减比有效周期的缩减要快,因此接口数据率越高,数据有效窗口变短,这就增大了源同步设计
的难度。
图1 800Mb/s 数据有效窗口
与数据的有效周期
图2 1Gb/s 数据有效窗口
与数据的有效周期
2 解决方案
在源同步接口设计中,在数据接口速度和带宽的不断提高,数据有效窗口不断的缩减的情况下,无法采集到正确数据。因此在信号余量的不断缩减的情况下,采用Xil 2
inx Virtex 4FP GA 和Altera Stratix ⅡFP GA 的两种不同
技术解决此问题。
2.1 时序余量(Timing Margin )
在一个同步设计中,时序是同步系统正常工作的关键因素。特别在高速系统设计中,所有的时序路径延时都必须在系统规定的时钟周期以内,如果某一个路径超出了时间限制,那么整个系统都会发生故障.应用Xilinx Virtex 4
FP GA 和Altera Stratix ⅡFP GA 的两种不同技术解决问
题时,一定要特别注意时序余量计算的问题。
在计算设计内部的时序余量时,必须要考虑的一些延时因素:源触发器的时钟到输出口延时t co ;触发器到触发器的走线及逻辑延时t logic ;目的触发器的建立时间t su 和保持时间t h 。假设设计规格需要的时钟周期为T ,因此需要满足时钟建立的要求:
t co +t logic +t su ≤T
(1)
同样也需要满足目的端触发器的保持时间t h 要求。
在同步接口的设计中,另一个需要重点考虑的就是
FP GA 和周围(上游和下游)器件的接口时序。由于芯片
I/O 管脚的输入输出存在相对较大的延时,同时还涉及到
和时钟信号之间的相位关系,所以接口电路的时序往往成为设计中的难点。
在计算同步I/O 管脚的时序余量时,用户通常会考虑发送器件的时钟到输出延时T co ,单板走线延时T fight ,以及接收器件的建立时间T su 和保持时间T h 。假设设计规格需要跑的时钟周期是T ,需要满足:
T co +T fight +T su ≤T
(2)
同样也需要满足接收器件的外部保持时间T h 的要求。
在一个实际的系统中,把同一个时钟源分布到不同的时钟目的端的延时差叫做t skew (如果到源端触发器比到目的触发器延时小,t skew 为正值,否则为负值)。而时钟沿的到达时间也会与理想情况有一些差别,这里把理想的时钟周期与实际的时钟周期的差别叫做t jitter (如果理想的时钟周期大于实际的时钟周期,t jitter 为正值,否则为负值)。如果时钟信号的下一个有效边沿超前于预定时间到达,这样时钟的有效周期缩短,而在这个时钟周期内,电路同样需要正常工作。这样,在考虑时序余量时,就需要把时钟的偏斜和抖动计算在内,满足:
t co +t logic +t sy ≤T +t skew -t jitter
(3)
与此类似,在考虑同步I/O 接口时序时,也必须考虑单板上时钟分配系统之间的偏斜以及时钟抖动。2.2 Xilinx 的Chip Snyc 技术与Altera 的DPA 技术
Xilinx 的ChipSnyc 技术与Altera 的DPA 技术所完成
的功能都是为了在高速数据率的情况下,实现源同步的数据传输,只是中间实现比特对齐的环节不同。Xilinx 的
ChipSnyc 技术采用75ps 为粒度的64级延迟线,并采用系
统状态机来实现比特对齐,而Altera 的DPA 技术采用快速锁相环(Fast PLL )产生的8个以45°为粒度的相位,他的相移值是由快速锁相环的输出频率控制的,快速锁相环的最高输出频率为1GHz ,可以实现01125ns 为粒度8级延迟线,因此时延的精度没有Xilinx FP GA 的高。2.2.1 Xilinx Virtex 4系列FP GA
用Xilinx Virtex 4系列FP GA 的Chipsync 实现在数据有效窗口的正中央采集数据,可获得更大的时序余量。在Virtex 4管脚和逻辑之间嵌入一个叫ChipSync 的关键电路,他由ISERDES ,OSERDES ,时钟组成。ISERDES 为输入方的串行和解串行电路,主要有分频、比特和字对齐电路;OSERDES 为输出方的串行和解串行电路,主要有倍频电路;时钟为局部的时钟,主要有具有时钟能力的
I/O 。
(1)Xilinx Virtex 4ChipSync 系统结构
Xilinx Virtex 4中的ChipSync 由Idelay 、控制Idelay
的系统状态机、Idelay 的控制模块、200M Hz 的校准时钟组成(如图3所示),这些部件配合起来工作可保证精准的
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大约75ps 为粒度且共有64级的延迟线,可实现时钟和数
据的比特对齐。
图3 Xilinx Virtex 4ChipSync 的结构图
数据经过Idelay ,在数据总线上附加一个固定的相移,具体的相移值可由用户自行确定,也可由自适应的训练方法找出来,数据经过Idelay 环节,同时由ISERDES 的部件降频之后每一个数据比特可以展宽成n b 。
搜寻数据有效窗口的过程是利用Idelay 锁住时钟和数据之间的相对相位移动,找出数据的上跳沿和下跳沿,这样就可以通过两个跳沿之间宽度以及第一个跳沿发生的时间来计算出数据有效窗口的准确位置。
FP GA 内部要处理1GHz 的数据是相当困难的,所以
在实现输入数据比特对齐之后,必须把输入的高速数据降频,用FP GA 内部的逻辑实现数据总线的位宽展宽。在
ChipSnyc 中集成的ISERDES 的部件可以实现数据的解串
行化,同时Virtex 4提供了内嵌部件BU FR ,可实现位宽为2,3,4,5,6,7,8,10数据位宽展宽的功能,ISERDES 和
BU FR 部件协同工作降低了数据的变化率。
(2)分析DDR 数据捕获的波形
DDR 数据捕获的波形如图4所示。图4中,黑色部分
是由各种不确定因素累加起来造成的,接收方的采样时钟必须准确地于数据有效窗口的正中央采样数据,数据是以
1Gb/s 来传递的,那么时钟工作在500M Hz ,为了在接收
方准确地将数据捕获下来,可利用Virtex 4中的Chipsync
提供精确的数据和时钟的对齐电路。
图4 DDR 数据捕获的波形
在Chipsync 中有Idelay 环节,Idelay 是输入方的延迟环节,在运行期可以将数据和时钟对齐。Idelay 包括64级,每级有75ps 的延迟线,共有418ns 的延迟,使系统具有最大的设计余量、更高的稳定性。
图4中,以75ps 为粒度准确地捕获数据的有效窗口,只要数据有效窗口大于75ps 的2倍,也就是大于150ps ,就完全有机会将数据捕获出来,在1.2节例子中提到在
1Gb/s 数据有效窗口的大约有400ps ,因此400ps 相对于
75p s 来说是非常宽松的设计。
2.2.2 Altera 系列FP GA
为使每一个数据线找出一个合适的采样时钟相位,保证在接口处把所有的数据都正确地采样进来,Altera
Stratix ⅡFP GA 采用了一种DPA 的技术
[2,3]
。
在一些可以支持高速低压差分电路(LVDS )输入的管脚处,有一个解串电路实现了串行转换。另外,还有一个动态相位调整DPA 电路,可以实现更高速可靠的输入采样电路。
在普通的源同步设计中,随路时钟相对数据总线的相
位固定,同时保证数据和数据、数据和时钟之间的PCB 走线偏斜尽量小,这样数据总线和时钟在传输过程中的延迟可以做到差别很小,同时他们受外部环境影响的效果差不多,各种影响可以基本抵消掉,而在内部依靠单元或PLL 可将数据和采样时钟对准,这种对准又称为静态相位对准。
DPA 电路原理(如图5所示)是先用快速锁相环(Fast PLL )输出的8个不同相位的时钟对输入的数据分别采
