第六章数据采集
６．１概述
在计算机广泛应用的今天，数据采集的重要性是十分显著的。它是计算机与外部物理世界连接的桥梁。各种类型信号采集的难易程度差别很大。实际采集时，噪声也可能带来一些麻烦。数据采集时，有一些基本原理要注意，还有更多的实际的问题要解决。
６．１．１采样频率、抗混叠滤波器和样本数。
假设现在对一个模拟信号x(t) 每隔Δt时间采样一次。时间间隔Δt被称为采样间隔或者采样周期。它的倒数1/Δt 被称为采样频率，单位是采样数/每秒。t=0, Δt ,2Δt ,3Δt ……等等，x(t)的数值就被称为采样值。所有x(0),x(Δt),x(2Δt )都是采样值。这样信号x(t)可以用一组分散的采样值来表示：
下图显示了一个模拟信号和它采样后的采样值。采样间隔是Δt，注意，采样点在时域上是分散的。
图6-1 模拟信号和采样显示
如果对信号x(t)采集N个采样点，那么x(t)就可以用下面这个数列表示：
这个数列被称为信号x(t)的数字化显示或者采样显示。注意这个数列中仅仅用下标变量编制索引，而不含有任何关于采样率（或Δt）的信息。所以如果只知道该信号的采样值，并不能知道它的采样率，缺少了时间尺度，也不可能知道信号x(t)的频率。
根据采样定理，最低采样频率必须是信号频率的两倍。反过来说，如果给定了采样频率，那么能够正确显示信号而不发生畸变的最大频率叫做恩奎斯特频率，它是采样频率的一半。如果信号中包含频率高于奈奎斯特频率的成分，信号将在直流和恩奎斯特频率之间畸变。图６－２显示了一个信号分别用合适的采样率和过低的采样率进行采样的结果。
采样率过低的结果是还原的信号的频率看上去与原始信号不同。这种信号畸变叫做混叠（alias）。出现的混频偏差（alias frequency）是输入信号的频率和最靠近的采样率整数倍的差的绝对值。
图6-2 不同采样率的采样结果
图６－３给出了一个例子。假设采样频率 fs 是100HZ,，信号中含有25 、70、160、和 510 Hz
的成分。
图６－３ 说明混叠的例子
采样的结果将会是低于奈奎斯特频率（fs/2=50 Hz ）的信号可以被正确采样。而频率高于50HZ 的信号成分采样时会发生畸变。分别产生了30、40和10 Hz 的畸变频率F2、F3和F4。计算混频偏差的公式是：
混频偏差＝ABS （采样频率的最近整数倍－输入频率）
其中ABS 表示“绝对值”，例如：
混频偏差 F2 = |100 – 70| = 30 Hz
混频偏差F3 = |(2)100 – 160| = 40 Hz
混频偏差F4 = |(5)100 – 510| = 10 Hz
为了避免这种情况的发生，通常在信号被采集（A/D ）
之前，经过一个低通滤波器，将信号中高于奈奎斯特频率的信号
成分滤去。在图６－３的例子中，这个滤波器的截止频率自然是
a 足够的采样率下的采样结果
b 过低采样率下的采样结果
25HZ。这个滤波器称为抗混叠滤波器
采样频率应当怎样设置呢？也许你可能会首先考虑用采集
卡支持的最大频率。但是，较长时间使用很高的采样率可能会导
致没有足够的内存或者硬盘存储数据太慢。理论上设置采样频率
为被采集信号最高频率成分的２倍就够了，实际上工程中选用
５～１０倍，有时为了较好地还原波形，甚至更高一些。
通常，信号采集后都要去做适当的信号处理，例如FFT等。
这里对样本数又有一个要求，一般不能只提供一个信号周期的数
据样本，希望有５～１０个周期，甚至更多的样本。并且希望所
提供的样本总数是整周期个数的。这里又发生一个困难，有时我
们并不知道，或不确切知道被采信号的频率，因此不但采样率不
一定是信号频率的整倍数，也不能保证提供整周期数的样本。我
们所有的仅仅是一个时间序列的离散的函数x(n)和采样频率。
这是我们测量与分析的唯一依据。
６．１．２数据采集系统的构成
图６－４数据采集系统结构
上图表示了数据采集的结构。在数据采集之前，程序将对采集板卡初始化，板卡上和内存中的Buffer是数据采集存储的中间环节。需要注意的两个问题是：是否使用Buffer？是否使用外触发启动、停止或同步一个操作。
缓冲（Buffers）
这里的缓冲指的是PC内存的一个区域（不是数据采集卡上的FIFO缓冲），它用来临时存放数据。例如，你需要采集每秒采集几千个数据，在一秒内显示或图形化所有数据是困难的。但是将采集卡的数据先送到Buffer，你就可以先将它们快速存储起来，稍后再重新找回它们显示或分析。需要注意的是Buffer与采集操作的速度及容量有关。如果你的卡有DMA 性能，模拟输入操作就有一个通向计算机内存的高速硬件通道，这就意味着所采集的数据可以直接送到计算机的内存。
不使用Buffer意味着对所采集的每一个数据你都必须及时处理（图形化、分析等），因为这里没有一个场合可以保持你着手处理的数据之前的若干数据点。
下列情况需要使用Buffer I/O：
●需要采集或产生许多样本，其速率超过了实际显示、存储到硬件，或实时分析的速
度。
●需要连续采集或产生AC数据（>10样本／秒），并且要同时分析或显示某些数据。
●采样周期必须准确、均匀地通过数据样本。
下列情况可以不使用Buffer I/O：
●数据组短小，例如每秒只从两个通道之一采集一个数据点。
●需要缩减存储器的开支。
触发（Triggering）
触发涉及初始化、终止或同步采集事件的任何方法。触发器通常是一个数字或模拟信号，其状态可确定动作的发生。软件触发最容易，你可以直接用软件，例如使用布尔面板控制去启动/停止数据采集。硬件触发让板卡上的电路管理触发器，控制了采集事件的时间分配，有很高的精确度。硬件触发可进一步分为外部触发和内部触发。当某一模入通道发生一个指定的电压电平时，让卡输出一个数字脉冲，这是内部触发。采集卡等待一个外部仪器发出的数字脉冲到来后初始化采集卡，这是外部触发。许多仪器提供数字输出（常称为“trigger out”）用于触发特定的装置或仪器，在这里，就是数据采集卡。
下列情况使用软件触发：
●用户需要对所有采集操作有明确的控制，并且
●事件定时不需要非常准确。
下列情况使用硬件触发：
●采集事件定时需要非常准确。
●用户需要削减软件开支。
●采集事件需要与外部装置同步。
后面可以看到怎样使用采集的VI程序设置有Buffer及无Buffer的I/O操作，以及设置触发的类型。
６．１．３模入信号类型
数据采集前，必须对所采集的信号的特性有所了解，因为不同信号的测量方式和对采集系统的要求是不同的，只有了解被测信号，才能选择合适的测量方式和采集系统配置。
任意一个信号是随时间而改变的物理量。一般情况下，信号所运载信息是很广泛的，比如：状态（state）、速率(rate)、电平(level)、形状(shape)、频率成分(frequency content)。根据信号运载信息方式的不同，可以将信号分为模拟或数字信号。数字(二进制)信号分为开关信号和脉冲信号。模拟信号可分为直流、时域、频域信号，如图6-5所示。
图6-5 信号分类
数字信号
第一类数字信号是开-关信号。一个开-关信号运载的信息与信号的瞬间状态有关。TTL 信号就是一个开-关信号，一个TTL信号如果在2.0到5.0V之间，就定义它为逻辑高电平，如果在0到0.8V之间，就定义为逻辑低电平。
第二类数字信号是脉冲信号。这种信号包括一系列的状态转换，信息就包含在状态转化发生的数目、转换速率、一个转换间隔或多个转换间隔的时间里。安装在马达轴上的光学编码器的输出就是脉冲信号。有些装置需要数字输入，比如一个步进式马达就需要一系列的数字脉冲作为输入来控制位置和速度。
模拟直流信号
模拟直流信号是静止的或变化非常缓慢的模拟信号。直流信号最重要的信息是它在给定区间内运载的信息的幅度。常见的直流信号有温度、流速、压力、应变等。采集系统在采集模拟直流信号时，需要有足够的精度以正确测量信号电平，由于直流信号变化缓慢，用软件计时就够了，不需要使用硬件计时。
模拟时域信号
模拟时域信号与其他信号不同在于，它在运载信息时不仅有信号的电平，还有电平随时间的变化。在测量一个时域信号时，也可以说是一个波形，需要关注一些有关波形形状的特性，比如斜度、峰值等。为了测量一个时域信号，必须有一个精确的时间序列，序列的时间间隔也应该合适，以保证信号的有用部分被采集到。要以一定的速率进行测量，这个测量速率要能跟上波形的变化。用于测量时域信号的采集系统包括一个A／D、一个采样时钟和一个触发器。A／D的分辨率要足够高，保证采集数据的精度，带宽要足够高，用于高速率采样；精确的采样时钟，用于以精确的时间间隔采样；触发器使测量在恰当的时间开始。存在许多不同的时域信号，比如心脏跳动信号、视频信号等，测量它们通常是因为对波形的某些方面特性感兴趣。
模拟频域信号
模拟频域信号与时域信号类似，然而，从频域信号中提取的信息是基于信号的频域内容，而不是波形的形状，也不是随时间变化的特性。用于测量一个频域信号的系统必须有一个A ／D、一个简单时钟和一个用于精确捕捉波形的触发器。系统必须有必要的分析功能，用于从信号中提取频域信息。为了实现这样的数字信号处理，可以使用应用软件或特殊的DSP 硬件来迅速而有效地分析信号。模拟频域信号也很多，比如声音信号、地球物理信号、传输
信号等。
上述信号分类不是互相排斥的。一个特定的信号可能运载有不只一种信息，可以用几种方式来定义信号并测量它，用不同类型的系统来测量同一个信号，从信号中取出需要的各种信息。
