各种触发模式在数据采集系统中的应用
?作者：倪浩然
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?发布时间：2007-5-30 9:24:00
?供稿：凌华科技产品经理
前言
一个典型的数据采集系统会通过各式各样的传感器搜集周围环境或是各种待测物产生的信号。一般而言，这些信号会随机地产生，所以数据采集系统必须不断地进行采样，才能确保不漏掉任何重要的信号。这就产生了一个问题，内存或是硬盘的容量是有限的，一个数据采集系统不可能无限制地采集并储存数据。如何从不断产生的信号中采集出真正有意义的部分，便成为数据采集卡设计时的一个重要考虑。而触发(trigger)，便是达到这一目标的重要手段。
何谓“触发”?
在进行数据采集时，用户可以设定某些信号的特定条件，例如一个数字信号的高电平(logic high) 或低电平(logic low)，或是一个电压信号的特定值，一旦满足这些特定条件，数据采集卡才真正开始采集并将其传送到系统中，这便是触发的基本原理。触发的功能可以用在许多种形式的应用中，像是电力传输系统的突波(pulse) 检测(直接设定突波电压作为触发条件)、多张数据采集卡的同步操作(用一个共享的时钟源产生触发信号)、结合运动控制的动态系统的定点信号采样(机械结构到达定位后发出触发信号开始进行数据采集) 等等。擅用各种触发功能可以让用户准确地采集有用的数据，大幅提升系统的性能以及量测的精度。
图1 触发基本示意图
接下来我们要介绍当今市场上应用于数据采集卡中的各种触发技术，以及如何将这些触发技术运用在您的系统中。
触发信号类型
如前所述，触发的基本原理是给出一个触发信号，用以“刺激”数据采集卡进行采样的动作。触发信号的类型，大致上可以分为以下几种：
1. 数字量触发
通过一个外部输入的TTL 信号触发数据采集卡。用户通常可以设定在TTL信号的上升沿(raising edge) 或下降沿(falling edge) 进行触发。数字触发的动作较为简单，通常通过CPLD 中的逻辑门便可以实现，因此大部分的数据采集卡，像是凌华科技的NuDAQ系列，都提供数字触发的功能。
图二数位触发示意图
2.模拟触发
另一种触发方式是给出一个电压信号并设定某个特定的电压值，当电压信号高于或是低于设定值时进行触发。模拟触发可以用来侦测连续电压信号中的瞬间变化，如在电力传输系统中，用户可以指定输入信号的触发电压值，一旦超过该电平便开始进行采样，藉此可以侦测电力系统中的突波(pulse)。模拟触发需要较复杂的电路设计，通常包含额外的ADC件与比较器电路。因此通常在高端的数据采集卡，像是凌华科技的DAQ-2000 系列或是NI 的E 系列或M 系列上才会加入模拟触发的功能。
图三模拟触发示意图
除了上述以超过或低于电压值作为模拟触发条件以外，新一代的数据采集卡提供了更复杂的模拟触发条件。举例来说，凌华科技DAQ-2000 系列数据采集卡可以让用户设定两组触发电平门限(High Thresold和Low Threshold)。依据触发信号跟触发电平值的关系，用户可设定多种的触发条件，包含Below-Low (触发信号低于低位准时触发)、Above-High (触发信号高于高位准时触发)、High-Hysteresis、Low-Hysteresis、Inside-Region 等等。以下我们用High-Hysteresis 来说明这些先进触发条件的妙用。
图四High-Hysteresis 触发
High-Hysteresis 触发。如图四所示，当触发信号超过High_Thresold时，触发条件被满足并开始进行采样的动作。但与传统电压位准触发不同的是，在触发信号低于Low_Threshold 之前，不会发生其它触发的动作。这样的触发条件有什么作用呢？在现实世界中，触发信号本身可能也带有许多的噪声，而使触发信号不断地超过或低于触发电平，而造成许多非预期的触发行为。在High-Hysteresis触发条件中，直到触发信号低于Low_Threshold 时才会
允许下次触发的发生，如此一来用户可以更加精确地控制想要的触发条件。
触发信号来源
不管是模拟或是数字触发信号，都必须输入数据采集卡所定义的触发信号来源才能发挥效用。一般而言，触发信号来源可以是：
1. 专用的模拟触发输入
2. 专用的模拟数字触发输入
3. 特定的模拟输入通道
4. 特定的数字输入信道
举个例子来说明，下图是凌华DAQ-2010 的信号定义。脚位5 为专用的AI模拟触发输入，脚位48 是专用的AI 数字触发输入，脚位47 是专用的AO 数字触发输入。另外通道1到通道4 都可以作为模拟触发的输入。
触发模式