样,由此可以判断出该数据线翻转的位置,这样,就可以从这8个不同相位的时钟内选出一个位于有效数据中的时钟采样该数据,从而可以保证采样的正确。将输入串行数据和8个相位的时钟送入动态相位调整DPA 块,输出一个动态相位调整时钟(DPA
clk )和重调数据(retimed
data ),动态相位调整时钟是从8个相位的高速时钟中选
出来的其中一个,可以保证动态相位调整时钟正确地采样到重调数据。随后是一个同步器,实际上是一个1b 宽,
6b 深的FIFO ,用来把动态相位调整时钟域转到高速的串
行时钟的时钟域中,方便后面电路的实现。由于动态相位调整时钟和串行时钟的频率完全一样,只是相位不同,所以同步器电路不会发生溢出的问题,从同步器中读出的数据将被送进数据重对准电路,再输入到解串器中做
串并转换。
图5 Altera Stratix ⅡDPA 结构图
3 Altera DPA 技术在高速源同步接口的应用
接口时钟速率的提高,使得传统同步方式的数据接口电路变得越来越难以实现,许多接口开始采用源同步方式,其时钟伴随数据传输。例如目前业界比较流行的SPI
412接口
[5,6]
,就是采用了1对LVDS 时钟信号和16对
LVDS 数据信号传送,如果每对数据信号工作在1Gb/s
带宽,那么整个接口可以达到16Gb/s [4]。
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设计如下:Stratix Ⅱ与Stratix GX 中每对数据信号可工作在1Gb/s ,所以可用Stratix Ⅱ设备来实现2个
125M Hz 参考时钟的1Gb/s LVDS 接口的桥接,并且接
收端采用DPA 模块,接收端与发送端采用同一个快速锁相环。这个设计只是为了说明DPA 的使用方法,没有在接收器和发送器之间加入用户的控制逻辑,这里直接把接收端与发送端连接在一起。采用Quart us Ⅱ510对发送接口与接收端口进行设计。
发送端口设计:FP GA 内部的逻辑无法工作在1GHz 的时钟频率下,假定内部要输出的是8b 并行数据,工作时钟频率是125M Hz ,在接口处需要一个串行器(Seriali 2
zer ),把8位并行数据转为1位的串行信号。这里要使用Stratix Ⅱ中的快速锁相环(Fast PLL )来产生1GHz 串行
时钟和125M Hz 的内部并行时钟和载入使能时钟。串行器中的并行时钟输入的并行数据是由串行时钟在载入使能有效处把数据读入到“并行载入寄存器”中的,这样就可以满足内部逻辑和串行器电路之间接口仍然是一个低速并行时钟周期的要求,使得时序余量最大化。
具体实现:设置LVDS 发送端口,在Quart us Ⅱ中打开MegeWizard plug in manager 在其中选择AL TLVDS ,完成发送接口设计需要4步设置:
(1)选择LVDS transmitter ,关闭Use External PLL ,
这个设计里用软件来自动设置快速锁相环的参数。数据发送的通道数最多可选18个通道,这里只选择一个通道,设置串行化因子最大可以达到10位,这里选择8位;
(2)选择输出速率这里选择1Gb/s ;
(3)选时钟输出的分频因子,这里为得到125M Hz 的
时钟而选择8;
(4)选择要生成的文件类型。
接收接口和字节边界对准电路的设计:主要采用
DPA 电路完成接收1Gb/s 的数据和1
路125M Hz 的
时钟。
具体实现:设置LVDS 接收端口,在Quartus Ⅱ中打开MegeWizard plug 2in manager 在其中选择
AL TLVDS ,完成发送接口设计需要4步设置:
(1)选择LVDS receiver 接电端口,并使能DPA 模
式,选择1通道输入和串行化因子为8,这是因为选择要对应输入端的设置。
(2)设置输入数据频率为1Gb/s ,输入时钟为125M Hz 。
(3)rx
dpll
enable 为DPA 电路的动态控制这里只
有1路数据通道,因此不选此项。rx
dpll
hold 为DPA
持续监测输入数据流的相位并选择新的时钟相位,选中此项。Rx fifo reset input port 是放在DPA 与数据对齐线路之间的fifo ,这个端口通常用于DPA 与LVDS 时钟之间的缓冲,选中此项。Rx
reset input port ,这个端口复位
DPA 线路的所有部件,选中此项。Rx
dpa
locked out 2
put port ,DPA 模块用8个相差45°的不同相位去采样输
入的数据,可用来监测DPA 的状态和决定何时锁定最合适的采样相位,选中此项。
(4)Register output s ,通过rx
outclock 对接收器的
输出进行注册,选中此项。Rx channel data align input
port ,这个端口用来向通道插入数据完成输入数据的字对
齐。选中此项。Rx cda reset input port ,这个端口可用来复位数据对齐电路。Rx cda max output port ,这个端口指示循环指针已经到达字对齐电路,这里选中此项。设计的顶层原理图如图6所示。
图6 Altera Stratix Ⅱ高速源同步(下转第151页)
8
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供的大量函数库功能用C语言构造ARM版本的ISS,然后再构造ARM9的总线功能模型,并将二者链接成ARM9的存储访问模型。要应用该环境进行验证,要在该平台上进行一个完整的软硬件协同验证,必须还要做以下工作:软硬件的配置文件、V2CPU初始化、Linux Shell脚本语言链接程序等。
4 结 语
综上所述,我们知道开发大型而复杂的SoC系统时,验证会占用70%或更多的开发时间,因为环境模型的建立、测试平台的设计以及测试内容的撰写都需要很多时间。另外,传统方法使实时检查以及验证程序代码的重复使用性变得非常困难。目前,许多设计小组仍然沿用十万门设计中的工具和方法来验证庞大的硬件和其嵌入软件,这些方法往往要占用50%以上的设计周期,而且已经达到极限。至此可以看出设计一个SoC,验证最后设计的正确性被视为设计更大规模的系统级芯片的重要瓶颈。所以我们提出一种设计思想,软硬件协同设计和验证平台的出现,通过挖掘软硬件之间的协同性,可以克服传统设计方法中把软件和硬件分开设计而带来的弊端,使整个设计过程以及设计出来的产品能够高效地工作,该平台及方法在未来的SoC设计中占据越来越重要的地位。
参 考 文 献
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[5]严迎建,刘明业.片上系统设计中软硬件协同验证方法的研
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作者简介 张花娟 女,1976年出生,西安微电子研究所在读硕士研究生。研究方向为嵌入式计算机系统软硬件协同设计技术。(上接第148页)
4 结 语
在处理高速数据捕获方面,ChipSync技术在每个用户I/O中都可以实现时钟和数据相位之间的对齐,而且在运行期是动态的来调节。DPA解决了高速接口信号面临的最关键的数据采样问题。DPA消除了导致最初产品发布推迟的潜在时序问题。设计者使用DPA可以更多地关注如何实现和优化复杂的板级设计问题。Chip Sync技术和DPA技术是目前业界为解决单板互连的可靠性、简化PCB 设计、提高接口的时序余量、可实现高速数据采样的2种方法,而且逐渐被业界所接受。
参 考 文 献
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电子技术,2005,28(24):1122114.