６．１．４模入信号的连接方式
一个电压信号可以分为接地和浮动两种类型。测量系统可以分为差分（Differential）、参考地单端（RSE）、无参考地单端（NRSE）三种类型。
１．接地信号和浮动信号
接地信号
接地信号，就是将信号的一端与系统地连接起来，如大地或建筑物的地。因为信号用的是系统地，所以与数据采集卡是共地的。接地最常见的例子是通过墙上的接地引出线，如信号发生器和电源。
浮动信号
一个不与任何地（如大地或建筑物的地）连接的电压信号称为浮动信号，浮动信号的每个端口都与系统地独立。一些常见的浮动信号的例子有电池、热电偶、变压器和隔离放大器。
２．测量系统分类
差分测量系统
差分测量系统中，信号输入端分别与一个模入通道相连接。具有放大器的数据采集卡可配置成差分测量系统。图6-6描述了一个8通道的差分测量系统，用一个放大器通过模拟多路转换器进行通道间的转换。标有AIGND（模拟输入地）的管脚就是测量系统的地。
图6-6 差分测量系统
一个理想的差分测量系统仅能测出（+）和（-）输入端口之间的电位差，完全不会测量
到共模电压。然而，实际应用的板卡却限制了差分测量系统抵抗共模电压的能力，数据采集卡的共模电压的范围限制了相对与测量系统地的输入电压的波动范围。共模电压的范围关系到一个数据采集卡的性能，可以用不同的方式来消除共模电压的影响。如果系统共模电压超过允许范围，需要限制信号地与数据采集卡的地之间的浮地电压，以避免测量数据错误。
参考地单端测量系统(RSE)
一个RSE测量系统，也叫做接地测量系统，被测信号一端接模拟输入通道，另一端接系统地AIGND。图6-7描绘了一个16通道的RSE测量系统。
无参考地单端测量系统(NRSE)
在NRSE测量系统中，信号的一端接模拟输入通道，另一端接一个公用参考端，但这个参考端电压相对于测量系统的地来说是不断变化的。图6-8说明了一个NRSE测量系统，其中AISENSE是测量的公共参考端，AIGND是系统的地。
图6-7 参考地单端测量系统
图6-8 无参考地单端测量系统
３．选择合适的测量系统
两种信号源和三种测量系统一共可以组成六种连接方式：
接地信号浮动信号
DEF * *
RSE **
NRSE **
其中，不带*号的方式不推荐使用。一般说来，浮动信号和差动连接方式可能较好。但实际测量时还要看情况而定。
测量接地信号
测量接地信号最好采用差分或NRSE测量系统。如果采用RSE测量系统时，将会给测量结果带来较大的误差。图6-9展示了用一个RSE测量系统去测量一个接地信号源的弊端。在本例中，测量电压Vm是测量信号电压Vs和电位差DVg之和，其中DVg是信号地和测量地之间的电位差，这个电位差来自于接地回路电阻，可能会造成数据错误。一个接地回路通常会在测量数据中引入频率为电源频率的交流和偏置直流干扰。一种避免接地回路形成的办法就是在测量信号前使用隔离方法，测量隔离之后的信号。
图6-9 RSE测量系统引入接地回路电压
如果信号电压很高并且信号源和数据采集卡之间的连接阻抗很小，也可以采用RSE系统，因为此时接地回路电压相对于信号电压来说很小，信号源电压的测量值受接地回路的影响可以忽略。
测量浮动信号
可以用差分、RSE、NRSE方式测量浮动信号。在差分测量系统中，应该保证相对于测量地的信号的共模电压在测量系统设备允许的范围之内。如果采用差分或NRSE测量系统，放大器输入偏置电流会导致浮动信号电压偏离数据采集卡的有效范围。为了稳住信号电压，需要在每个测量端与测量地之间连接偏置电阻，如图6-10所示。这样就为放大器输入到放大器的地提供了一个直流通路。这些偏置电阻的阻值应该足够大，这样使得信号源可以相对于测量地浮动。对低阻抗信号源来说，10kΩ到100kΩ的电阻比较合适。
图6-10 增加偏置电阻
如果输入信号是直流，就只需要用一个电阻将（-）端与测量
系统的地连接起来。然而如果信号源的阻抗相对较高，从免除干扰的角度而言，这种连接方式会导致系统不平衡。在信号源的阻抗足够高的时候，应该选取两个等值电阻，一个连接信号高电平（+）到地，一个连接信号低电平（-）到地。如果输入信号是交流，就需要两个偏置电阻，以达到放大器的直流偏置通路的要求。
总的来说，不论测接地还是浮动信号，差分测量系统是很好的选择，因为它不但避免了接地回路干扰，还避免了环境干扰。相反的，RSE系统却允许两种干扰的存在，在所有输入信号都满足以下指标时，可以采用RSE测量方式：输入信号是高电平（一般要超过1V）；连线比较短（一般小于5米）并且环境干扰很小或屏蔽良好；所有输入信号都与信号源共地。当有一项不满足要求时，就要考虑使用差分测量方式。
另外需要明确信号源的阻抗。电池、RTD、应变片、热电偶等信号源的阻抗很小，可以将这些信号源直接连接到数据采集卡上或信号调理硬件上。直接将高阻抗的信号源接到插入式板卡上会导致出错。为了更好的测量，输入信号源的阻抗与插入式数据采集卡的阻抗相匹配。
６．１．５信号调理
从传感器得到的信号大多要经过调理才能进入数据采集设备，信号调理功能包括放大、隔离、滤波、激励、线性化等。由于不同传感器有不同的特性，因此，除了这些通用功能，还要根据具体传感器的特性和要求来设计特殊的信号调理功能。下面仅介绍信号调理的通用功能。
１．放大
微弱信号都要进行放大以提高分辨率和降低噪声，使调理后信号的电压范围和A/D的电压范围相匹配。信号调理模块应尽可能靠近信号源或传感器，使得信号在受到传输信号的环境噪声影响之前已被放大，使信噪比得到改善。
２．隔离
隔离是指使用变压器、光或电容耦合等方法在被测系统和测试系统之间传递信号，避免直接的电连接。使用隔离的原因由两个：一是从安全的角度考虑；另一个原因是隔离可使从数据采集卡读出来的数据不受地电位和输入模式的影响。如果数据采集卡的地与信号地之间有电位差，而又不进行隔离，那么就有可能形成接地回路，引起误差。
３．滤波
滤波的目的是从所测量的信号中除去不需要的成分。大多数信号调理模块有低通滤波
器，用来滤除噪声。通常还需要抗混叠滤波器，滤除信号中感兴趣的最高频率以上的所有频率的信号。某些高性能的数据采集卡自身带有抗混叠滤波器。
４．激励
信号调理也能够为某些传感器提供所需的激励信号，比如应变传感器、热敏电阻等需要外界电源或电流激励信号。很多信号调理模块都提供电流源和电压源以便给传感器提供激励。
５．线性化
许多传感器对被测量的响应是非线性的，因而需要对其输出信号进行线性化，以补偿传感器带来的误差。但目前的趋势是，数据采集系统可以利用软件来解决这一问题。
６．数字信号调理
即使传感器直接输出数字信号，有时也有进行调理的必要。其作用是将传感器输出的数字信号进行必要的整形或电平调整。大多数数字信号调理模块还提供其他一些电路模块，使得用户可以通过数据采集卡的数字I/O直接控制电磁阀、电灯、电动机等外部设备。
６．１．６数据采集(DAQ)卡
１．数据采集卡的功能
一个典型的数据采集卡的功能有模拟输入、模拟输出、数字I/O、计数器/计时器等，这些功能分别由相应的电路来实现。
模拟输入是采集最基本的功能。它一般由多路开关（MUX）、放大器、采样保持电路以及A/D来实现，通过这些部分，一个模拟信号就可以转化为数字信号。A/D的性能和参数直接影响着模拟输入的质量，要根据实际需要的精度来选择合适的A/D。
模拟输出通常是为采集系统提供激励。输出信号受数模转换器（D/A）的建立时间、转换率、分辨率等因素影响。建立时间和转换率决定了输出信号幅值改变的快慢。建立时间短、转换率高的D/A可以提供一个较高频率的信号。如果用D/A的输出信号去驱动一个加热器，就不需要使用速度很快的D/A，因为加热器本身就不能很快地跟踪电压变化。应该根据实际需要选择D/A的参数指标。
数字I/O通常用来控制过程、产生测试信号、与外设通信等。它的重要参数包括：数字口路数（line）、接收(发送)率、驱动能力等。如果输出去驱动电机、灯、开关型加热器等用电器，就不必用较高的数据转换率。路数要能同控制对象配合，而且需要的电流要小于采集卡所能提供的驱动电流。但加上合适的数字信号调理设备，仍可以用采集卡输出的低电流的TTL电平信号去监控高电压、大电流的工业设备。数字I/O常见的应用是在计算机和外设如打印机、数据记录仪等之间传送数据。另外一些数字口为了同步通信的需要还有“握手”线。路数、数据转换速率、“握手”能力都是应理解的重要参数，应依据具体的应用场合而选择有合适参数的数字I/O。
许多场合都要用到计数器，如定时、产生方波等。计数器包括三个重要信号：门限信号、计数信号、输出。门限信号实际上是触发信号——使计数器工作或不工作；计数信号也即信号源，它提供了计数器操作的时间基准；输出是在输出线上产生脉冲或方波。计数器最重要的参数是分辨率和时钟频率，高分辨率意味着计数器可以计更多的数，时钟频率决定了计数的快慢，频率越高，计数速度就越快。
２．数据采集卡的软件配置
一般说来，数据采集卡都有自己的驱动程序，该程序控制采集卡的硬件操作，当然这个驱动程序是由采集卡的供应商提供，用户一般无须通过低层才能与采集卡硬件打交道。
NI公司还提供了一个数据采集卡的配置工具软件——Measurement & Automation
Explorer ,它可以配置NI公司的软件和硬件，比如执行系统测试和诊断、增加新通道和虚拟通道、设置测量系统的方式、察看所连接的设备等。