当某一个满足触发条件的信号进入数据采集卡后，板上的逻辑电路(FPGA 或PLD) 便会驱动ADC 开始进行采样的工作。最直觉的想法是，一旦有触发发生，立刻开始采样。但是由于FPGA 与PLD 的进步，我们可以在这些逻辑组件中规划更多种的触发模式。以下我们将介绍目前在中高端数据采集卡常见的几种触发模式。
1.Post-trigger
Post-trigger
Post-trigger 是最简单的触发模式。当用户下达开始采集的命令后，FPGA 或PLD 会启动DMA 并等待触发事件。当触发发生后立即开始采样，直到满足用户设定的采样点数或用户下达停止命令为止。诸如突波检测、多张数据采集卡的同步都可以使用这种触发模式。2.Delay-trigger
Delay-trigger
有些时候，触发事件的发生与我们所要采集的数据之间会有若干时间上的延迟。举个例子来说，在802.11 无线局域网络的通讯中，每一个传送的数据框架间会有一段时间的guard
period (你可以把它想成是信号电压为0 的一段时间)。同时在每一个数据框架的最前端会有一段固定格式的preamble，然后伴随着调变过后有意义的数据。如果要采集这些有意义的数据，我们可以以preamble 作为触发条件，并在触发发生之后延迟一段时间再进行采样。如此一来我们便可以略过guard period 与preamble，取得真正有意义的数据，这种模式便是delay-trigger。如上图所示，使用delay-trigger 时，当触发事件发生，FPGA/PLD 会延迟一段时间后再驱动A/D 电路进行采样。用户可以用程序设定延迟的时间值以便精确地取得想要的数据。
3.Pre-trigger
Pre-trigger
某些应用中，用户想要的数据并不是在触发发生之后，而是在触发发生之前，此时便可以使用pre-trigger 模式。在pre-trigger 模式中，数据采集会在用户下达开始命令后立即启动，并持续将数据DMA 至系统内的buffer，一旦触发事件发生，数据采集会停止，并将触发之前采样的数据传回给用户。如果采样的数据超过预先设定的个数N，则只保留最后N个采样点。在破坏性检测中，研究者通常关心结构体崩溃之前的变化，所以在这类应用中，我们可以以结构体崩溃作为触发条件(结构体崩溃通常会产生较大的震动/声音等信号) 并搭配pre-trigger模式，如此可以在实验过程中顺利取得结构崩溃前发出的信号。
4.Middle-trigger
Middle-trigger
Middle-trigger 是pre-trigger 的延伸。在middle-trigger 中，用户可以同时取得触发事件前后的数据。如上图所示，用户可以指定M (触发前) + N (触发后) 笔数据，用以观察在触发前后信号变化的情形。
结语
每一种数据采集系统所采集的信号均有不同的特性，在设计系统时，选择适当的触发条件与触发模式可以让用户过滤无效的信号，采集到有意义的数据。此外，随着软硬件技术的进步，许多新设计的数据采集卡能够提供各式各样先进的触发功能，以满足不同信号的需求。对于每一个数据采集或量测系统的设计而言，完整地分析信号特性、找出正确的触发条件/模式，并选择适当的数据采集卡，才能建构一个有效率的数据采集系统，收到事半功倍之效。
冶金企业能耗在线监测管理系统1 冶金企业能源在线监测管理系统 （XHEMS） 冶金工业是耗能大户，其能源消耗约占成本的20%～40%。从企业发展战略的高度上来看，除了依靠节能技术降低能耗外，向能耗管理要效益是一个非常明确的方向。 传统的能源管理相对粗放，如电力、动力、水道各自独立，统计手段落后，只知道年能耗总量而不知日、周、月和单位设备的能耗比例，已不适应现代化大规模生产的能源管理需要。 建设基于公司级平台上的一体化集中统一的智能化能源管理系统，实现优化资源配置，是冶金企业从单一的装备节能向以整个工厂系统优化节能的战略转变的重要措施。对于企业形成安全、稳定、经济节能型和高效的能源供给系统，控制吨钢成本，提高企业的竞争力有重大意义。 我公司专门针对冶金企业开发的能耗管理系统（XHEMS），实现了能源系统电、水和其他能耗单元的在线数据采集、统计、分析的智能化，将为钢铁企业各种能源的需求提供准确、及时分析数据与预测,是冶金企业能源管理的基础设施。 能耗智能化管理系统（XHEMS）简介： 以专业的平台软件为基础，并融合了现场总线技术、电力电子技术、互联网技术、自动化测量技术等的一体化数据采集监控优化系统方案，用于监视、分析和控制能耗的使用，实现对电、
