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
智能手机终端的数据采集及分析系统 主要功能如下： 采集使用数据采集程序手机的手机号码：数据采集程序必须开通GPRS，实时传输采集数据及监听服务端指令；所以会有一定的数据量。为解决用户因GPRS传输采集数据产生的费用，所以记录用户的手机号码。 采集GPS信息：经纬度，时间，速度； 采集无线网络状况信息：GSM，GPRS网络情况； 获取的无线网络信息并附加GPS信息，帮助数据分析专家系统分析处理； 数据采集终端的主要功能如下： 实时诊断网络信息； 诊断分为空闲时诊断与使用时诊断； 空闲时诊断：根据运营商的相关规定设定网络异常指标；当手机处于空闲状态时，指定频率（秒）获取无线网络的基本参数，如CID，LAC，BSIC，BCCH，RxQuality，RxLevel，C/I，C/A,TxPower,TA,TS等；根据设定的异常指标来判断是否出现异常;如果出现异常则保存本次信息，并获取此时此地的GPS信息、本手机的手机号码一并发送至指定服务器，由“数据分析专家系统”分析处理。 发送数据内容：本手机的手机号码+无线网络基本参数+GPS信息； 数据格式：XML文件格式； 传输方式：使用GPRS进行数据传输； 使用时诊断：用户使用手机时，检测用户使用过程中无线网络的状况；如手机数据下载过程中，检测总的下载量，下载时间，是否下载成功，如果不正常则记录本次使用过程； 诊断项： 2通话：未接通、掉话、呼叫时延； 2短信（SMS），彩信（MMS）：是否发送或接受成功、发送或接受时间； 2GPRS Attach：Attach是否成功、Attach成功的时长PDP激活，PDP激活是否成功、激活成功的时长； 2WAP数据传输：WAP登陆测试；WAP登陆是否成功；WAP登陆成功时长； 2WAP刷新测试：WAP刷新是否成功；WAP刷新成功时长；
学生实验报告册 课程名称：___________________________________ 学院：______________________________________ 专业班级：___________________________________ 姓名：______________________________________ 学号：______________________________________ 指导教师：___________________________________ 成绩：______________________________________ 学年学期：2017-2018学年秋学期 重庆邮电大学教务处制
STAB! CUt OK ⑵ ADC0809引脚结构 ADC0809各脚功能如下： D7 ~ D0 : 8位数字量输出引脚。IN0 ~ IN7 : 8位模拟量输入引脚。 VCC +5V工作电压。GND地。 REF( +):参考电压正端。REF(-):参考电压负端。 START A/D转换启动信号输入端。 ALE地址锁存允许信号输入端。(以上两种信号用于启动A/D转换). EOC转换结束信号输出引脚，开始转换时为低电平，当转换结束时为高电平。 OE输出允许控制端，用以打开三态数据输出锁存器。 CLK时钟信号输入端(一般为500KHZ。 A B、C:地址输入线。 ⑶ADC0809对输入模拟量要求： 信号单极性，电压范围是0- 5V,若信号太小，必须进行放大；输入的模拟量在转换过程中应该保持不变，如若模拟量变化太快，则需在输入前增加采样保持电路。 地址输入和控制线：4条 ALE为地址锁存允许输入线，高电平有效。当ALE线为高电平时，地址锁存与译码器将A，B, C三条地址线的地址信号进行锁存，经译码后被选中的通道的模拟量进转换器进行转换。A，B和C为地址输入线，用于选通IN0 —IN7上的一路模拟量输入。通道选择表如下表所示。
项目名称：多功能终端数据采集及网络传输设备 开发方案 慧创科技（北京）有限公司
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目录 1.系统功能 (4) 1.1 功能明细说明 (4) 2.硬件电路的芯片选型 (5) 3.软件需求 (5) 4.报价、计划和团队 (6) 5.项目团队 (7)