６．１．７多通道的采样方式
多数通用采集卡都有多个模入通道，但是并非每个通道配置一个A/D，而是大家共用一套A/D,在A/D之前的有一个多路开关（MUX），以及放大器（AMP）、采样保持器（S/H）等。通过这个开关的扫描切换，实现多通道的采样。多通道的采样方式有三种：循环采样、同步采样和间隔采样。在一次扫描（scan）中，数据采集卡将对所有用到的通道进行一次采样，扫描速率（scan rate）是数据采集卡每秒进行扫描的次数。
当对多个通道采样时，循环采样是指采集卡使用多路开关以某一时钟频率将多个通道分别接入A/D循环进行采样。如图6-11给出两个通道循环采样的示意图。此时，所有的通道共用一个A/D和S/H等设备，比每个通道分别配一个A/D和S/H的方式要廉价。循环采样的缺点在于不能对多通道同步采样，通道的扫描速率是由多路开关切换的速率平均分配给每个通道的。因为多路开关要在通道间进行切换，对两个连续通道的采样，采样信号波形会随着时间变化，产生通道间的时间延迟。如果通道间的时间延迟对信号的分析不很重要时，使用循环采样是可以的。
图6-11 循环采样
当通道间的时间关系很重要时，就需要用到同步采样方式。支持这种方式的数据采集卡每个通道使用独立的放大器和S/H电路，经过一个多路开关分别将不同的通道接入A/D进行转换。图6-12给出两个通道同步采样的示意图。还有一种数据采集卡，每个通道各有一个独立的A/D，这种数据采集卡的同步性能更好。但是成本显然更高。
图６－１２同步采样
假定用四个通道来采集均为50kHz的周期信号（其周期是20μs），数据采集卡的采样速率设为200kHz。则采样间隔为5μs（1/200kHz）。如果用循环采样则每相邻两个通道之间
的采样信号的时间延迟为5μs（1/200kHz），这样通道1和通道２之间就产生了1/4周期的相位延迟，而通道1和通道４之间的信号延迟就达15μs，折合相位差是2700。一般说来这是不行的。
为了改善这种情况。而又不必付出像同步采用采样那样大的代价。就有了如下的间隔扫描（interval scanning）方式。
在这种方式下，用通道时钟控制通道间的时间间隔，而用另一个扫描时钟控制两次扫描过程之间的间隔。通道间的间隔由实际上由采集卡的最高采样速率决定，可能是微秒、甚至纳秒级的，效果接近于同步扫描。间隔扫描适合缓慢变化的信号，比如温度和压力。假定一个10通道温度信号的采集系统，用间隔采样，设置相邻通道间的扫描间隔为5μs，每两次扫描过程的间隔是1s，这种方法提供了一个以1Hz同步扫描10通道的方法，如图６-1３所示。1通道和10通道扫描间隔是45μs，相对于1Hz的采样频率是可被忽略的。对一般采集系统来说，间隔采样是性价比较高的一种采样方式。
图６－１３间隔采样
NI公司的数据采集卡可以使用内部时钟来设置扫描速率和通道间的时间间隔。多数数据采集卡根据通道时钟（channel clock ）按顺序扫描不同的通道，控制一次扫描过程中相邻通道间的时间间隔，而用扫描时钟（scan clock）来控制两次扫描过程的间隔。通道时钟要比扫描时钟快，通道时钟速率越快，在每次扫描过程中相邻通道间的时间间隔就越小。
对于具有扫描时钟和通道时钟的数据采集卡，可以通过把扫描速率（scan rate）设为0，使用AI Config VI的interchannel delay端口来设置循环采样速率。LabVIEW默认的是scan clock，换句话来说，当选择好扫描速率时，LabVIEW自动选择尽可能快的通道时钟速率，大多数情况下，这是一种比较好的选择。图6-14说明循环采样和间隔采样的不同。
图6-14 间隔采样与循环采样比较
６．１．８LabVIEW 数据采集模块的分类
LabVIEW 中对于数据采集模块按照难易程度做了分类，图6-15以模入为例表明了工具栏中各种类型的模入模块。
简易模入VIs
图6-15 模入的各种模块
简易模入VIs (Ease Analog VIs)
该行的四个模块执行简单的模入操作。它们可以作为单独的VI，也可以作为subVI来使用。这些模块可以自动发出错误警告信息，在对话框中你可以选择中断运行或忽略。但是比较复杂的应用需要使用下面的类型。
中级模入VIs (Intermediate Analog Input VIs)
中级模入在两个地方可以找到，一个如图6-15的位置，另一个是包含在下面讨论的通用模入VIs中。与简易模入不同的是在那里的一个操作AI Input ，这里细分为AI Config, AI Start, AI Read, AI Single Scan以及AI Clear。它可以描述更加细致、复杂的操作。
通用模入VIs ( Analog Input Utility VIs)
这里提供了三个常用的Vis，AI Read One Scan，AI Waveform Scan，及AI Continuous Scan。使用一个VI就可以解决一个普通的模入问题，方便但缺乏灵活性。这三个Vis是由中级模入构成的。
高级模入VIs ( Advanced Analog Input VIs)
这些Vis是NI-DAQ数据采集软件的界面，是上面三种类型Vis的基础。一般情况下，用户不需要直接使用这个功能。
在下面的介绍中我们主要涉及前两项。
６．２模拟输入（Analog Input）
６．２．１模入参数说明
为了更好地理解模入，需要了解信号数字化过程中分辨率、范围、增益等参数对采集信号质量的影响。
分辨率（Resolution）
分辨率就是用来进行模数转换的位数，A/D的位数越多，分辨率就越高，可区分的最小电压就越小。分辨率要足够高，数字化信号才能有足够的电压分辨能力，才能比较好的恢复原始信号。目前分辨率为8的采集卡属于较低的，12位属中档，１６位的卡就比较高了。他们可以分别将模入电压量化为256、4096、65536份。
电压范围(Range)
电压范围由A/D能数字化的模拟信号的最高和最低的电压决定。一般情况下，采集卡的电压范围是可调的，所以可选择和信号电压变化范围相匹配的电压范围以充分利用分辨率
范围，得到更高的精度。比如，对于一个3位的A/D，在选择0-10V范围时，它将10V八等分；如果选择范围为-10V到+10V，同一个A/D就得将20V分为8等分，能分辨的最小电压就从1.25V上升到2.50V，这样信号复原的效果就更差了。
增益（Gain）
增益主要用于在信号数字化之前对衰减的信号进行放大。使用增益，可以等效地降低A/D的输入范围，使它能尽量将信号分为更多的等份，基本达到满量程，这样可以更好地复原信号。因为对同样的电压输入范围，大信号的量化误差小，而小信号时量化误差大。当输入信号不接近满量程时，量化误差会相对加大。如：输入只为满量程的1／10时，量化误差相应扩大10倍。一般使用时，要通过选择合适的增益，使得输入信号动态范围与A/D的电压范围相适应。当信号的最大电压加上增益后超过了板卡的最大电压，超出部分将被截断而读出错误的数据。
对于NI公司的采集卡选择增益是在LabVIEW中通过设置信号输入限制（input limits）来实现的，LabVIEW会根据选择的输入限制和输入电压范围的大小来自动选择增益的大小。
一个采集卡的分辨率、范围和增益决定了可分辨的最小电压，它表示为1LSB。例如，某采集卡的分辨率为12位，范围取0-10V，增益取100，则有1LSB=10V/ (100×4096) 24μV。这样，在数字化过程中，最小能分辨的电压就为24μs。
选择合适的增益和输入范围要与实际被测信号匹配。如果输入信号的改变量比采集卡的精度低，就可以将信号放大，提高增益。选择一个大的输入范围或降低增益可以测量大范围的信号，但这是以精度的降低为代价的。选择一个小的输入范围或提高增益可以提高精度，但这可能会使信号超出A/D允许的电压范围。
在研究采集 VI之前需要了解如下的几个定义。我们以下图的多通道模入波形采集AI Acquire Waveform.vi为例说明。
device——设备号。在NI 采集设置工具中设定。该参数告诉LabVIEW你使用什么卡，它可以使采集VI自身独立于卡的类型，也就是说，如果你稍后使用了另一种卡，并且赋予它同样的设备号，你的VI程序可正常工作而无须修改。
channels——指定数据样本的物理源。例如，一个卡有１６个模拟输入通道，你就可以同时采集１６组数据点。在LabVIEW VI中，一个通道或一组通道都用一个字符串来指定。例如：
通道通道串
通道5 5
通道0到4 0:4
通道1，8，以及10到13 1,8,10:13
scan rate(1000 scans/sec)——是在多通道采样时，分配给一个通道得到的样本速率，缺省值是1000/秒。
number of samples/ch——每通道要采集的样本数，缺省值是1000。
high limit——被测信号的最高电平，其缺省值是０。设为缺省值时系统将按照采集卡
设置程序MAX 中的设定处理。
low limit ——被测信号的最低电平，其缺省值是０。设为缺省值时系统将按照采集卡设置程序MAX 中的设定处理。
high limit 和 low limit 的值将决定采集系统的增益。对大多数卡输入信号变化的缺省值是10V 到-10V ，如果你将其设为5到-5V ，则增益为2。如果你将其设为1到-1V ，则增益为10。如果你设置一个理论上的增益是得不到支持的，LabVIEW 会自动将其调整到最近的预置值。典型的采集卡所支持的增益值有0.5,1,2,5,10,20,50,100。