作者简介 于 女,1979年出生,硕士研究生。主要研究方向为无线通信。
2007中国信息化发展高峰论坛举办
“2007中国信息化发展高峰论坛”日前在北京举行。来自国家信息中心、人事部信息中心的政府领导、10多位信息化专家、200多名企业用户以及50余家媒体会聚一堂,一起探讨了2006年中国信息化建设过程中存在的问题,指出了效能、合作以及和谐之间的辩证关系,并预测了2007年企业信息化及电子政务的发展趋势。此次高峰论坛以“效能、合作、和谐”为主题,同时评选出了“2006年中国信息化十大新闻”,并对在2006年信息化实践方面表现突出的企业进行了奖励。
(摘自《中国电子报》)
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数据采集方案
目录 一、工业环境背景 (2) 1.基于“工业4.0”及“中国智造2025”的智慧化工业环境 (2) 2.控制/执行层所需要的最优化的支撑环境 (2) 二、智能控制过程中三大模块在MES/ERP的架构中的作用 (3) 1.工业软件模块 (4) 2.执行设备模块 (4) 3.工业通讯路由控制器 (5) 三、工业现场信息数据的采集方式 (9) 1.传感器信息数据采集 (10) 2.标准通信接口信息数据采集 (10) 3.视觉识别信息数据采集 (11) 四、基于SartAgent系统环境的信息数据采集架构 (11) 1.解决方案宗旨： (11) 2.信息数据采集系统整体架构 (12) 1）一站式智能装备生态系统 (12) 2）控制系统解决方案特点 (13) 3）系统整体架构拓扑图 (13) 4）采用DW系列信息数据采集模式 (15) （1）通过标准通信接口获取信息数据 (15) （2）通过传感器获取信息数据 (15) （3）通过视觉识别获取信息数据 (16) 3.系统构成 (17) 1)Smart Agent统一开发平台 (17) 2)SmartAgent支持的工业网络协议 (19) 3)SmartAgent控制器 (20) （1）DW-59一体化控制系统 (20) a.参数配置 (20) b.编程环境支持 (21) c.应用场景 (23) d.优势 (23) （2）DW-79一体化控制系统 (24) a.参数配置 (24) b.编程环境 (25) c.应用场景 (26) d.优势 (27) （3）DW-28系列工业协议路由器 (28) a.参数配置 (28) b.编程环境支持 (29) c.应用场景 (29) d.优势 (30)
数据共享交换平台解决方案 1. 概述 在我国，政府职能正从管理型转向管理服务型，如何更好地发挥政府部门宏观管理、综合协调的职能，如何更加有效地向公众提供服务，提高工作效率、打破信息盲区、加强廉政建设 已成为当前各级政府部门普遍关注和亟待解决的问题。国家“十五”计划纲要要求“政府行政管理 要积极运用数字化、网络化技术，加快信息化进程”。各级政府、行政管理部门都面临着利用 信息技术推动政务工作科学化、高效率的新局面。 随着电子政务建设的不断发展，政府拥有越来越多的应用数据，如何建立政府信息资源采集、处理、交换、共享、运营和服务的机制和规程，实现分布在各类政府部门和各级政府机关 的信息资源的有效采集、交换、共享和应用，是电子政务建设的更高级的阶段和核心任务。 信息资源只有交流、共享才能被充分开发和利用，而只有打破信息封闭，消除信息“荒岛” 和“孤岛”，也才能创造价值。目前各级政府都在进行政务资源数据的“整合”，但“整合”什么？ 如何“整合”？“整合”后做什么？将是摆在政府各级领导面前的首要问题。 北京华迪宏图信息技术有限公司凭借自身丰富的电子政务建设经验、自主创新的技术研发优势，为各级政府机构的实际需求提供了政务资源整合的综合解决方案——华迪宏图数据共享 交换平台。 2. 电子政务总体框架 华迪宏图数据共享交换平台总体框架如下： 由上图可以看出，华迪宏图数据共享交换平台交换体系共分为六个层次，分别是安全和标准体系、网络基础设施、信息资源中心、共享交换平台、应用层和展示层。 （1）展示层 通过建立综合信息集成门户系统为用户提供统一的用户界面，信息和应用通过门户层实现统一的访问入口和集中展现。 （2）应用层
资源数据采集技术方案 公司名称 2011年7月二O一一年七月
目录 第 1 部分概述 (3) 1.1 项目概况 (3) 1.2 系统建设目标 (3) 1.3 建设的原则 (4) 1.3.1 建设原则 (4) 1.4 参考资料和标准 (5) 第 2 部分系统总体框架与技术路线 (5) 2.1 系统应用架构 (6) 2.2 系统层次架构 (6) 2.3 关键技术与路线 (7) 第 3 部分系统设计规范 (9) 第 4 部分系统详细设计 (9)
第 1 部分概述 1.1 项目概况 Internet已经发展成为当今世界上最大的信息库和全球范围内传播知识的主要渠道，站 点遍布全球的巨大信息服务网，为用户提供了一个极具价值的信息源。无论是个人的发展还 是企业竞争力的提升都越来越多地依赖对网上信息资源的利用。 现在是信息时代，信息是一种重要的资源，它在人们的生活和工作中起着重要的作用。 计算机和现代信息技术的迅速发展，使Internet成为人们传递信息的一个重要的桥梁。网络 的不断发展，伴随着大量信息的产生，如何在海量的信息源中查找搜集所需的信息资源成为 了我们今后建设在线预订类旅游网重要的组成部分。 因此，在当今高度信息化的社会里，信息的获取和信息的及时性。而Web数据采集可以通过一系列方法，依据用户兴趣，自动搜取网上特定种类的信息，去除无关数据和垃圾数据，筛选虚假数据和迟滞数据，过滤重复数据。直接将信息按照用户的要求呈现给用户。可 以大大减轻用户的信息过载和信息迷失。 1.2 系统建设目标 在线预订类旅游网是在线提供机票、酒店、旅游线路等旅游商品为主，涉及食、住、行、游、购、娱等多方面的综合资讯信息、全方位的旅行信息和预订服务的网站。 如果用户要搜集这一类网站的相关数据，通常的做法是人工浏览网站，查看最近更新的信息。然后再将之复制粘贴到Excel文档或已有资源系统中。这种做法不仅费时费力，而且 在查找的过程中可能还会遗漏，数据转移的过程中会出错。针对这种情况，在线预订类旅游网信息自动采集的系统可以实现数据采集的高效化和自动化。
数据集成整体解决方案 继系统集成、应用集成、业务集成之后，最头痛的数据集成（Data Integration）已渐被各大企业纷纷触及。目前国内大多数企业还仅停留在服务于单个系统的多对一架构数据集成应用，这种架构常见于数据仓库系统领域，服务于企业的商务智能。早期那些数据集成大家大都是从ETL启蒙开始的，当时ETL自然也就成了数据集成的代名词，只是忽然一夜春风来，各厂商相继推出DI新概念后，我们不得不再次接受新一轮的DI洗脑，首推的有SAS DI、Business Objects DI、Informatica DI、Oracle DI（ODI）等厂商。 数据集成，主要是指基于企业分散的信息系统的业务数据进行再集中、再统一管理的过程，是一个渐进的过程，只要有新的、不同的数据产生，就不断有数据集成的步聚执行。企业有了五年、八年的信息化发展，凌乱、重复、歧义的数据接踵而至，数据集成的空间与需求日渐迫切，企业需要一个主数据管理（Master Data Manager）系统来统一企业的产品信息、客户信息；企业需要一个数据仓库（Data Warehouse）系统来提高领导层的决策意识，加快市场战略调整行动；企业需要一个数据中心（Data Center）系统来集中交换、分发、调度、管理企业基础数据。 数据集成的必要性、迫切性不言而喻，不断被推至企业信息化战略规划的首要位置。要实现企业数据集成的应用，不光要考虑企业急需集成的数据范围，还要从长远发展考虑数据集成的架构、能力和技术等方面内容。从数据集成应用的系统部署、业务范围、实施成熟性看主要可分三种架构。一种是单个系统数据集成架构、一种是企业统一数据集成架构、一种是机构之间数据集成架构。 单个系统数据集成架构，是国内目前大兴土木所采用的架构，主要是以数据仓库系统为代表提供服务而兴建的数据集成平台，面向企业内部如ERP、财务、OA等多各业务操作系统，集成企业所有基础明细数据，转换成统一标准，按星型结构存储，面向市场经营分析、客户行为分析等多个特有主题进行商务智能体现。这种单个系统数据集成应用架构的主要特点是多对一的架构、复杂的转换条件、TB级的数据量处理与加载，数据存储结构特殊，星型结构、多维立方体并存，数据加载层级清晰。