1. 系统功能 1、 终端采集方案 支持USB 插入式数据交换式采集（方便不会操作进行数据传输，只需要按键即可） 支持Zigbee 协议数据采集传输（距离） （实现终端测量设备长时间工作，距离在150米范围传输，支持多设备（100个）） 支持Wifi 数据采集传输 2、网络传输方案 支持RJ45网络直连 支持Wifi 数据直连 拥有网络路由器功能（客户不需要购买其他路由设备） 2、 数据与云平台对接 设备有三个方式选择 网络数据传输设备 具备WiFi 路由及Zigbee 路由功能 1.1 功能明细说明 功耗 服务对象 距离 WiFi 功耗大（对于末端采集移动采集设备没法用） 组网，一对多 100米 Zigbee 功耗低（适用于移动测量终端） 组网，一对多 150米 BLE 功耗低（适用于移动测量终端） 点对点 短距离20米以内 本方案，采用Zigbee 来进行终端数据采集组网数据传输，可以连接多个终端设备，而BLE 相对来说，更适用与移动终端，点对点传输。 网络数据传输来看，RG45与WiFi ，来说传输设备可以同时拥有，因为，当直连RG45时，整个连接设备充当了WiFi 路由器的功能，也充当了Zigbee 路由的功能。 从USB 口来数据传输来说，方便老年人操作。 因此，综上所述，针对家庭或者社区，云终端数据采集，采用Zigbee 、WiFi 和RG45方案及USB 数据直连来做为终端数据采集方案 。 终端 采集 设备 云平台 USB Zigbee WiFi USB Zigbee WiFi RG45
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？ 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DDC计算机分
慧创科技（北京）有限公司 项目名称：多功能终端数据采集及网络传输设备开发方案
慧创科技（北京）有限公司 1 慧创科技（北京）有限公司 : 有关该文档此文档的内容包括项目的软硬件需求分析，功能设计，实现方案，环境说明，工作量估算和报价。 文档所有者：有限公司****北京 ：文档版本记录 备注负责人完成时间版本号 2 慧创科技（北京）有限公司 目录 1.系统功能 (4) 1.1 功能明细说明 (4) 硬件电路的芯片选型......................................................................................................................................... 52. 软件需求............................................................................................................................................................. 53.报价、计划和团队4 (6) 项目团队5 (7)
3 慧创科技（北京）有限公司 1.系统功能、终端采集方案1 支持USB插入式数据交换式采集（方便不会操作进行数据传输，只需要按键即可）支持Zigbee协议数据采集传输（距离）100个））（实现终端测量设备长时间工作，距离在150米范围传输，支持多设备（支持Wifi数据采集传输2、网络传输方案RJ45网络直连支持Wifi数据直连支持拥有网络路由器功能（客户不需要购买其他路由设备）数据与云平台对接2、 USB USB 终端Zigbee 采集RG45 Zigbee 云平台设备WiFi WiFi 设备有三个方式选择网络数据传输设备 具备WiFi路由及Zigbee 路由功能 1.1 功能明细说明 从网络数据传输来看，在WiFi、Zegbee及BLE末端数据采集进行传输比较： 功耗服务对象距离 WiFi 功耗大（对于末端采集移动采集组网，一对多100米 设备没法用） Zigbee 功耗低（适用于移动测量终端）组网，一对多150米 BLE 功耗低（适用于移动测量终端）点对点短距离20米以内 本方案，采用Zigbee来进行终端数据采集组网数据传输，可以连接多个终端设备，而BLE相对来说，更适用与移动终端，点对点传输。 网络数据传输来看，RG45与WiFi，来说传输设备可以同时拥有，因为，当直连RG45时，整个连接设备充当了WiFi路由器的功能，也充当了Zigbee路由的功能。 从USB口来数据传输来说，方便老年人操作。 因此，综上所述，针对家庭或者社区，云终端数据采集，采用Zigbee、WiFi和RG45方案及USB数据直连来做为终端数据采集方案。 4
1数据的采集与处理 1.1数据的采集 施工监控中需对影响施工及控制精度的数据进行收集，主要包括环境参数和结构参数，前者又主要是指风速风向数据；后者主要指结构容重、弹模等数据。施工监控需进行收集的数据如表1-1所示。 1.1.2数据采集方法 基于港珠澳大桥特殊的地理位置，采用远程数据采集系统，与传统的数据采集系统相比，具有不受地理环境、气候、时间的影响等优势。而借助无线传输手段的远程数据采集系统，更具有工程造价和人力资源成本低，传输数据不受地域的影响，可靠性高，免维护等优点。远程无线数据采集系统的整体结构如图1-2所示。 1-2 远程无线数据采集系统组成结构图