waveforms ——A/D 转换后的输出，是一个二维的waveform 数组，其每一列对应于一个输入通道，同时包含有反映时间信息的t0和Δt 。
LabVIEW 数据采集模块的分类
下面我们将由简到难地介绍有关内容。
６．２．２ 简易模入（Ease Analog VIs ）
这是LabVIEW 提供的一组标准的、简单易用的采集 VI 。
从左到右，４个VI 的功能为：
● 从指定通道获得一个样本。
● 从由通道字符串规定的一组通道每通道获得一个样本。这些样本返回到一个样本数
组，顺序由通道号决定。
● 按指定的采样率由一个通道得到一个波形（一组覆盖一个周期的样本），这些样本
返回到一个wareform 数组。
● 从由通道字符串规定的每个通道获得一个波形。这些样本返回到一个波形的２维数
组，顺序由通道号和采样周期决定。通道数据的每个点占１列，时间增量由行决定。
练习 ６－１
目的：采集一个直流电压信号 1.0
0.00.20.40.60.8
Meter
１．准备一个直流电源（例如0.5V ）作为信号源连接到数据采集卡的0通道模入端。 ２．构造前面板和框图如上面所示。
３．运行程序。可得到Meter 指示0.5V 。
练习 ６－１ 结束
练习 ６－２
目的：多通道数据采集
１．准备一个方波信号源和一个正弦波信号源。分别连接到模入通道０和１。
２．设置前面板与框图如上。
３．设置scan速率、通道号、每通道样本数如前面板所示。
４．运行该程序。
５．保存为Acquire Multiple Channels.vi。
６．该程序是无缓冲、软件触发的。
注意：这里使用的AI Acquire Waveform.vi具有多态性，它的输出可以是Waveform，也可以是Array，前者可直接与Graph连接，后者如果直接要与Graph连接麻烦一些。在LabVIEW 6I以前的版本中只有后者。用后者编写这个程序的框图如下：
增加的步骤包括：
７．在框图上调出AI Acquire Waveform.vi的快速菜单，选择Select Type >Scaled Array。８．在前面板上的graph上用快捷菜单选择Transpose Array。因为AI Sample Channel 功能返回的2D数组是每列反映一个通道的电压，而在一般情况下graph图形是行对列，所以需要对数组做一次转置，以使Y轴表示电压值。
９．在框图上将起始时刻、实际采样周期的倒数和采样数据使用Bundle功能捆绑成一个数组，送给graph。注意捆绑的顺序是I32、SGL和数组，如果变为I32、数组和SGL，可能出错。
练习６－２结束
６．２．３中级模入Analog Input
上面介绍的简单模入的基本局限是执行采集任务的庸余。例如，你每一次调用AI Sample Channel，都必须为特定类型的测量设置硬件，告诉它采样率等。显然，如果你要反复采集大量的样本，你未必需要在每一次重复时都去设置测量。一个典型的情况是连续采集，需要在程序中采用循环结构，按照简单模入，每次采集前都在设置参数，不仅多余，而且造
成了采集过程的不连续。
中级模入有更好的功能与灵活性，可以更有效地开发你的应用。它的特点包括控制内部采样率，使用外部触发，执行连续外部触发等。下面我们将仔细描述它的各种VI，应该注意其大量输入、输出端子中的部分内容一般是不必理会的。有效地使用这些VI只需要关注你需要的端子。在大多数情况下，你不需要为在help中解释的端子的设置烦恼。
◆Analog Input
AI Config对指定的通道设置模入操作，包括硬件、计算机内buffer的分配。常用的端子有：
●Device——采集卡的设备号。
●Channel——指定模入通道号的串数组。
●Intput limit——指定输入信号的范围达到调节硬件增益的目的。
●Buffer size——单位是scan，控制用于采集数据的AI Config占用计算机内存的
大小。
●Interchannel delay——扫描间隔设置。缺省值为-1，当选用缺省值时，系统按照
采集卡的最高扫描速率（一般为几微秒），再加上系统消耗10微秒，来设置扫描间
隔，对MIO-16-E-4卡来说，约为14微秒。用户也可以自行设置这个值，实验表明，对MIO-16-E-4卡最小可设到2~3微秒。
AI Start启动带缓冲的模入操作。它控制数据采集速率，采集点的数目，及使用任何硬件触发的选择。它的两个重要输入是：
●Scan rate(scan/sec)——对每个通道采集的每秒扫描次数。
●Number of scans to acquire——对通道列表的扫描次数。？？
AI Read——从被AI Config分配的缓冲读取数据。它能够控制由缓冲读取的点数，读取数据在缓冲中的位置，以及是否返回二进制数或标度的电压数。它的输出是一个２维数组，其中每一列数据对应于通道列表中的一个通道。
AI Single Scan——返回一个扫描数据。它的电压数据输出是由通道列表中的每个通道读出的电压数据。使用这个VI仅与AI Config有关联，不需要AI Start和AI Read。
AI Clear——清除模入操作、计算机中分配的缓冲、释放所有数据采集卡的资源，例如计数器。
当你设置一个模入应用时，首先使用的VI总是AI Config。AI Config会产生一个taskID 和Error cluster（出错信息簇）。所有别的模入VI接受这个taskID以识别操作的设备和通道，并且在操作完成后输出一个taskID。因为taskID是一个输入并向另一个模入VI输出，所以该参数形成了采集 VI之间的一个关联数据。
练习６－３
目的：多通道波形的连续采集
现在我们使用LabVIEW提供的DAQ向导来搭建这个程序，操作步骤如下：
１．选LabVIEW进入画面选择DAQ Solutions
２．进入Welcome to the Solution Wizard 选
● Program the input scaling and conversion myself
３．进入Solution Wizard –Step 2 to 3 选
● Custom DAQ Applications
４．进入Solution Wizard –Step 3 to 3 选
● Analog Input
５．进入Analog Input Functionality 选
在Step 1中选择０、１两个通道
在Step 2中选择Scan multiple sample from each channel continuously
点击OK 按钮
６．又回到Solution Wizard –Step 3 to 3 ，显示选中的各种配置，点击［Open Solution ］按
钮，可以看到形成的程序。
1device (1)STOP 5.0-5.0-4.0-2.00.02.04.0359*******
35200354003560035800transposed waveform chart 10000.00scan rate (1000 scans/sec)4000buffer size (4000 scans)2000scans to read at a time (1000)
2scan backlog hardware settings
-1.00
interchannel delay in secs ( -1: hw default)0.00
high limi 0.00low limit 0input limits
0:10channels (0)
上面的面板和框图略做了简化，删去了有关错误信息处理的一个模块。在这个程序中有几个问题值得注意
１．在AI Config 中设置interchannel delay 为–1, 使用间隔扫描方式，避免了通道延迟。２．在这个简化了的框图上我们可以更加清晰地看出中级模入的处理框图，大致如下：
图6-16 连续采集程序模型
无疑，这个流程更加合理，它把采集的初始化与结束处理放在了循环之外。
３．Buffer的设置和使用：连续采集时通常需要Buffer。面板上有３个与Buffer有关的对象。
其一是Buffer Size(单位：scan的个数)，这是它的大小，其二是Scans to Read at a time，即每一次从Buffer中读走的scan的个数，其三是scan backlog，这里显示在Buffer中积压的scan个数。这个数的大小取决于系统的运行速度。只要这里显示一个大于Buffer Size的数，系统将出错，中断运行。
这里使用的是一种称为循环Buffer机制。其原理如下：在往缓冲区中放数据的同时可以读取缓冲区中已放的数据，当缓冲区满时，从缓冲区开始处重新存放新的数据，只要放数据和取数据的速度配合好，就可以实现用一块有限的存储区，来进行连续的数据传送。使用循环缓冲区，可以在采集设备在后台连续进行采集的同时，
LabVIEW在两次读取缓冲区数据的时间间隔里对数据进行处理。循环缓冲区存取数据说明如图6-17所示。
图6-17 循环缓冲区存取数据说明