蒸汽、风、煤、燃气和水等有关能源消耗量的检测及控制，进而完成能源的优化调度和管理，提供有效的分析手段，指导能源的合理配置和利用，便于有针对性的采取技术措施降低能耗。 一、系统组成 整个能源管理系统是以计算机为核心，全厂设置一个集中能源动力管 理监控中心，通过网络从各信息采集点中获取能源数据，实现全厂的能源数据集中监控和管理，并统一发布调度指令。 能源管理系统采用国外成熟的大型实时历史数据库为基础数据应用平台，并以与之相配套的数据可视化软件为WEB实时信息组装平台，通过基于该实时数据库平台的二次软件应用开发，建立企业统一的能源系统信息集成及管理平台。 系统的基本网络结构按功能的不同分成三个层次： 底层为信号采集层 中层为实时数据处理层 上层为应用管理层。 信号采集层由子站和远程站组成，主要实现分布数据的集中采集、实时控制。采集站间采用环型拓扑结构，由光纤组成工业以太网，网络传输速率1000Mb/s。中层的主要设备是I/0服务器，作为底层和上层之间的桥梁，主要完成实时数据的处理、短时归档；还包括工程师站、HMI操作员站、大屏幕控制器和网络打
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
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：
一前言 1.1 数据采集系统简介 数据采集，是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采集信息的过程。数据采集系统是结合基于计算机（或微处理器）的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。该数据采集系统是一种基于TLC549模数转换芯片和单片机的设备，可以把ADC采集的电压信号转换为数字信号，经过微处理器的简单处理而交予数码管实现电压显示功能，并且通过与PC的连接可以实现计算机更加直观化显示。 1.2 数据采集系统的研究意义和应用 在计算机广泛应用的今天，数据采集的在多个领域有着十分重要的应用。它是计算机与外部物理世界连接的桥梁。利用串行或红外通信方式，实现对移动数据采集器的应用软件升级，通过制订上位机(PC)与移动数据采集器的通信协议,实现两者之间阻塞式通信交互过程。在工业、工程、生产车间等部门，尤其是在对信息实时性能要求较高或者恶劣的数据采集环境中更突出其应用的必要性。例如：在工业生产和科学技术研究的各行业中，常常利用PC或工控机对各种数据进行采集。这其中有很多地方需要对各种数据进行采集，如液位、温度、压力、频率等。现在常用的采集方式是通过数据采集板卡，常用的有A/D 卡以及422、485等总线板卡。卫星数据采集系统是利用航天遥测、遥控、遥监等技术，对航天器远地点进行各种监测，并根据需求进行自动采集，经过卫星传输到数据中心处理后，送给用户使用的应用系统。 1.3 系统的主要研究内容和目的 本课题研究内容主要包括：TLC549的工作时序控制，常用的单片机编辑Ｃ语言，VB 串口通信COMM控件、VB画图控件的运用等。 本课题研究目的主要是设计一个把TLC549（ADC）采集的模拟电压转换成八位二进制数字数据，并把该数据传给单片机，在单片机的控制下在实验板的数码管上实时显示电压值并且与计算机上运行的软件示波器连接，实现电压数据的发送和接收功能。
电力系统监控和数据采集系统 测控技术与仪器0840308234 张臻欢 摘要： 介绍了监控和数据采集系统各部分的功能和运行原理,以及一种基于USB和CAN总线技术的数据采集系统，该系统主要由一个USB-CAN节点和多个数据采集结点构成，采用CAN总线构成通信网，以USB总线接口实现主节点与计算机的通信，数据采集结点完成电力设备参数采集，可以通过一台主机监控多个电力设备状态参数。该系统实现了电力监控系统中的电力参数检测和总线通信，具有实时性强、可靠性高、抗干扰能力强、容易扩展新节点等优点。 关键词： 电力监控、数据采集、功能运行原理、通用串行总线、控制器局域网总线 引言： 计算机的出现，使监控系统的设计与使用发生了巨大的变化。在引入以计算机为基础的系统前，监控系统的功能局限于远程控制和简单的状态信号显示。当以计算机为基础的监控系统出现后，大容量的数据采集和处理才有可能被广泛地运用，并成为计算机系统的基本功能之一。随着电力工业的发展，电力系统的可靠性和电能质量越来越多的受到人们的关注，对电力监控也提出了更高的要求。 1监控及数据采集的功能 1.1数据采集 周期性地从RTU中采集数据是它的基本功能。电力系统中的大多数系统是以查询方式采集数据，即RTU仅在接收到主站对其请求后，才把数据传送给主站。它有2种可选用的RTU响应方式：第一种方式是发送所需点或点集的实际值或状态；另一种方式是仅发送前一次查询请求以来状态发生过的变化或数据值超过一预先定义的增量变化范围的点或点集。