1.2数据的处理与评估 在数据分析之前, 数据处理要能有效地从监测数据中寻找出异常值, 必须对监测数据进行可靠性检验, 剔除粗差的影响, 以保证监测数据的准确、可靠。我们拟采用的是最常用的μ检验法来判别系统误差; 用“3σ准则”剔除粗差; 采用了“五点二次中心平滑”法对观测数据进行平滑修正。同时, 在数据处理之后, 采用关联分析技术寻找某一测点的最佳关联点, (为保证系统评判的可靠性, 某一测点的关联点宜选用2 个以上)。我们选用3 个关联测点, 如果异常测值的关联测点有2 个以上发生异常, 且异常方向一致, 则认为测值异常是由结构变化引起, 否则, 认为异常是由监测系统异常引起。出现异常时, 经过判定, 自动提醒用户检查监测系统或者相应的结构(根据测点所在位置), 及时查明情况, 并采取一些必要的应急措施, 同时对测值做标注, 形成报表, 进行评估。 1.2.1系统误差的判别 判别原则: 异常值检验方法是建立在随机样本观测值遵从正态分布和小概率原理的基础之上的。根据观测值的正态分布特征性, 出现大偏差观测值的概率是很小的。当测值较少时, 在正常情况下, 根据小概率原理, 它们是不会出现的, 一旦出现则表明有异常值。依统计学原理: 偏差处于2 倍标准差或3 倍标准差范围内的数据为正常值, 之外的则判定为异常。事实上标准差σ多数情况下是求知的, 通常用样本值计算的标准差S 来替代。桥梁健康监测资料的数据量特别大, 一般都为大样本, 所以我们用μ检验。在分析中, 我们将所得的数据分成两组Y1 、Y2,并设()1211,1Y N u δ, ()2222,2Y N u δ择统计量为 : 'y y U -= (1) 式中12y y 、—两组样本的平均值: 21n 、n —两组样本的子样数: 21S S 、 —两组样本的方差。若 '2 a U U ≥ (2) 则存在系统误差。否则, 不存在系统误差。 1.2.2 粗差点的剔除 在观测次数充分多的前提下, 其测值的跳动特征描述如下式: ()112j j j j d y y y +-=-+ (3) 式中j y (j=1,2,3,4,……,n- 1)是一系列观测值。
目录 基础知识 (1) 1.初步了解GPRS及其特点 (1) 2.了解各种仪器传输接口 (3) 2.1 RS232 (3) 2.2 RS485 (4) 2.3 开关量 (5) 2.4 模拟量 (5) 3.PG-II型GPRS数据传输终端 (6) 3.1终端的技术参数 (6) 3.2终端的外观 (6) 3.3终端的接口 (7) 3.4终端的标识 (7) 3.5国标终端的识别 (7) 实际操作 (8) 4.GPRS数据传输终端安装前的准备 (8) 4.1出发前的准备工作 (8) 4.2到达企业后的准备工作 (8) 4.3 数据线、电源线的连接 (8) 4.3.1电源线 (8) 4.3.2数据线 (9) 4.3.2.1 RS232的连接 (9) 4.3.2.2 RS485的连接 (10) 4.3.2.3 模拟量ADC的连接 (10)
4.3.2.4 开关量DI的连接 (11) 4.3.3天线 (12) 4.3.4 通讯卡的装入 (12) 4.4.4.1通讯卡的选择 (12) 4.4.4.2通讯卡的安装 (12) 5.GPRS数据传输终端安装固定 (13) 6.终端的初始化 (14) 6.1初始化前需注意的事项 (14) 6.2初始化需提供的信息 (15) 7.数据的正常上传 (16) 常见问题及处理方法 (16) 编写：罗威
PG-II型GPRS数据传输终端安装指导手册基础知识 1.初步了解GPRS及其特点 GPRS经 常被描述成 “2.5G”，也就 是说这项技术 位于第二代 （2G）和第三 代（3G）移动 通讯技术之 间。它通过利 用GSM网络 中未使用的TDMA信道，提供中速的数据传递。 相对于GSM的9.6kbps的访问速度而言，GPRS拥有171.2kbps的访问速度；在连接建立时间方面，GSM需要10-30秒，而GPRS只需要极短的时间就可以访问到相关请求；而对于费用而言，GSM是按连接时间计费的，而GPRS只需要按数据流量计费；GPRS对于网络资源的利用率而相对远远高于GSM。 GPRS提升GSM的数据服务性能: 点到点(P2P) 服务: 连接(IP protocols)IP网络and X.25网络。 多播(P2MP)服务: 一点到多点的组播和多方通话。 短信服务(SMS): 发送SMS。多媒体短信(MMS): 发送携带语音和图像信息的短消息。因特网服务提供商服务: 提供互联网内容服务。 邮件服务通过POP3或者IMAP协议检查阅读发送电