程序读取数据的速度要不慢于采集设备往缓冲区中放数据的速度，才能保证连续运行时，缓冲区中的数据不会溢出，不会丢数据。如果程序取数据的速度快于放数据的速度，LabVIEW会等待数据放好后再读取。如果程序读取数据的速度慢于放数据的速度，LabVIEW发送一个错误信息，告诉用户有一些数据可能被覆盖并丢失。可以通过调整三个参数来解决这个问题：input buffer size, scan rate和number of scans to read at a time。
增大input buffer size可以延长填满缓冲区的时间，但是这不能根本上解决连续采集过程中数据被覆盖的问题，要根本解决这个问题，需要减小scan rate或者增大number of scans to read at a time。number of scans to read at a time一般设置为一个小于缓冲区大小的值，缓冲区大小一般设置为scan rate的两倍。具体的设置需要通过测试整个采集程序运行的情况来确定。可以通过查看输出端的scan backlog的大小判断缓冲中数据会不会被覆盖，scan backlog被定义为从采集缓存中采集到而不是读到的扫描个数，是一个衡量系统是否跟得上连续采集数据的一个量度，如果scan backlog的数值一直在上升则表明从缓存中读数据的速度不够快并且最终会丢失数据，如果丢失数据，AI Read VI将会给出错误提示。
练习６－３结束
６．３模出（Analog Output）
６．３．１基本参数与术语
多功能的DAQ卡用数模转换器（D/A）将数字信号转换成模拟信号，D/A的有关参数有范围（Range）、分辨率（Resolution）、单调性（Monotonicity）、线性误差(Linearity Error)、建立时间(Settling Time)、转换速率（Slew Rate）、精度（Accuracy）等。下面对部分参数做一些解释。
建立时间(Settling Time)：是指变化量为满刻度时，达到终值1/2LSB时所需的时间。这个参数反映D/A的D/A转换从一个稳态值到另一个稳态值的过渡过程的长短。建立时间一
一。SCADA系统概述 SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统，即数据采集与监视控制系统。SCADA系统的应用领域很广，它可以应用于电力系统、给水系统、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。在电力系统以及电气化铁道上又称远动系统。 SCADA系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。它可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。 由于各个应用领域对SCADA的要求不同，所以不同应用领域的SCADA系统发展也不完全相同。 在电力系统中，SCADA系统应用最为广泛，技术发展也最为成熟。它作为能量管理系统（EMS系统）的一个最主要的子系统，有着信息完整、提高效率、正确掌握系统运行状态、加快决策、能帮助快速诊断出系统故障状态等优势，现已经成为电力调度不可缺少的工具。它对提高电网运行的可靠性、安全性与经济效益，减轻调度员的负担，实现电力调度自动化与现代化，提高调度的效率和水平中方面有着不可替代的作用。 SCADA在铁道电气化远动系统上的应用较早，在保证电气化铁路的安全可靠供电，提高铁路运输的调度管理水平起到了很大的作用。在铁道电气化SCADA系统的发展过程中，随着计算机的发展，不同时期有不同的产品，同时我国也从国外引进了大量的SCADA产品与设备，这些都带动了铁道电气化远动系统向更高的目标发展。 二．SCADA系统发展历程 SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）系统，全名为数据采集与监视控制系统。SCADA系统自诞生之日起就与计算机技术的发展紧密相关。SCADA系统发展到今天已经经历了三代。 第一代是基于专用计算机和专用*作系统的SCADA系统，如电力自动化研究院为华北电网开发的SD176系统以及在日本日立公司为我国铁道电气化远动系统所设计的H-80M系统。这一阶段是从计算机运用到SCADA系统时开始到70年代。 第二代是80年代基于通用计算机的SCADA系统，在第二代中，广泛采用VAX等其它计算机以及其它通用工作站，*作系统一般是通用的UNIX*作系统。在这一阶段，SCADA系统在电网调度自动化中与经济运行分析，自动发电控制（AGC）以及网络分析结合到一起构成了EMS系统（能量管理系统）。第一代与第二代SCADA系统的共同特点是基于集中式计算机系统，并且系统不具有开放性，因而系统维护，升级以及与其它联网构成很大困难。 90年代按照开放的原则，基于分布式计算机网络以及关系数据库技术的能够实现大范围联网的EMS/SCADA系统称为第三代。这一阶段是我国SCADA/EMS系统发展最快的阶段，各种最新的计算机技术都汇集进SCADA/EMS系统中。这一阶段也是我国对电力系统自动化以及电网建设投资最大的时期，国家计划未来三年内投资2700亿元改造城乡电网可见国家对电力系统自动化以及电网建设的重视程度。 第四代SCADA/EMS系统的基础条件已经或即将具备，预计将与21世纪初诞生。该系统的主要特征是采用Internet技术、面向对象技术、神经网络技术以及JAVA技术等技术，继续扩大SCADA/EMS系统与其
1 引言 数据采集是指将温度、压力、流量、位移等模拟量采集、转换成数字量后，再由计算机进行存储、处理、显示的过程。在生产过程中，可对生产现场的工艺参数进行采集、监视和记录，为提高产品的质量、降低成本提供信息和手段。本文设计了一套多路数据采集系统，实施采集多现场的温度参数，系统通过RS485总线将采集到的现场温度数据传输至上位机，上位机对采集到的数据进行显示、存储，从而达到现场监测与控制的目的。 2 设计目的和要求 设计一由微机控制的A/D数据采集和控制系统，该卡具有对八个通道上 0-5V的模拟电压进行采集的能力，且可以用程序选择装换通道，选择ADC0809 作为A/D转换芯片。 本设计包括确定控制任务、系统总体设计、硬件系统设计、软件程序的设计等，使学生进一步学习理解计算机控制系统的构成原理、接口电路与应用程序，巩固与综合专业基础知识和相关专业课程知识，提高学生运用理论知识解决实际问题的实践技能。 3 系统设计方案 1.八路模拟信号的产生 被测电压要求为0~5V的直流电压，可通过八个滑动变阻器调节产生。 2.模拟信号的采集 八路数据采集系统采用共享数据采集通道的结构形式，数据采集方式确定为程序控制数据采集。 3.A/D转换器的选取 八位逐次比较式A/D转换器 4.控制与显示方法的选择 用单片机作为控制系统的核心，处理来自ADC0809的数据。经处理后通过串口传送，由于系统功能简单，完成采样通道的选择，单片机通过接口芯片与LED
数码显示器相连，驱动显示器相应同采集到的数据。 图3.1 总体设计图 4 硬件系统的设计 4.1芯片ADC0809的引脚功能和主要性能 ADC0809八位逐次逼近式A/D 转换器是一种单片CMOS 器件，包括8位模拟转换器、8通道转换开关和与微处理器兼容的控制逻辑。8路转换开关能直接联通8个单端模拟信号中的任意一个。 ADC0809的引脚图及51单片机引脚图： 图4.1 ADC0809管脚图及51单片机芯片管脚图 模拟输入通道1 ADC0808 单片机 LED 模拟输入通道2 模拟输入通道8
数据采集及管理控制系统设计规范
服装企业实时数据采集及管理控制系统的设计 Design Of Real-time Data Collection And Administration Control System In Clothes Enterprise 摘要:随着计算机和通讯技术的飞速发展,国内服装业信息化的高要求也迫在眉睫。本文主要针对服装业讨论设计了一 套实时数据采集及管理控制系统,它避免了当前服装业常 见管理软件的信息延迟与滞后的问题,能够做到生产过程 的实时控制,把国内服装业的管理水平推向一个更高的层 次。 关键词:实时控制;工况信息;批处理;成绩表现;生产平衡 Abstract:With the development of the computer and communication technology , it is very necessary for clothes enterprises in china to accelerate innovations . In this paper , it is principal to design a system in clothes enterprise for real- time data collection and administration control , which can escape the important problem occurred by nowadays administrative software —— information delay and can improve the administration level .