后者称为报告异常事件方式。此方式的主要优点是减少了主站处理时间。通信线路中平均负荷也比第一种方式要小。不过，通信线路必须具有足够的带宽容量，以适应最坏情况，即在电力系统出现大干扰时，大量点的数据会发生快速变化，而此时调度员却最需要及时和准确的数据。 数据采集过程可认为是一些专用及高度相关子过程的过程集。这些子过程为：a．对RTU 内部数据库的查寻及快速修改；b．主站周期性地对RTU进行查询；c．把主站所需的RTU 数据传送给主站；d．校核因传送所引起的数据错误；e．换算数据工程单位；f．通过写入来覆盖数据库中的原有状态或数值。 1.2信息显示 信息显示是有选择地检索数据库中固定数据及实时数据，并将其组合后提供给运行人员的过程。通常将其显示在有限的图形CRT彩色屏幕上。固定数据包括发电厂、变电站接线图的信息及其它不随时变化的可显示信息。可变数据包括二态或三态设备的状态和数量变化，并可能带有符号的模拟量。通过名字或标识符来表示的设备名称和点的标志常被认为固定值，并被附在变量后面。 显示常常选择分层的树结构形式。在此结构中，索引页面（或者叫菜单）允许运行人员用光标定位技术（键盘、鼠标、跟踪球或屏幕接触定位法）来选择各种信息的显示。在同一系统中，常常提供多种显示选择方法，如专用功能键、显示标识符或名字的键盘输入。 专用功能键使显示的时间大为缩短。但由于受空间的限制，因而这种键的数目是有限的。用标识符进行键盘选择，要求运行人员记住及使用相互参照表。 也有除CRT之外的其它显示介质。一般有动态模拟盘，它主要通过灯光的变化来显示。
能耗监测系统说明 2020年4月
目录 1.项目概况 (1) 1.1.能耗监测系统介绍 (1) 2.能耗监测系统实现功能 (1) 2.1.系统管理 (1) 2.2.数据录入 (1) 2.3.数据采集 (2) 2.4.数据处理 (3) 2.5.数据查询与展示 (3) 2.6.数据接口 (6)
长沙会展中心能耗监测系统技术方案1.项目概况 1.1.能耗监测系统介绍 能耗监测系统集成数据采集器、建筑能耗监测与管理系统、系统服务器、大型商用数据库、服务器操作系统等五类软硬件设备的全部功能；同时兼具了采集、传输、存储、管理、分析等各方面的应用需求。该设备往下可直接采集水、电、气及冷热量等能源计量设备的数据，往上可通过光纤、以太网或者GPRS/CDMA 无线网络向上级中心主站上报能耗数据；还可以支持内部工作人员直接通过局域网进行操作，查询实时能耗情况，开展能耗对比、对标分析，建筑的各支路、分类、分项等能耗计算，并生成报表以便打印，可保存至少3-5年的历史数据。既满足了能耗计量与监测分析的功能需求，又达到了高可靠性与免维护性的管理需求。 2.能耗监测系统实现功能 2.1.系统管理 系统远程验证方式：产品使用前，首先需进行系统登录，登录时需要输入用户名及用户口令； 2.2.数据录入 档案管理内容包括楼宇信息、楼宇设备、设备类型、计量单位、计量单价、通讯参数、分类分项计量信息、数据存储周期、计算量的定义和数据补录、上传
下达数据等配置管理。 楼宇信息管理：管理各个区域的楼宇信息和分布情况，根据建筑楼宇的不能功能分类支持不同的附加属性。 设备类型管理：支持各种属性，并支持属性如类型编号、类型名称、所属类型、描述信息、设备状态、支持的通讯类型及规约等、生产厂家、满码值等。 采集参数管理: 可选定某区域、某建筑类型或指定楼宇，对其设置采集方案包括采集频率、采集数据类型等。 分项计量管理：可根据需要配置相关计算表达式，统计分类或分项数据。不同楼宇由于布局和耗能设备类型和数量不同，对于一些未设置自动化采集的监测点但可以通过已有监测点计算出来或者对于没有安装分项表的可通过计算加减乘除得到。 2.3.数据采集 采集的主要功能特点： ?支持带数字接口的电表、水表、燃气表、流量计、空调表记等的数据采集。 ?规约具备易扩展性，采用规约库方式，接入新的规约不需要改变原程序的框架。 ?通道支持串口、拨号、GPRS、CDMA、网络等通讯通道。 ?支持实时采集、自动周期采集（定时采集），自动抄表方案可配置（1分钟～24小时）。 ?支持数据传输正确性检验，异常数据自动标识。 ?支持并行处理，可以同时对多个设备进行数据采集。
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。