第三章:模拟多路开关 1.作用：将多路被测信号分别传送到A/D 转换器进行转换。 类型：机电式用于大电流、低速切换；电子式：用于小电流、高速切换。 （1）双极型晶体管开关电路如图： 工作原理：设选择第1路模拟信号。 则令通道控制信号U C1= 0，晶体管T1′截止集电极为高电平，晶体管T1导通，输入信号电压U i1被选 中。 优点：开关切换速度快，导通电阻小，可两个方向传送信号。 缺点：为分立元件，需专门的电平转换电路驱动，使用不方便。 （2）结型场效应晶体管开关 工作原理：则令通道控制信号U C1=1，则开关控制管T1′导通，集电极为低电平，场效应管T 1导通，U O =U i1。 当U C1 =0时， T1′截止，T 1也截止，第1路输入信号被切断。 优点：开关切换速度快，导通电阻小，可两个方向传送 信号。 缺点：为分立元件，需专门的电平转换电路驱动，使用不方便。 （3）绝缘栅场效应管开关 优点：开关切换速度快，导通电阻小，且随信号电压 变化波动小；易于和驱动电路集成。 缺点：衬底要有保护电压。 （5）集成电路开关 工作原理：设选择第1路输入信号，则计算机输出一个4位二进制码，把计数器置成0001状态，经四 — 十六线译码器后，第1根线输出高电平，场 效应管T 1导通， U O = U i1 ，选中第1路信号。如果要连续选通第1路到第3路的信号，可以在计数器 加入计数脉冲，每加入一次脉冲，计数器加1，状 态依次变为 0001，0010，0011。 2. 多路开关的主要指标:导通电阻；开关接通电流、开关断开时的泄漏电流、开关断开时，开关对地电容、开关断开时，输出端对地电容。 3. 多路开关集成芯片 AD7510，芯片中无译码器，四个通道开关都有各自的控制端每一个开关可
数据处理地一般过程 数据处理一般包括收集数据、、和分析数据等过程.数据处理可以帮助我们更好地了解周围世界，对未知事物作出合理地推断和预测.文档来自于网络搜索 全面调查和是收集数据地两种方式，全面调查通过调查来收集数据，抽样调查通过调查来收集数据.文档来自于网络搜索 实际调查中常采用抽样调查地方法获取数据.用样本估计是统计地基本思想. 抽样调查具有花费少、省时地特点，还适用一些不宜使用全面调查地情况.采用抽样调查需要注意：①样本容量要适中，一般为总体地～；②抽取时要尽量使每一个个体都有相等地机会被抽到.这样抽取地样本才具有代表性和广泛性.才能使样本较好地反映总体地情况.文档来自于网络搜索 要考察地全体对象称为，组成总体地每一个考察对象称为，被抽取地那些个体组成一个，样本中个体地数目称为.文档来自于网络搜索 利用统计图表描述数据是统计分析地重要环节.四种统计图地各自特点： （）条形统计图：能清楚地表示出每个项目地具体数目； （）扇形统计图：能清楚地表示出各部分在全体中所占地百分比； （）折线统计图：能清楚地反映事物地变化情况； （）直方图：能清楚地表示出每组频数地大小. 扇形统计图表明地是部分在总体中所占地百分比，一般不能直接从图中得到具体数量，用圆代表地是总体，圆地大小与具体数量大小没有关系. 扇形圆心角该部分百分比×°文档来自于网络搜索 画扇形统计图地步骤：先调查收集数据，根据数据计算百分比，圆心角，画出扇形，标出百分比. 画直方图地一般步骤：⑴计算最大值与最小值地差⑵决定组距和组数⑶列频数分布表⑷画频数分布直方图(或频数折线图).文档来自于网络搜索 注意对以下概念地理解： ⑴组距：把所有数据分成若干组，每个小组地两个端点之间地距离（组内数据地取值范围）称为组距.⑵频数：对落在各个小组内地数据进行累计，得到各个小组内数据地个数叫做频数.⑶频数分布直方图⑷频数折线图文档来自于网络搜索 频数分布直方图是以小长方形地来反映数据落在各个小组内地频数地大小.小长方形地高是频数与地比值.在等距分组时，各小长方表地面积（频数）与高地比是常数（组距）.文档来自于网络搜索 熟悉以下各题： 调查收集数据地方式通常有和两种.当总体中个体数目较少时用地方式获得数据较好，当总体中个体数目较多时用地方式获得数据较好.但关于电视机寿命、火柴质量等具有破坏性地调查不宜采用，国家人口普查采用.文档来自于网络搜索
数据采集传输终端的研究及在环境监测中的应用 引言：随着科学技术水平的不断提高，为我国环境监测系统的发展奠定了坚实的技术基础，但环境监测具有复杂性，在对其进行全面的研究与分析后，数据采集传输终端应用到了环境监测之中，在此基础上，提高了监测的质量，保证了管理的效果，本文主要阐述了以太网在环境监测中的应用，旨在推动我国环保事业的可持续发展。 1、环保监测系统的概况 环保监测事业有着较长的发展时间，在信息技术的作用，环境监测系统也随之出现，并得到了快速的发展。 环境监测的方法有单台仪器间断法，此方法不能保证数据的共享，同时也不能掌握相关的数据，不能实现对重大污染事故的预防；在计算机技术的影响下，环境监测系统积极发挥了计算机的作用，建立了监测信息网络；在科学技术的进一步发展与作用下，环境监测也具有了信息化、网络化与自动化的特点，在线监测系统在各个领域均有着较为广泛的应用。 