WEB数据采集系统 一.概述 面对互联网海量的信息，政府机关、企事业单位和研究机构都迫切希望获取与自身工作相关的有价值信息，如何方便快捷地获取这些信息就变得至关重要了。如果采用原始的手工收集方式，费时费力且毫无效率，面对越来越多的信息资源，劳动强度和难度可想而知。因此，现代的政府和企业都迫切需要一种能够提供高质量和高效运作的信息采集解决方案。 本系统针对不同行业用户的应用需求，以抓取互联网为目的，实现在用户自定义规则下，从互联网中抓取指定信息。抓取的信息可存入数据库或直接入库发送至指定栏目，实现网站信息及时更新和数据量提升，从而使得搜索引擎收录量提升，扩大企业信息宣传推广力度。 二.典型应用 1. 政府机关 ●实时跟踪、采集与业务工作相关的信息来源。 ●全面满足内部工作人员对互联网信息的全局观测需求。 ●及时解决政务外网、政务内网的信息源问题，实现动态发布。 ●快速解决政府主网站对各地级子网站的信息获取需求。 ●全面整合信息，实现政府内部跨地区、跨部门的信息资源共享与有效 沟通。 ●节约信息采集的人力、物力、时间，提高办公效率。
2. 企业 ●实时准确地监控、追踪竞争对手动态，是企业获取竞争情报的利器。 ●及时获取竞争对手的公开信息以便研究同行业的发展与市场需求。 ●为企业决策部门和管理层提供便捷、多途径的企业战略决策工具。 ●大幅度地提高企业获取、利用情报的效率，节省情报信息收集、存 储、挖掘的相关费用，是提高企业核心竞争力的关键。 ●提高企业整体分析研究能力、市场快速反应能力，建立起以知识管 ，是提高企业核心竞争力的神经中枢。 理为核心的“竞争情报数据仓库” 3. 新闻媒体 ●快速准确地自动采集数信息。 ●支持每天对数万条新闻进行有效抓取。 ●支持对所需内容的智能提取、审核。 ●实现互联网信息内容采集、浏览、编辑、管理、发布的一体化。三. 系统构架 工作过程描述 采集的目的就是把对方网站上网页中的某块文字或者图片等资源下载到自己的站网上，这个过程需要做如下配置工作：下载网页配置，解析网页配置，修正结果配置，数据输出配置。如果数据符合自己要求，修正结果这步可省略。配置完毕后，把配置形成任务(任务以XML格式描述)，采集系统
;-------------------------------------------------------------------------- ; 课程设计: 数据采集控制与数字电压表 ;-------------------------------------------------------------------------- A8255 EQU 0600H ;8255端口地址:PA0～PA7-->L0～L7 B8255 EQU 0602H ;PB0～PB7-->A～G.DP 段码口 C8255 EQU 0604H ;PC0～PC3-->X1～X4,PC4.PC5-->EOC CON8255 EQU 0606H ;PC6-->K6电压表,PC7-->K7开机 A8254 EQU 0640H ;8254端口地址 B8254 EQU 0642H C8254 EQU 0644H CON8254 EQU 0646H ADC0809 EQU 06C0H ;ADC0809端口地址 ;-------------------------------------------------------------------------- DATA SEGMENT VRBUF DB 10 DUP(0) ;AD转换结果缓冲区数据段 VR DB ? ;AD转换结果数据段 V ALUE DB 3 DUP(0) ;电压值数据段000 LED DB 3FH,06H,5BH,4FH ;数码管段码表0-15 DB 66H,6DH,7DH,07H DB 7FH,6FH,77H,7CH DB 39H,5EH,79H,71H DATA ENDS ;-------------------------------------------------------------------------- SSTACK SEGMENT STACK DW 64 DUP(?) SSTACK ENDS ;-------------------------------------------------------------------------- CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:DA TA,SS:SSTACK START: MOV AX,DATA ;当前数据段址送DS MOV DS,AX ;-------------------------------------------------------------------------- ; 系统初始化及启动程序 ;-------------------------------------------------------------------------- MOV DX,CON8255 ;8255控制字:PA7～PA0显示AD转换值 MOV AL,10001000B ;A口输出,B口输出,PC0～PC3输出,PC4～PC7输入! OUT DX,AL ;-------------------------------------------------------------------------- BEGIN: MOV DX,B8255 ;L0～L7灯全灭! MOV AL,00H OUT DX,AL MOV DX,A8255 ;LED数码管全灭! MOV AL,00H OUT DX,AL MOV DX,CON8254 ;启动秒计数 MOV AL,00100111B ;计数器0,读写高8位,方式3,十进制 OUT DX,AL ;-------------------------------------------------------------------------- K7: MOV DX,C8255 IN AL,DX ;读C口 TEST AL,10000000B ;测试C口最高位!
摘要 互联网发展至今，传统媒体已经日渐落寞，作为新生代媒体，网络已经在这一领域占据了越来越重要的地位，而且这种趋势还在上涨。现今，越来越多的人通过互联网来表达自己对社会现状的态度和政治诉求等等，从互联网这一自由开放的媒体中了解民生，开展网络舆情信息采集和分析，已经各级政府部门目前面临的重要课题。 互联网作为新生代媒体，其发展势头迅猛，各大门户网站纷纷进军互联网领域抢占市场，竞争十分激烈，而其中新浪在这场竞争中表现得相当出色，新浪微博民众信息分享平台的首选。本论文就设计了一个专门针对新浪微博的舆情数据采集系统，它包含如下几个功能：查询指定用户的微博信息、查询指定微博的评论信息和转发信息、查询指定用户的所有粉丝和搜索该用户的指定粉丝、查询指定用户的所有关注和搜索该用户的指定关注以及将上述信息保存到本地数据库中，供以后对数据进行分析。 该系统是基于新浪官方提供的API来开发的，采用Java和Mysql实现软件的开发，Java 实现软件的界面和数据展示，Mysql实现数据的存储。工作时，它根据用户输入的信息，采用多线程方式去采集用户数据，主界面弹出等待提示框，给用户提供良好的用户体验。在展示数据的时候，考虑到微博数据的庞大，该系统采用了分页技术来展示数据，而且对界面进行了美化，给用户提供一个美观的界面浏览。 【关键词】网络舆情新浪微博Java Mysql 微博API
ABSTRACT Since the development of Internet, traditional media has already lonely, as a new generation of media, the network has become more and more important in this field, and the trend is still rising. Nowadays, more and more people through the Internet to express themselves on the social status of the attitude and political appeal and so on, to understand the people's livelihood from the Internet which is a free and open media, network public opinion information collection and analysis, an important issue has been at all levels of government departments are currently facing. Internet as a new generation of media, the momentum of rapid development, the major portals have to enter the field of Internet to seize the market, competition is very fierce, and Sina in this competition performed very well, Sina micro-blog public information sharing platform of choice. This thesis is to design a specific Sina micro-blog public opinion data acquisition system, which includes the following functions: query specifies the user's micro-blog, micro-blog information query specifies the comment information and forwarding information, query specifies the user all the fans and search the user specified fans, query specifies all of the user's attention and search the the specified user attention and the information is saved to a local database, for later data analysis. The system is based on API to Sina official development, developed using Java and Mysql software, Java software interface and data display, Mysql data storage. When working, it according to the input information of a user, using multiple threads to collect user data, the main interface pops up wait for a prompt box, to provide users with a good user experience. In the display of the data when the micro-blog, considering the huge data, the system uses the paging technique to display data, and the interface is beautiful, to provide users with a beautiful interface to browse. 【Key words】Network public opinion Sina micro-blog Java Mysql Micro-blog API