D0l:10.13614/https://www.doczj.com/doc/a312326135.html,ki.11-1962/tu.2013.04.002 [文章编号]1002-8528( 2013) 04-0049 -04 建筑能耗数据采集与传输系统设计及实现 赵亮，张吉礼，梁若冰（大连理工大学建设工程学部，大连116024） ［摘要］针对国家机关办公建筑和大型公共建筑的能耗监测需求，本文设计研发了一款基于STM32处理器的数据采集与传输系统，该系统由数据采集模块、数据存储模块和数据传输模块3个部分组成，支持对建筑用电量、用水量、用热量等能耗 数据的信息采集，通过以太网将数据上传至数据中心服务器。目前，该系统已经投入使用，结果表明系统工作稳定可靠，能够完成能耗数据采集与传输的工作。 ［关键词］数据采集；能耗监测；建筑节能；网络通信 ［中图分类号］TU17 ［文献标识码］A Desig n and Impleme ntatio n of Acquisiti on and Tran smissi on System of Build ing En ergy Con sumpti on Data ZHAO Liang ,ZHANG Ji-li ,LIANG Ruo-bing (Faculty of Infrastructure Engineering，Dalian University of Technol ogy，Dalian 116024，China) [Abstract] In this paper，aiming at the demands cf buildin g energy consumption monitoring in government office buildin gs and large public buildin gs，a data acquisiti on and transmission system based on STM32 microcontroller was introduced .This system consisted of data collecti on module,data store module and data transmission module ,which could collect the energy consumption of electric,water and heat，and transmit them to the data center server .At present，this system had been applied in some buildin gs，the results indicated that it could completely satisfy the requirements of energy consumption acquisiti on and transmission. [Keywords] data acquisiti on,energy consumption monitoring,buildin g energy efficiency，network communicati on o引言 2011年英国石油公司公布的《世界能源统计年 鉴》显示，我国能源消费量占全球的20. 3%，首次超过了占全球能源消费量19%的美国：1。至此，我国 已成为世界上能源消耗最大的国家，所承受的节能减排压力之大不言而喻。随着我国城市化的快速发展以及工业化进程的加快，建筑能耗逐年增加，能源 需求不断加大与能源相对不足的矛盾日益加重。目前，建筑在使用过程中的运行能耗已经超过了国民经济总能耗的27%，建筑与工业、交通并列，成为我国能源消耗的3大“耗能大户” x。因此，建筑节能已成为解决能源供应不足和提高能源利用效率的重要途径之一，对促进全社会节能减排有着重要意义。而实现建筑节能的首要条件是掌握建筑用能情 ［收稿日期］2012 -11 -09 ［作者简介］赵亮（1983-），男，在读博士研究生 ［联系方式］zlian gdut @qq .com 况，进一步发现耗能突岀的问题旧。在此背景下，建筑能耗监测平台应运而生。 1 系统方案设计 1. 1 系统需求分析 针对《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统技术导则》以及《高等学校校园建筑节能监管系统导则》中对数据采集器的需求分析⑷，本系统设计实现的数据采集器具备如下功能。 1）数据采集:支持定时采集，周期可以从1 min 到1 h 灵活配置；支持同时对64台计量装置设备进行数据采集；支持同时对不同种类的计量装置进行数据采集，包括电能表（含单相电能表、三相电能表、多功能电能表）、水表、燃气表、热（冷）量表等。 2）数据存储：配置2 GB容量的SD卡存储器，可存储1个月的能耗数据信息。 3）数据传输：支持同时向2个数据中心（服务器） 第29卷第4期建筑科学Vol. 29 ,No. 4 2013年4月BUILDING SCIENCE Apr .2013