现阶段，环境监测系统主要分为以下几类：现场总线法，它主要是借助了现场总线，将其与计算机进行连接，但其采集的范围相对有限，不能适应环境监测发展的实际需求；计算机和plc结合法，它具有诸多的优点，如：较强的适应性、较强的监测能力与可靠的终端，同时其实效性也相对良好，但其缺点表现为较大的体积与较高的要求；短信息法，它的价格较低、使用简单，因此，具有广泛的用户群体，在环境监测中的应用虽然具有多元的功能，但其实效性不足、成本较高、数据也缺乏完整性与传递性；无线采集法，它最为明显的缺点便是不稳定的网络状态，在此基础上，信息的传递缺少及时性、可靠性与准确性；以太网方式，它是最为先进的技术，具有一系列的优点，如：较为的覆盖范围、较高的可靠性与安全性、较低的成本、完善的功能、灵活的系统，同时在环境监测中应用以太网，满足了环境监测的实际要求[1]。 2、以太网数据终端的概况 在网络技术的作用下，以太网数据终端得到了进一步的发展，其主要的局域网技术有三种，分别为以太网802.3，100mbps以太网，1000mbps以太网。 以太网的优点众多，其中灵活性、便捷性与低成本性，使其得到了广泛的建立，在实际应用过程中，为了完善以太网，对其中存在的问题进行了有效地、及时地解决。 以太网在各个领域中的应用，主要其优势得到了关注，具体的优势内容如下： 其一，低成本性，以太网的结构、维护与管理等各个环节均十分简答与便捷，因此，对其应用的成本偏低。 其二，广泛性，以太网的软件资源、硬件资源与技术支持均较为广泛，同时其功能的完善性与价格的低廉性，促进了以太网的可持续发展。 其三，高宽带，在不同领域中的应用，其传输的数据量均相对较多，因此，对宽带有着较高的要求。以太网的成本较低，其配置为100mb/s，此时它的通信速度可以满足不同领域的宽带要求[2]。 3、基于以太网的环境监测系统 3.1总体设计 在环境监测系统中，原有的系统主要运用了终端计算机和plc的结合，在此基础上，利用监测设备、传感器从而实现了对数据的采集、处理与发送，在此方式下，环境监测具有较高的成本，同时对环境的要求也相对较高，为了保证环境监测的效果，在原有监测系统的基础上，嵌入了小型的终端，即：以太网，其具诸多的功能，进而代替了plc、终端计算机与传输软件等。此时的环境监测系统具有多点监测、分布式采集的功能。 3.2硬件设计 数据终端运用过程中对于以太网的要求相对较低，10m以太网便可以满足其要求，在通
基于GPRS的无线数据采集与传输终端 无线数据采集与传输的应用范围非常广，涉及行业有电力、水利、公安、交通、石油、安防和金融等。中国移动公司在2002年5月正式开通了通用分组无线业务GPRS网络。GPRS网络支持TCP／IP协议并且覆盖面广，比起使用短消息和超短波无线数传电台进行无线数据传输，GPRS无论在费用、可靠性和可实施性等方面都具有很大的优势。 终端的系统组成 无线数据采集与传输终端的设计可以有两套方案：第一套为“单片机＋GPRS调制解调器”，此方案虽然硬件成本较低，但功能比较有限，在协议的开发和支持上都有一定难度；第二套方案为“嵌入式CPU＋GPRS 模块”，此方案虽然硬件成本稍高，需要嵌入式CPU芯片来支持嵌入式操作系统，但可以实现丰富协议接口，便于移植和向高端系统应用升级，更加便于数据采集与传输的实现。 图1给出了一个无线数据采集和传输终端组成的原理参考图，采用Motorola半导体(编者注，现更名为：Freescale)嵌入式CPU MPC8xx加GPRS模块CMS91的第二套实现方案。 图1 终端组成原理参考图 终端工作原理为通过RS232/4，他说：想发财就去万通商联找优质微型电机供货商！485口接收到用户数据，然后将数据打成IP包，通过GPRS模块接入GPRS网络，再通过各种网关和路由将数据发送到数据处理中心。 下面对图1中的组成原理进行详细介绍： 嵌入式CPU芯片是整个数据采集终端的核心，可以很好地支持嵌入式操作系统；考虑到嵌入式操作系统的移植方便性和性能要求，采用了当前成熟的Motorola MPC8xx嵌入式CPU。许多操作系统厂家都针对这种类型的CPU开发微码和套件(BSP)，以方便用户移植。 GPRS模块主要完成无线上网的功能。在市场上有一些成熟的产品，譬如说Sony/Ericsson的GM47；Simens的MC35等。在这里选用Cellon公司的CMS91。它是一种双频段GSM/GPRS 10级模块，主要优点有：低功耗、接口简单、AT指令功能完善、可支持GPRS CLASS 10、开发多媒体应用、价格较低等。同时，它也提供SMS(短消息服务)和语音功能。GPRS模块提供RS232接口，可以通过它来完成对模块的控制，譬如拨号和切换模式等。一旦通过模块连接上Internet，采集到的数据就可以用TCP/IP传输方式发送到任意一个具有公网IP地址的主机上去，从而实现采集数据的无线传输。