油井数据采集与远程控制系统设计方案 技 术 设 计 方 案 介 绍 公司简介 我公司专业从事数字网络视频监控系统、智能视频分析、机房动力环境监控、机房建设、雷达测速、闯红灯电子警察抓拍、电子治安卡口、智能控制等智能化系统开发的大型综合型企业，欢迎来电洽谈业务！ 质量方针：以人为本、质量第一 公司成立至今，坚持以领先的技术、优良的商品、完善的售后服
务、微利提取的原则服务于社会。我公司为您提供的产品，关键设备采用高质量进口合格产品，一般设备及材料采用国内大型企业或合资企业的产品，各种产品企业都通过ISO9001国际质量体系认证。有一支精良的安防建设队伍，由专业技术人员为您设计，现场有专业技术人员带领施工，有良好职业道德施工人员。我公司用户拥有优质的设计施工质量和优质的售后服务保障。 客户哲学：全新理念、一流的技术、丰富的经验，开创数字新生活 专注——维护世界第一中小企业管理品牌、跟踪业界一流信息技术、传播经营管理理念是莱安永恒不变的追求，莱安坚持“全新的理念、一流的技术、丰富的经验、优质的服务”，专注于核心竞争力的建设是莱安取得今天成功的根本，也必将是莱安再创辉煌的基础！ 分享——“道不同，不相谋”，莱安在公司团队之间以及与股东、渠道伙伴、客户之间均倡导平等、共赢、和谐、协同的合作文化，在迎接外部挑战的过程中，我们共同期待发展和超越，共同分享激情与快乐！“合作的智慧”是决定莱安青春永葆的最终动力！ 客户服务：以高科技手段、专业化的服务为客户创造价值 分布于神州大地各行业中的800万中小企业是中国最具活力的经济力量，虽然没有强势的市场影响力和雄厚的资金储备，但无疑，个性张扬的他们最具上升的潜力，后WTO时代市场开放融合，残烈的竞争使他们的发展更加充满变数。基于以上认识，在智能化设备管理市场概念喧嚣的热潮中，独辟“实用主义”产品哲学，莱安将客户视
《电子技术》 2002 年第 9 期 中国传感器 ht t p :/ / www . senso r . co m . cn (531) 19 计算机应用 桩基静载仪数据采集及控制系统的 研制与开发 武汉大学电子信息学院 (武汉 430072) 刘仲谋 吴建江 刘爱荣 摘 要 文章系统地分析了基于虚拟仪器技术下的桩基静载测试仪数据采集系统的特性 。详 细论述了系统的总体设计方案 ,数据采集 、通信和控制电路的设计以及系统的可靠性设计 。 关键词 虚拟仪器 通信 可靠性 虚拟仪器就是采用计算机技术 ,将传统仪器的 部分或全部功能由软件来实现 ,达到了硬件软件化 的目的 。基于虚似仪器技术的静载仪是代表桩基静 载测试仪器的发展方向 。采用虚似仪器技术 ,前置 机只需要对信号的采集和控制 ,而把复杂的数据处 理 、报表 、打印输出等让上位机处理 ,简化了设计过 程 ,缩短了研制周期 ,降低了设计难度 ,同时提供了 更良好的人机界面和强大的上位机操作功能 。目 前 ,国内的静载仪的制作主要仍然采用传统的方法 , 对实验数据进行采集 、显示 、记录和判断等工作 ,但 不能现场对数据进行处理 ,得到工程所需的曲线 、图 表等资料 。采用虚拟仪器技术能很好地实现这些功 能 ,前置机对现场数据进行采集 、控制加在桩上的压 力以及和上位机进行通信 ,上位机接收来自前置机 的十二路位移信号和两路压力信号 ,然后进行数据 处理 、图表分析 ( 主要是桩基测量的总报表 、P 2S 曲 线图 、S 2lgp 曲线图和 S 2lgt 曲线图分析) 、发出控制 信号等 。下面主要对前置机的硬件设计和系统的可 靠性进行重点分析 。 1 前置机总体设计方案 前置机采集各路传感器的输出信号 ,并将采集 到的数据送给上位机进行数据处理 、图表分析 、显 示 、判断 ,同时接收上位机发来的各芯片初始化指令 及控制命令 ,来初始化系统和控制加在桩上的压力 等 。设计中采用 A T89C51 单片机加上外围电路来 构成前置机 。前置机系统的结构框图如图 1 所示 。 包括十二路位移量采集电路 、两路压力量采集电路 、 油泵流量控制电路 、开关控制电路 、RS485 接口 、监 控电路 、键盘显示电路和电源电路 。 设计中 ,为了尽可能满足现场的各种需要 ,采用 图 1 前置机系统结构框 了具有两个独立的荷载测试通道 ,其一用于连接应 变式压力传感器 ,另一个用于连接变送式压力传感 器 ,同时允许两个测力传感器并联使用 。提供十二 个独立的位移测试通道 ,其中四个测量桩基沉降量 , 另八个测量锚桩上拔量 。采用了两路各自独立的油 泵控制输出 ,油泵流量控制和开关控制输出 ,开关控 制用来直接采用高压油泵启停 ,是用于要求不高的 荷载试验 。油泵流量控制采用了自适应控制技术 , 可自动调节高压油泵流量 ,使荷载超调量极小 ,能进 行自动补载 、自动卸载 ,且不需人工干预 。这样 ,在 测量过程中可根据实际需要灵活设置压力 、位移传 感器的数目和通道以及控制方式 ,很好地满足了测 试现场的各种需求 。 2 数据采集 、控制和通信的实现 2 . 1 十二路位移信号的采集 传感器采用容栅式位移传感器 ,传感器共有四 根引线 ,分别是电源线 、地线 、数据信号线和时钟线 , 电源电压为 1 . 5V ,信号格式如图 2 所示 。 由传感器的输出信号格式可以看出 ,传感器每 250 ms 输出一帧数据 ,每一帧数据包括两组 24bit 的 数据 ,第一组为总位移 ,第二组为总位移减去基准零
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。
数据采集系统的历史与发展 数据采集系统起始于20设计50年代，1956年美国首先研究了用在军事上的测试系统，目标是测试中不依靠相关的测试文件，由非熟练人员进行操作，并且测试任务是由测试设备高速自动控制完成的。由于该种数据采集测试系统具有高速性和一定的 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。大约在60年代后期，国外就有成套的数据采集设备产品进入市场，此阶段的数据采集设备和系统多属于专业的系统。 20世纪70年代中后期，随着微型的发展，诞生了采集器，仪表同计算机溶于一 体的数据采集系统。由于这种数据采集系统的性能优良，超过了传统的自是这一类的 典型代表。这种接口系统采用积木式结构，把相应的接口卡装在专用的机箱内，然后 由一台计算机控制。第二类系统在工业现场应用较多。这两种系统中，如果采集测试 任务改变，只需将新的仪用电缆接入系统，或将新卡在添加的专业的机箱里即可完成 硬件平台中建，如果采集测试任务改变，只需将新的仪用电缆接入系统，或将新卡再 添加到专用的机箱即可完成硬件平台重建，显然，这种系统比专用系统灵活得多。20 世纪80年代后期，数据采集系统发生了极大的变化，工业计算机，单片机和大规模集成电路的组合，用软件管理，使系统的成本降低，体积减小，功能成倍增加，数据处 理能力大大加强。 20世纪90年代至今，在国际上技术先进的国家，数据采集技术已经在军事，航 空电子设备及宇航技术，工业等领域被广泛应用。由于集成电路制造技术的不断提高，出现了高性能，高可靠性的单片数据采集系统（DAS）。目前有的DAS产品精度已达16位，采集速度每秒达到几十万次以上。数据采集技术已经成为一种专门的技术，在工业领域得到了广泛的应用。该阶段数据采集系统采用更先进的模块式结构，根据不 同的应用要求，通过简单的增加和更改模块，并结合系统编程，就可扩展或修改系统，迅速地组成一个新的系统。该阶段并行总线数据采集系统高速，模块化和即插即用方 向发展，典型系统有VXI总线系统，PCI,PXI总线系统等，数据位以达到32位总线宽度，采用频率可以达到100MSps。由于采用了高密度，屏蔽型，针孔式的连接器和卡 式模块，可以充分保证其隐定性急可靠性，但其昂贵的价格是阻碍它在自动化领域取 得了成功的应用。 串行总线数据采集系统向分布式系统结构和智能化方向发展，可靠性不断提高。 数据采集系统物理层通信，由于采用RS485双绞线，电力载波，无线和光纤，所以其技术得到了不断发展和完善。其在工业现场数据采集和控制等众多领域得到了广泛的 应用。由于目前局域网技术的发展，一个工厂管理层局域网，车间层的局域网和底层 的设备网已经可以有效地连接在一起，可以有效地把多台数据采集设备联在一起，以 实现生产环节的在线实时数据采集与监控。
数据采集接口网关Gateway ForeverCredit Gateway数据采集接口网关是北京华恒信远专门为工业标准通讯接口OPC Server软件、数据采集接口软件配套定制开发的一款嵌入式硬件产品，内置两个标准RS-232串口（其中一个串口可以通过跳线设置成RS-485）和两个RJ45以太网口，型号为Gateway-227B，如下图所示： 此外，还有Gateway-240B、Gateway-230B等嵌入式工控机型号，如下图所示。 该设备操作系统有Windows、Linux两种，其功能与特点如下： 1、OPC服务器：可连接DCS、PLC等控制系统，读写实时数据，包装成OPC Server工业标准通讯接口，提供给实时数据库系统、先进控制系统和MES系统集成商； 2、安全隔离：当数据采集接口网关为实时数据库系统提供实时数据时，它一般位于自动化控制系统和实时数据库服务器之间，由于数据采集接口网关采用了内置单向数据传输技术，可达到自动化控制系统和实时数据库服务器之间的安全隔离目的。 3、该产品操作系统、数据采集程序等均固化，不可修改。一旦被修改，重新启动后，自动恢复到初始状态，可防止病毒以及黑客软件攻击。 4、结构先进、安装方便，该产品高度1U，可以直接安装在标准机柜中，独特的散热技术，1U机箱有多个磁悬浮风扇散热。