xxx大数据库中心数据库 投资商和企业数据采集处理项目 项目编号：I53001206 技术方案 xxx有限公司 二○一七年六月
目录 1 引言 (3) 1.1 项目背景 (3) 1.2 项目目标 (3) 1.3 建设原则 (3) 1.4 参考规范 (4) 1.5 名词解释 (5) 2 云数据采集中心 (7) 2.1 需求概述 (7) 2.2 总体设计 (7) 2.3 核心技术及功能 (10) 3 大数据计算平台 (34) 3.1 需求概述 (34) 3.2 总体设计 (34) 3.3 数据模型设计 (35) 4 数据运营 (38) 4.1 数据挖掘分析 (38) 4.2 数据分析处理的主要工作 (38) 4.3 数据分析团队组织和管理 (39) 5 安全设计 (42) 6 风险分析 (46) 7 部署方案 (47) 8 实施计划 (48) 9 技术规格偏离表 (49) 10 售后服务承诺 (52) 11 关于运行维护的承诺 (55) 12 保密措施及承诺 (56) 13 培训计划 (58)
1 引言 1.1 项目背景 XXX大数据中心建设出发点考虑从投资者角度涵盖招商全流程，尽可能为投资者解决项目实施过程中的困难和问题，便于招商部门准确掌握全省招商数据，达到全省招商项目数据共享，形成全省招商工作“一盘棋、一张网、一体化”格局。大数据中心将充分发挥大数据优势，加强对企业投资项目、投资轨迹分析，评估出其到XX投资的可行性，为招商过程留下痕迹、找到规律、明辨方向、提供“粮食”、提高效率，实现数据寻商、数据引商、数据助商，实现数据资源实时共享、集中管理、随时查询，实现项目可统计、可监管、可协调、可管理、可配对、可跟踪、可考核。 本次数据运营服务主要是为大数据平台制定数据运营规范及管理办法，同时为“企业数据库”提供数据采集、存储与分析服务，并根据运营规范要求持续开展数据运营服务。 1.2 项目目标 ●制定招商大数据运营规范及管理办法。 ●制定招商大数据相关元数据标准，完成相关数据的采集、整理与存储。 ●根据业务需求，研发招商大数据招商业务分析模型，并投入应用。 ●根据运营规范及管理办法的要求持续开展数据运营工作。 1.3 建设原则 基于本项目的建设要求，本项目将遵循以下建设原则：
高速数据采集卡的信号处理功能 高速数据采集卡的信号处理 高速数据采集卡可以实现精确的，高分辨率的数据采集，并传输到主机上。在高速数据采集卡和主机上的应用信号处理函数，可以对获取信号进行增强处理，或者通过简单测量抽取最有用的信息。 现代高速数据采集卡支持软件，像坤驰科技公司代理的Spectrum的Sbench6 和很多第三方程序，吸收了很多信号处理的功能。这其中包括波形运算，积分，boxcar平均，快速傅里叶变换FFT，前置滤波功能，和直方图。这个应用笔记将研究所有这些功能并且提供这些工具均有应用的典型的范例。 模拟计算（波形运算） 模拟计算包括对获取波形的加法，减法，乘法和除法。在数据上应用这些函数是为了提高信号的质量，或者导出备选函数。举一个例子就是用减法将差分组件和一个差动波形结合产生的共模噪声和收集的减少的值。另一个例子是用电流和电压波形的乘积来计算瞬时功率。 在样品波形上通过样品基础应用每一个算术函数。这是假设连结起来的波形都有相同的记录长度。图表1显示了使用软件为模拟计算所做的相关配置。 在需要的信号源通道上右击会弹出选择框。选择“计算”会打开计算的选择栏，信号计算，信号转换，和信号平均。信号计算的一种选择可提供路径到傅里叶变换，直方图，滤波和其它的一些功能。如果选择模拟计算，计算对话框就会弹出以允许对所需要的运算算法进行设置。在这个例子中，两个输入信号被相加。其他的一些选项如减法，加法和除法。类似的选择路径能够引出其他的一些可讨论的信号处理函数。
第一个应用波形算法解决实际问题的例子就是从另一个信号里面减掉另一个信号成分来估计差分信号。如图标2所示。 差分信号通常被用来提高信号的完整性。表2中例子里一个1MHZ的时钟信号中“P”和“N”成分（在右手边面板里显示的）是用减法来运算结合起来的。所产生的差分信号在左边网格里显示。左侧中心的信息面板用参数来测量峰峰值和每种波形的平均值。要注意差分信号有两倍的峰峰值幅度和一个接近零的平均值。也要注意到差分信号成分里的共模噪声已经被消除了。
移动数据采集解决方案 3G时代的到来，使得移动应用日渐热门。由于移动终端的携带方便，信号覆盖广，操作便捷等优势，使得移动终端已经成为生活必带随身用品，人们对其给予了越来越高的关注与期望。 企业和政府依托移动终端，采用无线数据传输技术、定位技术、通过事件分类编码体系、地理编码体系，形成科学的数据采集和更新机制，完成对流程、管理问题的表单、图像、声音和位置信息实时传递，实现精确、快捷、高效、可视化、全时段、全方位覆盖的管理模式，实现应用与管理方式的多样化。 一、移动终端应用分析 传统的数据采集方式的问题： υ依赖于纸质表格和手工填报，之后输入至相关的计算机系统。这样的操作方式存在很多问题，如手段单一、数据传递不及时、无法确认数据采集的地理位置、时间等。 υ数据质量难以保证。 υ数据采集的过程无法监控。 υ大量繁杂的事后录入工作，不但增加了工作量，录入错误的几率也很高。 传统数据获取方式的问题： υ要求复杂的数据交互，同时兼顾现场数据查询和数据录入。 υ需要固定场所、固定布局的企业和政府信息化建设。 υ人们需要在企业、政府的内网完成数据查询与阅览。而随时随地的获取所需信息至关重要。人们不可能将海量数据带在身边，尤其是当这些数据存储在内网的数据库中的时候。 二、数据采集解决方案 移动数据采集系统以移动终端为载体，结合2G/3G等移动通信网络，建立起一套可移动化的信息系统，通过将企业、政府的内部办公、业务系统扩展到移动终端的方式，帮助用户摆脱时间和空间的限制，使用户随时随地关联内网系统，获取所需任务与信息，按照标准