（一）数据采集与交换 以集约化建设模式实现人口健康信息平台批量数据采集和个案数据交换，强化数据采集与交换的过程数据质量控制，以及数据标准化管理。具体功能包括： 1.数据采集：提供丰富的采集元数据服务、支持灵活的数据采集方式；支持基于数据标准的数据转换；支持推送和订阅双模式的数据分发；支持多目的地数据分发；支持重复数据删除。 2.数据整合：基于数据标准的关键信息提取，基于特征信息模糊匹配的数据关联，提供手工干预的数据管理功能。 3.数据交换：提供文档共享服务、文档订阅服务、任务调度服务、通用消息服务、共享文档转换工具等功能。 4.数据质量管理：数据质量类别管理、质量度量规则管理、质量检核方法管理、质量检核方法审核、数据质量检核调度、数据质量检核执行、数据质量检核入库、问题数据展现、问题数据趋势分析、数据质量检核监控、检核日志管理、数据质量报告、专项数据质控规则处理模块（一致性、完整性控制、异常数据管理、重叠身份管理、差错修订、重复数据删除）等功能。 5.数据标准管理：数据标准管理提供对术语、数据元、数据集以及值域代码的管理与维护。 6.数据标准服务：提供按需发布标准规范，供人口健康
准、交换文档等内容，以实现语义化的数据交换；与外部标准体系之间的接口（国家卫计委相关标准、国际标准）；支撑共享交换过程中的代码、数据转换。 1.数据采集：提供丰富的采集元数据服务、支持灵活的数据采集方式；支持基于数据标准的数据转换；支持推送和订阅双模式的数据分发；支持多目的地数据分发；支持重复数据删除。 2.数据整合：基于数据标准的关键信息提取，基于特征信息模糊匹配的数据关联，提供手工干预的数据管理功能。 3.数据交换：提供文档共享服务、文档订阅服务、任务调度服务、通用消息服务、共享文档转换工具等功能。 4.数据质量管理：数据质量类别管理、质量度量规则管理、质量检核方法管理、质量检核方法审核、数据质量检核调度、数据质量检核执行、数据质量检核入库、问题数据展现、问题数据趋势分析、数据质量检核监控、检核日志管理、数据质量报告、专项数据质控规则处理模块（一致性、完整性控制、异常数据管理、重叠身份管理、差错修订、重复数据删除）等功能。 5.数据标准管理：数据标准管理提供对术语、数据元、数据集以及值域代码的管理与维护。 6.数据标准服务：提供按需发布标准规范，供人口健康
第一章 １.答：数据采集的任务就是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，然后送入计算机进行相应的计算和处理，得出所需数据。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，其总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。 ２.答：数据采集系统主要实现以下９个方面的基本功能：数据采集；模拟信号处理；数字信号处理；开关信号处理；二次数据计算；屏幕显示；数据存储；打印输出；人机联系。 ３.答：数据采集系统的基本结构形式主要有两种：一种是微型计算机数据采集系统，另一种是集散型数据采集系统。 微型计算机数据采集系统的特点是：系统结构简单，技术容易实现，满足中小规模数据采集要求；对环境要求不高；价格低廉，系统成本低；可座位集散型数据采集系统的一个基本组成部分；其相关模板和软件都比较齐全，容易构成西欧它能够，便于使用与维修。 集散型数据采集系统的主要特点是：系统适应能力强；系统可靠性高；系统实时响应性好；对系统硬件要求不高；特别适合在恶劣环境下工作。 ４.答：数据采集系统软件功能模块一般由以下部分组成： １）模拟信号采集与处理程序。其主要功能是对模拟输入信号进行采集、标度变换、滤波处理以及二次数据计算，并将数据存入磁盘。 ２）数字信号采集与处理程序。其功能是对数字输入信号进行采集及码制之间的转换。３）脉冲信号处理程序。其功能是对输入的脉冲信号进行电平高低判断和计数。 ４）开关信号处理程序。其功能是判断开关信号输入状态变化情况，若发生变化，则执行相应的处理程序。 ５）运行参数设置程序。其功能是对数据采集系统的运行参数进行设置。 ６）系统管理（主控）程序。其功能是将各个模块程序组织成一个程序系统，并管理和调用各个功能模块程序，其次是用来管理数据文件的存储和输出。 ７）通信程序。其功能是设置数据传送的波特率（速率），上位机向数据采集站群发送机号，上位机接收和判断数据采集站发挥的机号，命令相应的数据采集站传送数据，上位机接受数据采集站传送来的数据。 5.答：模拟信号处理程序的主要任务是对模拟输入信号进行采集、标度变换、滤波处理以及二次数据计算，并将数据存入磁盘。 6.答：数据处理的类型一般按一下方式分类： 按处理方式划分，数据处理可分为实时（在线）处理和事后（脱机）处理。 按处理的性质花费，数据处理可分为预处理和二次处理两种。 7.答：数据处理的主要任务有以下几点： １）对采集到的电信号做物理量解释 ２）消除数据中的干扰信号 ３）分析计算数据的内在特征