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。
机床监控与数据采集系统 一、应用背景 如何准确统计机床利用率、如何提高机床利用率，如何从海量数据中分析出制约生产的瓶颈？ 随着计算机技术、网络技术日益普遍应用，网络进入制造中心已是一种趋势。数控机床走向网络化、集成化，帮助企业实现制造信息化、自动化，推动企业进入科学化的量化管理、提质增效、提高企业整体竞争力已成为数控机床发展方向。 “MDC机床监控与数据采集系统”是机床数据采集系统和机床数据分析处理系统的集成，具有数据采集，机床监控，数据分析处理，报表输出等功能，主要用于采集数控机床和其他生产设备的工作和运行状态数据，实现对车间机床的利用率、空闲率、报错率、零件生产量等情况的监视与控制，并对采集的数据进行分析处理，生成相应的报告，为公司领导层开展科学化的量化管理提供数据支持和决策依据，做出针对性的管理措施，提高企业的生产效率。 二、功能： 1、实时获取设备状态及加工信息 管理人员只需在办公室即可直观、快速了解现场车间所有设备的运行状态（关机、运行、待机、空运行、调试、故障）、产量、稼动率以及加工参数信息（主轴倍率、主轴转速、进给倍率、进给速度、温度、电流等）加工进度等实时监控。
2、各项数据多角度分析呈现 能够把采集到的数据按机床、时间、开机率、利用率等条件，以饼图、柱图、折线图、统计表格等多种方式统计、分析数据，并可以输出为EXCEL文档。报表内容包括设备状态、加工产量、设备用时、调机用时、设备报警、设备稼动率、操作人员达成率、工单完成率等报表数据，可根据操作工、设备、班次等信息，按班次、日、周、月、季、年进行报表导出。
3、移动端应用设备数据远程实时监控 管理人员通过移动端随时掌握生产现场情况，包括加工进度、任务完成情况、设备运行状态及设备运行效率等状况，现场问题及时获知和处理，降低管理成本。
大型公共建筑节能监测系统主要由三部分组成：现场采集子系统，数据中转站子系统及数据中心服务系统 现场采集子系统 现场采集子系统安装在被监测的大楼内部，结构如下图所示：主要由计量表具、数据采集器、以太网网络系统3部分组成。 计量表具主要包括：普通网络电量表、多功能网络电量表、网络水表等，未来可考虑接入冷热量表、蒸汽表等，所有表具需要具备符合国家标准的RS-485底层通讯接口，上层协议按照住建部《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统分项能耗数据传输技术导则》的规范，采用符合国家标准的通讯协议如：DL/T645-1997、CJ/T188-2004、GB/T19582-2008等协议。所选表具需具备国家计量监督部门的认证，并满足各项电气安全规范。 数据采集器采用完全符合住建部《分项能耗数据传输技术导则》的要求，内置近百种常用计量表具的通讯协议，并提供协议解析脚本实现新增表具的扩展。产品提供4、8、16等多个接口版本选择，按依照现场环境自由组成星型或总线型拓扑网络，方便施工与调试。 以太网网络系统采用普通的以太网架构，由路由器和交换机组成。采集服务和web服务需要该网络的防火墙开放TCP端口80和UDP端口80，并且对其传输速率和数据包大小不受限制，以便数据传输和客户端访问能耗平台网站。如果需要提供数据远程服务，须允许外部网络访问管理平台服务器的数据库。 现场采集子系统在设计阶段考虑到了如下问题 1、标准性：计量表具按照住建部导则规范，选用具有RS-45通讯接口和满足DL/T645-1997等标准通讯协议的产品，能够兼容各种采集系统并利于维修替换。数据采集器完全符合建设部导则要求，向数据中转站和数据中心发送的数据包使用了标准的XML数据协议格式，可以平滑接入任何市级、省级甚至国家级数据监测平台。 2、开放性：采集器向下可通过扩展协议解析脚本的方式任意接入各种品牌各种型号具备RS-485通讯接口的计量表具，向上使用符合国家标准的通讯协议，可以与任意品牌符合国家标准的数据中转站，实现互通互联。 3、准确性：采集间隔在国家标准中规定的15分钟以内，可以准确捕捉所有能耗拐点及峰值功率的突变，消除因延时而产生的计算误差。表具和互感器的选型和参数选取使用由清华大学建筑节能研究中心开发的专用设计计算模拟软件，准确匹配计量精度的要求。 4、扩展性：数据采集器可扩展采集冷/热量，燃气量等其他能耗数据信息，还可扩展采集温湿度、CO2浓度等环境参数信息。 5、安全性：采集器与数据中转站或数据中心间通讯采用住建部导则中规定的AES加MD5算法进行数据包加密，该加密算法广泛应用与金融、国防等重要领域拥有良好的安全性。