化的工作流程，快速执行采集任务的填报工作，完成对文字、表单、图像、声音和位置信息的采集和实时传递，保证采集任务的快速构建和及时传输、摆脱地域性和网络资源设备的限制，实现精确、快捷、高效、可视化的数据采集模式。 通过整合移动数据采集、信息查询、第三方系统等，形成一套完备的移动应用平台，终端应用可完成数据录入、查询展示等功能，后台管理系统用于接收终端上报的采集数据、管理任务分类和派发、查看任务进展、信息反馈、数据统计、分析和展示以及工作监督等相关工作。 同时对所有移动终端设备进行分层次的集中式管理，遵循“分级建设、集中管理、全网服务、在线升级”的原则，为参与移动应用的终端设备提供状态监视、信息推送、文件推送、软件推送、终端控制等操作，支持相应的统计工作。 1、设计原则 基本原则如下： 1．突出重点。以摸清采集对象基本情况，查实数据为主，辅之以其他必要的内容。 2．优化方式。核对与登记一次完成，多种采集手段相结合，以提高效能，减轻中间环节与工作负担。 3．统一组织。在集中管理下，统一设计方案、统一布置培训、统一实施调查、统一处理数据、统一发布数据。 4．创新手段。充分运用现代信息技术，全面采用手持电子终端设备和电子地图，实现数据的采集、报送、处理等手段的自动化、电子化，提高信息化水平。 2、系统组成 采用B/S架构组建后台的综合管理服务平台，通过政府或企业的信息专网与互联网之间安全认证以及协调工作，保证内外网之间信息交互的安全性、可靠性、及时性，为用户提供丰富、可靠的管理和数据支持；移动终端采用C/S架构组建前端数据采集系统，提供录入、拍照、定位等多种手段采集数据，通过有线网络上传下载业务流程所需数据。 其核心是移动终端上的数据获取与采集，对业务数据、表单和基础信息数据库导出的信息进行核查，同时全面采集业务流程中的所有数据。此外，在抽取一定比例的数据，通过对填报率、主要指标的填报情况，如差错率等进行质量抽查，由其结果评估基础数据质量。
信息数据整合方案公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-
信息资源整合方案 一、总体思路 全面梳理市局各气象业务系统的硬件架构、数据流程、存储方式等，根据梳理结果制定现有服务器、存储资源整合方案，将满足虚拟化整合技术要求的服务器及存储设备，整合到资源池。实现信息资源的有效共享和关键数据的多业务复用，最终形成统一的全局数据视图，促进气象信息数据的优化管理。二、信息资源整合方案 利用今年新购置的Isilon高性能存储设备对市局数据存储业务进行初步整合。充分发挥Isilon设备可扩展容量大、扩容速度快、数据处理性能高的优势，利用可靠性高、可维护性高、空间利用率高的集中式NAS存储逐步替代市局原有松散的存储设备，并接管其上的数据存储业务，达到信息资源整合的目的。 目前新购置的Isilon高性能存储设备为裸空间99TB的 3节点集群，每个节点配置24GB内存，33TB数据盘，800GB SSD缓存盘。按照其实际可用空间80T估算，预计可对市局以下存储业务进行整合。 1、支撑预报一体化平台高性能存储需求。 购置Isilon高性能存储设备的最初目的是为了解决预报一体化平台数据访问I/O瓶颈，满足数据产品共享存储高效访问的需求。因此， Isilon首要目的是支撑预报一体化平台高效运行。按照项目开发组提供的需求，Isilon将分别为数据库提供12TB数据存储，为虚拟化服务器提供10TB本地存储，为数据加工产品提供一年38T的共享存储空间，合计 60TB。未来根据存储实际使用情况，可考虑对Isilon空间进行扩容。
2、接管气象台WRF模式存储管理业务。 由于气象台7TB的模式数据二级存储已经应用多年，设备老化，性能较低，存在一定的不稳定因素，拟在Isilon设备中分配10TB空间，用以替代气象台现有7TB二级存储，逐步接管气象台WRF模式存储管理业务。 3、其他数据存储业务整合 预报一体化平台的主要存储迁移到Isilon设备上之后，将为服务器虚拟化平台释放掉大约20T存储空间。山洪项目采购设备到位之后，预报一体化平台的数据库和产品加工等密集计算节点将迁移至物理资源池，服务器虚拟化平台的计算资源将得到有效释放，为更多低开销型应用、业务迁移至虚拟化平台提供足够资源。根据实际业务需求，考虑在NAS设备上分配2TB空间用于存放CMACast短期广播数据，对局域网用户提供全开放访问，同时将MICAPS3数据处理服务由物理服务器迁移至虚拟化平台，MICAPS3实时历史数据逐步迁移至虚拟化平台，其它探测资料的历史归档数据也逐步迁移到存储资源池进行统一管理。原存储设备释放出空间后，将根据设备可用性实际情况，加入到虚拟化平台进行异构管理。 三、整合步骤与安排 1、需求调研（2016年12月） 分别对预报一体化平台项目开发组、气象台、科研所等单位进行调研，了解存储资源实际需求，理清各业务系统之间的关联关系，确定存储资源分配、迁移、整合、回收方案。 2、数据迁移（2016年12月-2017年3月）
信息采集系统解决方案
信息采集系统解决方案 1系统概述 信息采集是信息服务的基础，为信息处理和发布工作提供数据来源支持。信息数据来源的丰富性、准确性、实时性、覆盖度等指标是信息服务的关键一环，对信息服务质量的影响至关重要。针对交通流信息数据，包括流量、速度、密度等，目前主要是基于微波、视频、地磁等固定车辆检测器以及浮动车等移动式车辆检测器进行采集，各种采集方式都存在响应的利弊。针对车驾管以及出入境数据，包括车辆信息、驾驶人信息、出入境办证进度信息等，主要是通过和公安相关的数据库进行对接，此类信息将在信息分析处理系统进行详细介绍。 针对目前交通信息来源的多样性以及今后服务质量水平发展对信息来源种类扩展要求，需要建设一套统一的，具备良好兼容性和前瞻性的交通信息统一接入接口。一方面，本期项目的各种交通信息来源可以使用该接口进行数据接入，另一方面，当新的或第三方的交通信息来源需要加入到本系统中来时，可以使用该接口进行数据接入，不需要再次投入资源进行额外开发。 统一接入接口建成后，根据各种数据来源系统的网络环境、系统技术特性和交通流信息数据特点，开发相应的交通信息数据对接程序，逐一完成微波采集系统、浮动车分析系统、人工采集等来源的交通信息数据采集接入。 2系统架构及功能介绍 2.1统一接入接口 统一接入接口的建设的关键任务包括接口技术规范制定、路网路段编码规则约定及交通信息数据结构约定等多个方面。
2.1.1接口技术规范 一方面由于本系统接入的交通信息数据来源多样，开发语言和系统运行的环境均存在差异，不具备统一的技术特性；另一方面，考虑到以后可能需要接入更多新的或第三方的信息系统作为数据来源，应当选择较成熟和通用的接口实现技术作为本项目的交通流信息采集统一接入接口实现技术。 根据目前信息系统建设的行业现状，选择Web Service和TCP/UDP Socket 作为数据传输接口的实现技术是较优的选择。Web Service和TCP/UDP Socket 具有实时性强、通用性强、应用广泛、技术支持资源丰富等优势，可以实现跨硬件平台、跨操作系统、跨开发语言的数据传输和信息交换。 项目实施时需要根据现有的信息采集系统的技术特点来具体分析，以选定采用Web Service或TCP/UDP Socket作为接口实现技术，必要时可以两种方式并举，提供高兼容度的接口形式。 为了保护接入接口及其数据传输的安全性，避免恶意攻击访问，避免恶意数据窃取，可以使用身份认证、加密传输等技术来加以保证。 统一数据采集接口的工作流程可以如下进行：
信息资源整合方案 一、总体思路 全面梳理市局各气象业务系统的硬件架构、数据流程、存储方式等，根据梳理结果制定现有服务器、存储资源整合方案，将满足虚拟化整合技术要求的服务器及存储设备，整合到资源池。实现信息资源的有效共享和关键数据的多业务复用，最终形成统一的全局数据视图，促进气象信息数据的优化管理。 二、信息资源整合方案 利用今年新购置的Isilon高性能存储设备对市局数据存储业务进行初步整合。充分发挥Isilon设备可扩展容量大、扩容速度快、数据处理性能高的优势，利用可靠性高、可维护性高、空间利用率高的集中式NAS存储逐步替代市局原有松散的存储设备，并接管其上的数据存储业务，达到信息资源整合的目的。 目前新购置的Isilon高性能存储设备为裸空间99TB的3节点集群，每个节点配置24GB内存，33TB数据盘，800GB SSD缓存盘。按照其实际可用空间80T估算，预计可对市局以下存储业务进行整合。 1、支撑预报一体化平台高性能存储需求。 购置Isilon高性能存储设备的最初目的是为了解决预报一体化平台数据访问I/O瓶颈，满足数据产品共享存储高效访问的需求。因此，Isilon首要目的是支撑预报一体化平台高效运行。按照项目开发组提供的需求，Isilon将分别为数据库提供12TB数据存储，为虚拟化服务器提供10TB本地存储，为数据加工产品提