一．填空： 1.采集模拟量，转化成数字量，由计算机进行存储、处理、打印的过程称为 数据采集 。 2.按处理方式的不同，数据处理可分为 实时（在线）处理 和 事后（脱机）处理 两种类型。 3.按处理性质的不同，数据处理可分为 预处理 和 二次处理 两种类型。 4.评价数据采集系统性能优劣的标准有 采样精库 和 采样速度 。 5.模拟信号数字化包括 采样 、 量化 和 编码 三个过程。 6.采样时，若采样的点数过多，会导致占用大量的计算机 内存 。 7.为了保证采样信号不失真，采样频率不能低于模拟信号最高频率的 两 倍。 8.采样过程可以看作为 脉冲 调制过程。 9.当采样脉冲序列是方波脉冲时，采样称为 自然采样 。 10.当采样脉冲序列是冲激序列时，采样称为 冲激采样 。 11.采样信号频谱是模拟信号频谱的 无穷多 次搬移。 12.采样定理在 c f s T 12 时是不适用的。 13.奈奎斯特频率是指采样频率的最 小 值。 14.奈奎斯特间隔是指采样周期的最 大 值。 15.当采样频率不满足采样定理时，会发生 频混 现象，造成失真。 16.对于频域衰减较快的信号，可以用 提高采样频率 的方法解决频混的问题。 17.对于频域衰减较慢的信号，可以用 削除频混滤波器 的方法解决频混的问题。 18.采样技术分为常规采样、 间歇采样 、 变频采样 和 下采样 四种。 19.采样控制方式分为 无条件采样 、中断方式、 查询方式 和 DMA 方式 四种
20.A/D 转换器的量化方法可分为“只舍不入”和 “有舍有入” 两种。 21.量阶等于常数的量化方法称为 均匀量化 。 22.量阶不等于常数的量化方法称为 非均匀量化 。 23.“只舍不入”量化时，量化误差只能是 正 误差，可以取q ~0之间的任意值。 24.“有舍有入”量化时，量化误差可以取2 ~2q q 之间的任意值。 25.A/D 转换器的位数越多，量化误差越 小 。 26.十进制数327对应的BCD 码是 001100100111 。 27.自然二进制代码10111010对应的格雷码是 11100111 。 28.格雷码11001010对应的自然二进制码是 10001100 。 29.自然二进制码01100111对应的折叠码是 10011000 。 二．单项选择 1.连续的模拟信号转换成离散的数字信号，需要经过几个断续过程（ A ）。 A)2 B)3 C)4 D)1 2.模拟信号数字化时，不需要的环节是（ C ）。 A)采样 B)量化 C)检波 D)编码 3. 采样时，若s T 取的过大，将会发生模拟信号中高频成分被叠加到低频成分上的现象，称为（ C ）。 A)失真 B)误码 C)频混 D)失调 4. 采样时，若采样过程不连续进行，而是时断时续，这种采样方法称为（ B ）。 A)常规采样 B)间歇采样 C)平顶采样 D)冲激采样 5. 下列四种采样技术中，需要存储容量最大的是（ A ）。 A)常规采样 B)间歇采样 C)变频采样 D)下采样
数据采集与处理 实验指导书 山东理工大学 二00二年十一月
实验一数据采集系统认识实验 一、实验目的 熟悉数据采集系统的组成、工作过程，熟悉不同传感器的使用，增加感性认识，为后面的课堂教学打下基础。 二、实验仪器 自动控制温室中的温度传感器、湿度传感器、CO2传感器、风向风速传感器、计算机、A／D板卡、8255板卡、电气控制柜。 三、实验步骤 1. 在温、湿度传感器的安装处，介绍温、湿度传感器的工作原理、模拟信号的传送和计算机数据采集过程和方法，讲解数据处理的方法。 2. 在CO2传感器的安装处，介绍CO2传感器的类型、红外式CO2传感器的工作原理和特点。 3. 在风向风速传感器的安装处，介绍风向数字信号并行传送的原理、数据采集方法和处理，介绍风速（转速）脉冲信号的采集和处理方法。 4. 在电气控制柜处，介绍温室电气控制的工作原理和工作过程。 5. 在计算机处，运行温室环境测控程序，介绍数据采集程序的工作过程，介绍编程技术的最新发展趋势和方法。 四、作业 1. 数据采集系统的任务是什么？ 2. 数据采集系统由哪几部分组成？ 3. 模拟信号是如何采集到计算机？ 4. 并行数字信号如何采集到计算机？ 5. 转速脉冲信号如何采集到计算机？