5、数据采集冗余设计：支持双机双网冗余通讯。 6、可作为InfoPlus.21、PI、PHD等实时数据库系统的数据采集终端，也可写数据至关系数据库，为MIS、ERP等管理信息系统提供生产实时数据。 网闸FC-Safety FC-Safety管控单向物理隔离网闸，又称管控单向物理隔离网关，是专门为企业过程控制系统和管理信息系统之间进行单向物理隔离 而开发的一款网络安全隔离设备。 在石油、石化、钢铁、冶金、电力、化工等流程型企业的工业自动化过程中，DCS、PLC、电力综合自动化等过程控制系统越来越广泛地应用在流程型企业的生产控制过程中。流程型企业信息化建设在国内越来越普及，由于担心控制网被攻击，企业往往要求企业信息化系统集成商将控制网和管理网络完全隔离。凭借雄厚的技术实力和丰富
数据采集的新技术及发展动态 1、数据采集系统的历史与发展 数据采集系统起始于20世纪50年代，1956年美国首先研究了用在军事上的测试系统，目标是测试中不依靠相关的测试文件，由非熟练人员进行操作，并且测试任务是由测试设备高速自动控制完成的。由于该种数据采集测试系统具有高速性和一定的灵活性，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。大约在60年代后期，国外就有成套的数据采集设备产品进入市场，此阶段的数据采集设备和系统多属于专用的系统。20世纪70年代中后期，随着微型机的发展，诞生了采集器、仪表同计算机溶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。 从70年代起，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。 20世纪80年代随着计算机的普及应用，数据采集系统得到了极大的发展，开始出现了通用的数据采集与自动测试系统。该阶段的数据采集系统主要有两类，一类以仪器仪表和采集器、通用接口总线和计算机等构成。例如：国际标准ICE625（GPIB）接口总线系统就是一个典型的代表。这类系统主要用于实验室，在工业生产现场也有一定的应用。第二类以数据采集卡、标准总线和计算机构成，例如：FTQ总线系统是这一类的典型代表。这种接口系统采用积木式结构，把相应的接口卡装在专用的机箱内，然后由一台计算机控制。第二类系统在工业现场应用较多。这两种系统中，如果采集测试任务改变，只需将新的仪用电缆接入系统，或将新卡再添加到专用的机箱即可完成硬件平台重建，显然，这种系统比专用系统灵活得多。 20世纪80年代后期，数据采集系统发生了极大的变化，工业计算机、单片机和大规模集成电路的组合，用软件管理，使系统的成本降低，体积减小，功能成倍增加，数据处理能力大大加强。 20世纪90年代至今，在国际上技术先进的国家，数据采集技术已经在军事、航空电子设备及宇航技术、工业等领域被广泛应用。由于集成电路制造技术的不断提高，出现了高性能、高可靠性的单片数据采集系统（DAS）。目前有的DAS 产品精度已达16位，采集速度每秒达到几十万次以上。数据采集技术已经成为一种专门的技术，在工业领域得到了广泛的应用。该阶段数据采集系统采用更先进的模块式结构，根据不同的应用要求，通过简单的增加和更改模块，并结合系统编程，就可扩展或修改系统，迅速地组成一个新的系统。 该阶段并行总线数据采集系统向高速、模块化和即插即用方向发展，典型系统有VXI总线系统，PCI、PXI总线系统等，数据位已达到B) 位总线宽度，采样频率可以达到100MSps[1]。由于采用了高密度，屏蔽型，针孔式的连接器和卡式模块，可以充分保证其稳定性及可靠性，但其昂贵的价格是阻碍它在自动化领域普及的一个重要因素。但是，并行总线系统在军事等领域取得了成功的应用。串行总线数据采集系统向分布式系统结构和智能化方向发展，可靠性不断提高。数据采集系统物理层通信，由于采用RS485、双绞线、电力载波、无线和光纤，所以其技术得到了不断发展和完善。其在工业现场数据采集和控制等众多领域得到了广泛的应用。，由于目前局域网技术的发展，一个工厂管理层局域网，车间层的
《网络数据采集实验》课程教学大纲 课程编码：12120801314 课程性质：方向课 学分：2 课时：36 开课学期：6 适用专业：电子商务 一、课程简介 《网络数据采集》是面向计电子商务专业本科生开设的一门专业方向课。以Python语言为例进行讲解。本课程主要讲述BeautifulSoup的安装与使用、正则表达式、HTML解析、Scrapy的使用，MySQL数据库。通过本课程的学习，可以使学生了解网络采集数据的原理与基本思想，如何解析网页结构并提取出需要的内容。本课程的先修课程为：计算机文化基础，Python程序设计。 二、教学目标 通过本课程的教学应实现以下目标： 了解该课程的基本内容，了解网络数据采集的常用方法； 理解该课程的主要网络数据采集模块，并能够熟练使用； 掌握该课程的主要技能并能在实际工作中应用，包括编写具有基本功能的爬虫，使用爬虫框架等。 三、实验项目与课时分配 四、实验条件
五、实验内容及要求
六、实验报告 实验报告内容有：实验名称、目的、内容、原理、实验步骤、实验记录、数据处理（实验现象描述、原理论证、结构说明、误差分析等）、讨论等。 七、考核办法和成绩评定 1.考核方式：操作 2.成绩评定：实验总评成绩＝平时考核成绩×30％＋操作考核×70％ 八、推荐实验指导书 1．《Python网络数据采集》（第1版），米切尔 (Ryan Mitchell) (作者), 陶俊杰 (译者), 陈小莉 (译者)，人民邮电出版社，2016年。 2．《Python网络爬虫实战》（第1版），胡松涛编著，清华大学出版社，2017年。 3. 《用Python写网络爬虫》（第1版），[澳]理查德劳森 (作者), 李斌 (译者)，人民邮电出版社，2016年。 大纲制订人：杜亚敏 大纲审定人：黄铭 制订时间： 2017年 9月 3 日
SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统，即数据采集与监视控制系统。SCADA系统的应用领域很广，它可以应用于电力系统、给水系统、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。在电力系统以及电气化铁道上又称远动系统。SCADA系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。它可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。由于各个应用领域对SCADA的要求不同，所以不同应用领域的SCADA系统发展也不完全相同。 在电力系统中，SCADA系统应用最为广泛，技术发展也最为成熟。它作为能量管理系统（EMS系统）的一个最主要的子系统，有着信息完整、提高效率、正确掌握系统运行状态、加快决策、能帮助快速诊断出系统故障状态等优势，现已经成为电力调度不可缺少的工具。它对提高电网运行的可靠性、安全性与经济效益，减轻调度员的负担，实现电力调度自动化与现代化，提高调度的效率和水平中方面有着不可替代的作用。 SCADA在铁道电气化远动系统上的应用较早，在保证电气化铁路的安全可靠供电，提高铁路运输的调度管理水平起到了很大的作用。在铁道电气化SCADA系统的发展过程中，随着计算机的发展，不同时期有不同的产品，同时我国也从国外引进了大量的SCADA产品与设备，这些都带动了铁道电气化远动系统向更高的目标发展。 SCADA在石油管道工程中占有重要的地位，如用在系统管理石油管道的顺序控制输送、设备监控、数据同步传输记录，监控管道沿线及各站控系统运行状况等。各站场的站控系统作为管道自动控制系统的现场控制单元，除完成对所处站场的监控任务外，同时负责将有关信息传送给调度控制中心并接受和执行其下达的命令，并将所有的数据记录储存。除此之外的基本功能，现在的SCADA管道系统还具备泄露检测、系统模拟、水击提前保护等新功能。 石油方面应用 目前，国外已广泛采用SCADA系统来实现对城市燃气管道的自动监控和自动保护，并已发展成为燃气管道自动控制系统的基本模式。SCADA系统的工作原理是：根据数据采集系统获得的系统运行工况参数与设计工况参数的比较结果，然后通过由调节阀和与之配套的电动、气动、电液联动或气液联动执行机构以及检测被调参数的仪表等组成的自动调节系统对某些偏离设计工况的运行参数进行自动纠偏调节。 发展历程
计算机控制技术课程设计说明书 多路数据采集和控制系统设计 学 电气工程及其自动化 专业：Array 2013年 01月
中北大学 计算机控制课程 设计任务书 2012/2013 学年第一学期 学院：信息商务学院 专业：电气工程及其自动化 学生姓名：学号： 课程设计题目：多路数据采集和控制系统设计 起迄日期: 12月24日~ 01月04日 课程设计地点:电气工程系软件实验室 指导教师: 系主任： 下达任务书日期: 2012 年 12月 24 日
课程设计任务书 课程设计任务书
内容摘要： 随着计算机技术的发展，数据采集系统的应用也日益广泛。数据采集是工业控制系统中至关重要的一个环节，在生产过程中，往往需要随时检测各个环节的温度、湿度、流量及压力等参数。同时，还要对某个检测点的任意参数进行随机查询，将所得到的检测结果提取出来以便进行比较做出决策，调整控制方案。此外，在科研过程中，运用数据采集系统可获得大量的动态信息，也是获取科学数据的重要手段之一。 数据采集系统用于将模拟信号转换为计算机可以识别的数字信号，该系统的目的是便于对一些物理量进行监视、控制。即将现场采集到的数据进行处理、传输、显示、存储等操作。换言之，其主要功能就是把模拟信号变成数字信号，并进行分析、处理、存储和显示。 数据采集系统一般由数据输入通道，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。输入通道要实现对被测对象的检测，采样和信号转换等工作。数据存储与管理要用存储器把采集到的数据存储起来，建立相应的数据库，并进行管理和调用。数据处理就是从采集到的原始数据中，删除有关干扰噪声，无关信息和必要的信息，提取出反映被测对象特征的重要信息。数据输出及显示就是把数据以适当的形式进行输出和显示。 本次设计课题为多路数据采集器系统，是利用ATMEL公司的AT89S51单片机和ADC0809芯片设计采集模拟电压信号，转换为数字信号，经处理后由4位数码管动态扫描显示。 关键字：ADC0809芯片数据采集 AT89S51