供一年38T的共享存储空间，合计60TB。未来根据存储实际使用情况，可考虑对Isilon空间进行扩容。 2、接管气象台WRF模式存储管理业务。 由于气象台7TB的模式数据二级存储已经应用多年，设备老化，性能较低，存在一定的不稳定因素，拟在Isilon设备中分配10TB空间，用以替代气象台现有7TB二级存储，逐步接管气象台WRF模式存储管理业务。 3、其他数据存储业务整合 预报一体化平台的主要存储迁移到Isilon设备上之后，将为服务器虚拟化平台释放掉大约20T存储空间。山洪项目采购设备到位之后，预报一体化平台的数据库和产品加工等密集计算节点将迁移至物理资源池，服务器虚拟化平台的计算资源将得到有效释放，为更多低开销型应用、业务迁移至虚拟化平台提供足够资源。根据实际业务需求，考虑在NAS设备上分配2TB空间用于存放CMACast短期广播数据，对局域网用户提供全开放访问，同时将MICAPS3数据处理服务由物理服务器迁移至虚拟化平台，MICAPS3实时历史数据逐步迁移至虚拟化平台，其它探测资料的历史归档数据也逐步迁移到存储资源池进行统一管理。原存储设备释放出空间后，将根据设备可用性实际情况，加入到虚拟化平台进行异构管理。 三、整合步骤与安排 1、需求调研（2016年12月）
2003年第17卷第4期测试技术学报V o l.17 N o.4 2003 (总第46期)JOURNAL OF TEST AND M EASURE M ENT TECHNOLOG Y(Sum N o.46) 文章编号:167127449(2003)0420287206 超高速数据采集技术发展现状 Ξ马海潮 (辽宁省葫芦岛市92941部队,辽宁葫芦岛市125001) 摘 要: 介绍超高速数据采集技术发展现状和动态.概述当前领先的几种超高速数据采集板卡;给出了目 前主要超高速ADC芯片,对超高速ADC芯片静动态性能指标进行了描述. 关键词: 超高速数据采集系统;闪式ADC;标准总线 中图分类号: T P274 文献标识码:A Extra H igh Speed Data Acquisition Technology D evelop m en ts M A H ai2chao (N o.92941PLA,L iaoning P rovince,H uludao125001,Ch ina) Abstract: T he cu rren t ex tra h igh speed data acqu isiti on techno logy developm en ts are summ arized. Several leading ex tra h igh sp eed data acqu isiti on boards in m arket are given.M ain p roducts of ex tra h igh speed flash ADC ch i p s are p resen ted.T he static and dynam ic characteristics of an ex tra h igh speed ADC ch i p are described. Key words:h igh2sp eed data acqu isiti on system;flash ADC;standard bu s 将模拟信号转换为数字信号、并进行存储和计算机处理显示的过程称为数据采集,而相应的系统则为数据采集系统(D ata A cqu isiti on System)[1～3].数据采集技术是信息科学的一个重要分支,它研究信息数据的采集、存储、处理及控制等工作,它与传感器技术、信号处理技术、计算机技术一起构成了现代检测技术的基础. 由于数据采集技术可以使许多抽象的模拟量数字化,进而给出其量值,或通过信号处理对该模拟量进行分析.与模拟系统相比,数字系统具有精度高、可靠性高等优点,因此,数据采集技术的应用越来越广泛.如温度、压力、位置、流量等模拟量,可以通过不同类型的传感器将其转换为电信号模拟量(如电压、电流或电脉冲等),再通过适当的信号调理将信号送给模拟数字转换器(ADC),使其转换为可以进一步处理的数字信号送给数字信号处理器或微处理机.反之,数字信号处理器或微处理机可通过数字模拟转换器(DA C)将其产生的数字信号转换为模拟信号,再通过信号调理进行输出. 随着科学技术的发展和数据采集技术的广泛应用,对数据采集系统的许多技术指标,如采样率、分辨率、存储深度、数字信号处理速度、抗干扰能力等方面提出了越来越高的要求,其中前两项为评价超高速数据采集系统的最重要技术指标. 提高数据采集系统的采样率可更深入、更细微、更精确地了解物理量变化特性.在许多应用场合,需要超高速数据采集系统来完成许多低速数据采集系统无法完成的工作.在雷达制导方面,需超高速、高精度地大量获取目标数据,并进行实时处理以完成对运动目标的检测和识别.在观测供电传输线上的浪涌电流时,由于浪涌的持续时间仅有几百纳秒,而电压的变化范围则可达几千伏,要精确地了解其变化 Ξ收稿日期:2003205219 作者简介:马海潮(1962-),男,博士,副总工程师,主要从事测控总体和调整数字信号处理系统硬件和软件设计等研究.
激光雷达高速数据采集系统解决方案 0、引言 1、 当雷达探测到目标后, 可从回波中提取有关信息，如实现对目标的距离和空间角度定位,并由其距离和角度随时间变化的规律中得到目标位置的变化率，由此对目标实现跟踪; 雷达的测量如果能在一维或多维上有足够的分辨力, 则可得到目标尺寸和形状的信息; 采用不同的极化方法，可测量目标形状的对称性。雷达还可测定目标的表面粗糙度及介电特性等。接下来坤驰科技将为您具体介绍一下激光雷达在数据采集方面的研究。 1、雷达原理 目标标记： 目标在空间、陆地或海面上的位置, 可以用多种坐标系来表示。在雷达应用中, 测定目标坐标常采用极(球)坐标系统, 如图1.1所示。图中, 空间任一目标P所在位置可用下列三个坐标确定: 1、目标的斜距R； 2、方位角α；仰角β。 如需要知道目标的高度和水平距离, 那么利用圆柱坐标系统就比较方便。在这种系统中, 目标的位置由以下三个坐标来确定: 水平距离D，方位角α，高度H。 图1.1 用极(球)坐标系统表示目标位置
系统原理： 由雷达发射机产生的电磁能, 经收发开关后传输给天线, 再由天线将此电磁能定向辐射于大气中。电磁能在大气中以光速传播, 如果目标恰好位于定向天线的波束内, 则它将要截取一部分电磁能。目标将被截取的电磁能向各方向散射, 其中部分散射的能量朝向雷达接收方向。雷达天线搜集到这部分散射的电磁波后, 就经传输线和收发开关馈给接收机。接收机将这微弱信号放大并经信号处理后即可获取所需信息, 并将结果送至终端显示。 图1.2 雷达系统原理图 测量方法 1）.目标斜距的测量 雷达工作时, 发射机经天线向空间发射一串重复周期一定的高频脉冲。如果在电磁波传播的途径上有目标存在, 那么雷达就可以接收到由目标反射回来的回波。由于回波信号往返于雷达与目标之间, 它将滞后于发射脉冲一个时间tr, 如图1.3所示。 我们知道电磁波的能量是以光速传播的, 设目标的距离为 R, 则传播的距离等于光速乘上时间间隔, 即2R=ct r 或 2 r ct R