实验二模拟信号的数据采集实验 一、实验目的 让同学在计算机上输入自编的程序，并调试程序，使同学掌握模拟信号的采集方法，掌握相应数据采集程序的编程方法。 二、实验仪器 万用表、信号接口箱、温度传感器。 计算机、A／D板卡、31 2 三、实验步骤 1. 用万用表检查温度传感器输出信号的电压值。 2. 将温度信号接入接口箱。 3. 用并行信号线分别与接口箱和计算机上的A／D卡相连接。 4. 接通计算机、温度传感器电源。 5. 进入Quick BASIC语言环境。 6. 由每组同学将自编的程序（题目见作业）输入计算机，并调试运行程序、输出运行结果。 四、作业 题目：用PC-6319板卡采集温室的温度数据。 对象：温度传感器 要求： ⑴每隔10s钟采集一次温度数据。 ⑵ A／D板卡采用双极性方式工作。 ⑶用0通道采集模拟信号。 ⑷A／D转换结果要做标度变换。 ⑸每个采样点上连续采集10个数据，然后作数字滤波处理。 ⑹在计算机上显示出温度值。 五、思考题 1. 什么是数据采集板卡？ 2. 现有一BASIC语句中为“U=（H*256+L）*10 / 4096”，试说明该语句完成什么任务？语句中的“H*256+L”部分起到什么作用？为什么要有“H*256”？ 3. 什么是标度变换？为什么要进行标度变换？
数据采集与传输系统 摘要 该数据采集与传输系统以89C51及89C2051为核心，由数据采集模块、调制解调模块、模拟信道、测试码发生器、噪声模拟器、结果显示模块等构成。在本方案中仅使用通用元器件就较好的实现了题目要求的各项指标。其中调制解调模块、噪声模拟器分别采用单片机和可编程逻辑器件实现。本数据采集与传输系统既可对8路数据进行轮检，也可设置为对一路数据单独监控。本系统硬件设计应用了EDA 工具，软件设计采用了模块化的编程方法。传输码元速率为16kHz～48kHz的二进制数据流。另外，还使用了“1”：“01”、“0”：“10”的Manchester编码方法使数据流的数据位减少,从而提高传输速率。
一、方案设计与论证 首先，我们分析一下信道与信噪比情况。本题中码元传输速率为16k波特，而信号被限定在30k～50kHz的范围内，属于典型的窄带高速率数字通信。而信噪比情况相对较好。这是因为信号带宽仅为20kHz，而噪声近似为0～43kHz（145% ）的窄带白噪声，这样即 Ts 使在信号和噪声幅度比值为1：1的情况下，带内的噪声功率仍然比较小，所以系统具有较高的信噪比。 方案一： 常用的数字调制系统有：ASK、FSK、PSK等。其中FSK具有较强的抗干扰能力，但其要求的的带宽最宽，频带利用率最低，所以首先排除。ASK理论上虽然可行，但在本题目中，由于一个码元内只包括约两个周期的载波，所以采用包络检波法难以解调，也不可行。另外，对于本题目，还可以考虑采用基带编码的方法进行传输，如HDB3码，但这种编码方法其抗干扰能力较差，因此也不太适合。 方案二： PSK调制方式具有较强的抗干扰能力，同时其调制带宽相对也比
HiIAP 数据采集处理平台（统计） 概述HiIAP统计信息采集及处理平台软件是北京和利时信息技术有限公司（简称：和信公司）在总结了多年电子政务及办公自动化系统的开发和实施经验的基础上，采用了先进的https://www.doczj.com/doc/741835392.html,和XML技术开发的以企业电子报送为目标的统计数据采集、处理、查询、汇总的平台软件。该软件基于网络和数据库技术实现，采用了微软的.NET构架作为支撑和开发环境，以XML的方式实现了统计报表描述的标准化。软件功能完备、简便实用、安全高效，能够满足各种统计需求，同时也提供了完善的通用数据处理功能，为各部门统计业务提供完整的解决方案。产品功能概述●强大的报表定义功能。普通统计业务人员即可快速完成复杂的报表程序的设计。 ●专业的报表录入功能。真正实现了“所见即所得”的报表录入界面。支持边录边审、跳转、自动摘数等多种录入相关功能。 ●提供多种审核方式。软件提供了网上和本地两种审核方式，并提供了方便灵活的定义方式。 ●复杂汇总表的定义功能。采用最简单的操作生成复杂的汇总表，且所生成的汇总表可以直接满足印刷要求。
●计算功能。实现对报表数据的再加工。可以跨表跨专业，从多个数据源提取数据参与运算。 ●任意查询检索功能。提供了可视化、通用性极强的数据查询页面，实现了跨报表、跨专业数据的任意查询。 ●具有不同层次报表、数据的管理功能。通过专业管理员分配用户、报表权限，设置数据共享，实现不同层次用户的报表及数据管理。通过系统权限控制，上级用户可以验收、代处理及监控下级的报表情况。 ●可以根据需要对用户、报表任意分组，以满足各类综合管理部门的需求。●提供多种数据备份、恢复及导入、导出机制。●提供与在线功能一致的离线程序，在网络不通的情况下可离线填报数据，再导入在线系统。综合用户在使用时可以集中处理所属单位，然后有选择地上报数据到在线系统，也可将离线程序作为独立的数据处理应用系统。●可直接在软件系统内进行业务交流。组成和结构报表定义软件报表定义软件可以实现一维表、二维定长表和二维不定长表及复杂的组合报表的定义，可以实现报表的表内审核、表间审核，可以完成报表信息、录入规则的定义，并以所见即所得的方式定义报表样式模版。最终生成的报表描述文件可以应用于网上采集系统和脱机通用报表处理软件。通用报表处理软件通用报表处理软件是HiIAP统计信息采集及处理平