数据集成，主要是指基于企业分散的信息系统的业务数据进行再集中、再统一管理的过程，是一个渐进的过程，只要有新的、不同的数据产生，就不断有数据集成的步聚执行。企业有了五年、八年的信息化发展，凌乱、重复、歧义的数据接踵而至，数据集成的空间与需求日渐迫切，企业需要一个主数据管理（Master Data Manager）系统来统一企业的产品信息、客户信息；企业需要一个数据仓库（Data Warehouse）系统来提高领导层的决策意识，加快市场战略调整行动；企业需要一个数据中心（Data Center）系统来集中交换、分发、调度、管理企业基础数据。 数据集成的必要性、迫切性不言而喻，不断被推至企业信息化战略规划的首要位置。要实现企业数据集成的应用，不光要考虑企业急需集成的数据范围，还要从长远发展考虑数据集成的架构、能力和技术等方面内容。从数据集成应用的系统部署、业务范围、实施成熟性看主要可分三种架构。一种是单个系统数据集成架构、一种是企业统一数据集成架构、一种是机构之间数据集成架构。 企业统一数据集成架构，组织结构较复杂的大型企业、政府机构尤为偏爱这种数据集成的架构，因此类单位具有业务结构相对独立、数据权力尤为敏感、数据接口复杂繁多等特征，更需要多个部门一起协商来建立一个统一的数据中心平台，来解决部门之间频繁的数据交换的需求。如金融机构、电信企业，公安、税务等政府机构，业务独立、层级管理的组织结构决定了内部数据交互的复杂性。概括来说此类应用属于多对多的架构、数据交换频繁、要有独立的数据交换存储池、数据接口与数据类型繁多等特点。
对于企业管理性、决策性较强的信息系统如主数据管理系统、财务会计管理系统、数据仓库系统等数据可直接来源于数据中心，摆脱了没有企业数据中心前的一对多交叉的困扰，避免了业务系统对应多种管理系统时需要数据重复传送
一、绪论 （一）、1、“数据采集”是指什么? 将温度、压力、流量、位移等模拟量经测量转换电路输出电量后再采集转换成数字量后，再由PC 机进行存储、处理、显示或打印的过程。 2、数据采集系统的组成? 由数据输入通道，数据存储与管理，数据处理，数据输出及显示这五个部分组成。 3、数据采集系统性能的好坏的参数? 取决于它的精度和速度。 4、数据采集系统具有的功能是什么? （1）、数据采集，（2）、信号调理，（3）、二次数据计算，（4）、屏幕显示，（5）、数据存储，（6）、打印输出，（7）、人机联系。 5、数据处理系统的分类? 分为预处理和二次处理两种；即为实时（在线）处理和事后（脱机）处理。 6、集散式控制系统的典型的三级结构? 一种是一般的微型计算机数据采集系统，一种是直接数字控制型计算机数据采集系统，还有一种是集散型数据采集系统。 7、控制网络与数据网络的结合的优点? 实现信号的远程传送与异地远程自动控制。 （二）、问答题： 1、数据采集的任务是什么？ 数据采集系统的任务：就是传感器输出信号转换为数字信号，送入工业控制机机处理，得出所需的数据。同时显示、储存或打印，以便实现对某些物理量的监视，还将被生产过程中的PC机控制系统用来控制某些物理量。 2、微型计算机数据采集系统的特点是 （1）、系统结构简单；（2）、微型计算机对环境要求不高；（3）、微型计算机的价格低廉，降低了数据采集系统的成本；（4）、微型计算机数据采集系统可作为集散型数据采集系统的一个基本组成部分；（5）、微型计算机的各种I/O模板及软件齐全，易构成系统，便于使用和维修； 3、简述数据采集系统的基本结构形式，并比较其特点？ （1）、一般微型计算机数据采集与处理系统是由传感器、模拟多路开关、程控放大器、采样/保持器、A/D转换器、计算机及外设等部分组成。 （2）、直接数字控制型数据采集与处理系统（DDC）是既可对生产过程中的各个参数进行巡回检测，还可根据检测结果，按照一定的算法，计算出执行器应该的状态（继电器的通断、阀门的位置、电机的转速等），完成自动控制的任务。系统的I/O通道除了AI和DI外，还有模拟量输出（AO）通道和开关量输出（FDO）通道。 （3）、集散式控制系统也称为分布式控制系统，总体思想是分散控制，集中管理，即用几台计算机分别控制若干个回路，再用监督控制计算机进行集中管理。 （三）、分析题： 1、如图所示，分析集散型数据采集与处理系统的组成原理，系统有那些特点？
实时数据采集系统项目解决方案
目录 1、背景 (2) 1. 1、引言 (2) 1．2、项目目标 (2) 2、应用系统体系结构 (3) 2.1、实时数据采集系统的原理构架 (3) 3、实时数据采集系统的主要功能….. .............................................................. .3 4、实时数据采集系统主要技术特征 (4) 4.1、数据传输方面 (5) 4.2、数据存储方面 (5) 4.3、历史数据 (5) 4.4、图形仿真技术 (5) 5、实时数据采集系统性能特征 (5) 5.1、数据具有实时性 (6) 5.2、数据具有稳定性 (6) 5.3、数据具有准确性 (6) 5.4、数据具有开放性 (6) 6、DCS及实时数据采集机连接说明 (6) 7、系统运行环境说明 (7) 7.1系统网络环境说明 (8) 7.2硬件环境说明 (8)
1、背景 1. 1、引言 随着国家大力推进走新型工业化道路，以信息化带动工业化，以工业化促进信息化。电力企业面临着日趋激烈的竞争。降低成本，提高生产效率，快速响应市场，是电力企业不断追求的目标。要实现上述目标，必须把企业经营生产中的各个环节，包括市场分析、经营决策、计划调度、过程监控、销售服务、资源管理等全部生产经营活动综合为一个有机的整体，实现综合信息集成，使企业在经营过程中保持柔性，因此，建立全厂统一的生产实时数据平台，就成了流程企业今后生产信息化的关键。 1．2、项目目标 “实时数据采集系统”是为生产过程进行实时综合优化服务信息系统提供数据基础。 企业信息化建设的关键问题是集成，即在获取生产流程所需全部信息的基础上，将分散的控制系统、生产调度系统和管理决策系统有机地 集成起来，不同业务和系统间能够实时的交换和共享数据。 ?建立统一的企业数据模型。 ?解决分期建设的不同应用系统、不同电厂之间彼此隔离、互不匹配、 互不共享的“信息孤岛”问题。 ?保证数据来源一致性，提高数据经过层层抽取之后的可信度。 ?汇总、分析和展示企业历史的业务数据。 ?企业管理层能够直接根据各个电厂的真实数据进行统计数据、分析 逐步钻取直到数据根源。 ?透明底层的数据，监督统计分析数据的准确性。
数据采集与处理技术 参考书目： 1．数据采集与处理技术马明建周长城西安交通大学出版社 2．数据采集技术沈兰荪中国科学技术大学出版社 3．高速数据采集系统的原理与应用沈兰荪人民邮电出版社 第一章绪论 数据采集技术(Data Acquisition)是信息科学的一个重要分支,它研究信息数据的采集、存贮、处理以及控制等作业。在智能仪器、信号处理以及工业自动控制等领域，都存在着数据的测量与控制问题。将外部世界存在的温度、压力、流量、位移以及角度等模拟量（Analog Signal）转换为数字信号（Digital Signal）, 在收集到计算机并进一步予以显示、处理、传输与记录这一过程，即称为“数据采集”。相应的系统即为数据采集系统（Data Acquisition System,简称DAS）数据采集技术以在雷达、通信、水声、遥感、地质勘探、震动工程、无损检测、语声处理、智能仪器、工业自动控制以及生物医学工程等领域有着广泛的应用。 1．1 数据采集的意义和任务 数据采集是指将温度、压力、流量、位移等模拟量采集、转换为数字量后，再由计算机进行存储、处理、显示或打印的过程。相应的系统称为数据采集系统。 数据采集系统的任务：采集传感器输出的模拟信号并转换成计算机能识别的数字信号，然后送入计算机，根据不同的需要由计算机进行相应的计算和处理，得出所需的数据。与此同时，将计算得到的数据进行显示或打印，以便实现对某些物理量的监视，其中一部分数据还将被生产过程中的计算机控制系统用来控制某些物理量。 数据采集系统的好坏，主要取决于精度和速度。 1．2 数据采集系统的基本功能 1.数据采集：采样周期
1数据集成平台 (2) 1.1 总体要求 (2) 1.2 基础架构和业务模型 (2) 1.3 业务模型分析 (6) 1.3.1 交换数据信息构造 (6) 1.3.2 前置数据采集 (8) 1.3.3 数据清洗/影射/比对/加工 (10) 1.3.4 数据路由 (11) 1.3.5 数据推送持久 (12) 1.3.6 流程化特征 (13) 1.3.7 统一部署、监控和管理 (13)
1数据集成平台 1.1总体要求 作为电子政务信息化建设的重要组成部分，政务数据互联互通共享集成平台以电子政务网络为基础，通过构建覆盖多个部门、多个政务应用系统、多等次的政务级别等多级政务信息资源交换体系技术总体平台，围绕跨部门的业务协同，以部门业务信息为基础，确定部门间交换信息指标及信息交换流程，实现不同部门间异构应用系统间松耦合的信息交换，形成部门间政务信息资源物理分散、逻辑集中的信息交换模式，提供部门间横向按需信息交换服务，提高各级政府行政管理效率和公共服务水平，满足各级政府履行职能的需要。 随着政府机构改革和职能转变的不断深入，政务应用不断的进行改进和优化，对于政务数据互联互通的需求也在不断的变化，以更好的适应新的政务应用用体系，更好的创造工作价值。政务数据集成平台需要能够实现不同的、分级次的多个部分之间的数据集成的松散耦合，以灵活敏捷的方式，实现政务信息的互联互通，从而从根本上解决政务应用系统业务流程发生变化，而需要不断的重新建设的难题。而目前，SOA框架的提出，给这样的松耦合带来了技术基础。政务信息集成平台，需要能够体现SOA的思想，真正做到灵活、敏捷，快速适应业务变更需要。 同时，随着应用信息系统的不断建立，基于数据层面的共享慢慢将难以应对对共享信息实时、多样、可变的需求，信息的互联互通进入应用系统减的集成和整合是必然的发展趋势。通过SOA框架的指导，以服务化的方式，完成政务应用系统之间的数据集成、应用集成、流程集成，是政务信息集成平台的发展目标。 1.2基础架构和业务模型 政务数据集成平台由信息库系统和信息交换系统组成。信息库系统由若干交换信息库以及政务应用系统的各种公开业务接口组成；信息交换系统由交换桥接、前置交换、交换传输、交换管理等子系统组成。
移动数据采集解决方案 由于移动终端的携带方便，信号覆盖广，操作便捷等优势，使得移动终端已经成为生活必带随身用品，人们对其给予了越来越高的关注与期望。 企业和政府依托移动终端，采用无线数据传输技术、定位技术、通过事件分类编码体系、地理编码体系，形成科学的数据采集和更新机制，完成对流程、管理问题的表单、图像、声音和位置信息实时传递，实现精确、快捷、高效、可视化、全时段、全方位覆盖的管理模式，实现应用与管理方式的多样化。 一、移动终端应用分析 传统的数据采集方式的问题： 依赖于纸质表格和手工填报，之后输入至相关的计算机系统。这样的操作方式存在很多问题，如手段单一、数据传递不及时、无法确认数据采集的地理位置、时间等。 数据质量难以保证。 数据采集的过程无法监控。 大量繁杂的事后录入工作，不但增加了工作量，录入错误的几率也很高。
传统数据获取方式的问题： 要求复杂的数据交互，同时兼顾现场数据查询和数据录入。 需要固定场所、固定布局的企业和政府信息化建设。 人们需要在企业、政府的内网完成数据查询与阅览。而随时随地的获取所需信息至关重要。人们不可能将海量数据带在身边，尤其是当这些数据存储在内网的数据库中的时候。 二、数据采集解决方案 移动数据采集系统以移动终端为载体，结合2G/3G等移动通信网络，建立起一套可移动化的信息系统，通过将企业、政府的内部办公、业务系统扩展到移动终端的方式，帮助用户摆脱时间和空间的限制，使用户随时随地关联内网系统，获取所需任务与信息，按照标准化的工作流程，快速执行采集任务的填报工作，完成对文字、表单、图像、声音和位置信息的采集和实时传递，保证采集任务的快速构建和及时传输、摆脱地域性和网络资源设备的限制，实现精确、快捷、高效、可视化的数据采集模式。 通过整合移动数据采集、信息查询、第三方系统等，形成一套完备的移动应用平台，终端应用可完成数据录入、查询展示等功能，后台管理系统用于接收终端上报的采集数据、管理任务分类和派发、查看任务进展、信息反馈、数据统计、分析和展示以及工作监督等相关工作。
高速数据采集技术发展综述 摘要：高速数据采集系统广泛应用于军事、航天、航空、铁路、机械等诸多行业。区别于中速及低速数据采集系统，高速数据采集系统内部包含高速电路，电路系统1/3以上数字逻辑电路的时钟频率>=50MHz；对于并行采样系统，采样频率达到50MHz，并行8bit以上；对于串行采样系统，采样频率达到200MHz，目前广泛使用的高速数据采集系统采样频率一般在200KS/s~100MS/s，分辨率16bit~24bit。本篇文章主要简单介绍高速数据采集技术的发展，高速数据采集系统的结构、功能、原理、实现形式以及一些主要的应用。 关键词：高数数据采集系统、系统结构、系统原理、系统功能、实现形式、应用举例。 引言：高速数据采集技术在通信、航天、雷达等多个领域中广泛应用。随着软件无线电、通信技术、图像采集等技术的发展，对数据采集系统的要求越来越高，不仅要求较高的采集精度和采样速率，还要求采集设备便携化、网络化与智能化，并且需要将采集信息稳定的传输到计算机，进行显示与数据处理。同时，以太网协议已经成为当今局域网采用的最通用的通信协议标准。在嵌入式领域中，将以太网协议与数据采集系统相结合，形成局域网，实现方便可靠的数据传输与控制，是当前的研究热点。 1. 高速数据采集的发展 数据采集系统起始于20世纪50年代，由于数据采集测试系统具有高速性和～定的灵活性，可以满足众多传统方法不能完成的数据采集和测试任务，因而得到了初步的认可。到了70年代中后期，在数据采集系统发展过程中逐渐分为两类，一类是实验室数据采集系统，另一类是工业现场数据采集系统。就使用的总线而言，实验室数据采集系统多采用并行总线，工业现场数据采集系统多采用串行数据总线。随着微型机的发展，诞生了采集器、仪表等同计算机融为一体的数据采集系统。由于这种数据采集系统的性能优良，超过了传统的自动检测仪表和专用数据采集系统，因此获得了惊人的发展他3。随着计算机的普及应用，数据采集系统得到了极大的发展，基于标准总线并带有高速DSP的高速数据采集板卡产品也越来越多，技术先进、市场主流的厂商主要有Spectrum Signal Processing，SPEC，Signatec，Acquisition Logic，Blue Wave等公司 2001年Acquisition logic公司推出了基于PCI总线，采样率为500MS／s，1GS／s的8bit数据采集板卡AL500和AL51G，它的存储深度分别为64MB，256MB和1000MB三种。PCI 总线为主模式，数据宽度32bit，时钟频率33MHz，在突发模式下传输速率可达到133MB ／s。两种板卡还同时具有数字信号处理功能：通过板卡上的现场可编程门阵列FPGA来实