数据采集器操作系统采用裁剪优化的Linux操作系统，关闭了全部无用网络端口，能有效避免网络攻击和病毒入侵。 6、稳定性：采集器硬件平台选取了被高端网络通讯设备厂商广泛采用的PowerPC架构的CPU处理器，具有极强的稳定性和可靠性，软件使用美国宇航局使用的Python语言编写全部核心代码内建微型数据库，可实现长达1个月的断点续传数据保障功能，即使传输网络出现问题，也可确保数据不会丢失。 编辑本段数据中转站子系统 数据中转站子系统采用针对大型公共建筑节能监测系统研发的iSagy本地服务系统。该可将接收到的各电表能耗数据按照处理流程，转换为符合住建部《能耗数据采集技术导则》的分项能耗数据并最终上传给市级数据中心。 主要进行的工作包括：数据采集包接收、数据采集网关命令下达、能耗数据分精度计算、
第32卷第4期电子科技大学学报V ol.32 No.4 2003年8月 Journal of UEST of China Aug. 2003 基于Web的远程监控与数据采集系统 陈 新* (郑州轻工业学院信息与控制工程系郑州 450002) 【摘要】分析了监控系统的发展趋势，提出了一种基于Web技术的远程监控与数据采集系统的设计方案。Web 数据库采用ASP技术实现，远程智能终端采用单片机系统实现，用户可以通过浏览器实现对现场设备状态的监控。 该设计方案在实现铁路供水监控系统中取得了成功，通过控制网和Internet的结合，实现了集控制、管理、信息、 网络于一体的企业综合自动化。 关键词监控系统; Web数据库; 服务器; ASP技术 中图分类号TP277 文献标识码 A Application of Long Distance Supervisory Control and Data Acquisition System Based on Web Chen Xin (Dept. of Information and Controlling Eng., Zhengzhou Inst. of Light Ind., Zhengzhou 450002) Abstract In this paper, the development trend and the general significance of the supervisory control system is analyzed, and also a design project of water supply’s supervisory control and data acquisition system based on Web is introduced. The Web database adopts ASP technology to realize, and the long distance intelligent terminal uses MCU system. The user can supervise and control the water supply’s equipments though the browser. The design has met with success in the system of railway water supply’s supervisory control. Though the combination between control network and Internet, the corporation can achieve its automation with control, management, information and network together. Key words supervisory control system; Web database; service; ASP technology 监控系统是集计算机技术、控制技术、网络技术为一体的高新技术产品，具有控制功能强、操作简便和可靠性高等特点，可以方便地用于工业装置的生产控制和经营管理。监控技术经过了单机监控系统、集中式监控系统和网络范围内的远程监控三个发展阶段。远程监控是指本地计算机通过网络系统对远端的控制系统进行监测和控制[1]，其中基于Web的远程监控与数据采集(Supervisory Control and Data Acquisition, SCADA)模式成为当前监控系统的发展趋势[2]。同时，随着社会的发展，人们对水利供应、电力供应、环境监测、城市燃气供应、集中供热以及银行防盗等系统的正常运行提出了更高的要求。以上系统的特点是站点分布较为分散，而站点的正常运行又极为重要。以铁路沿线供水为例，其供水站点的分布很广，传统的人工现场监控浪费人力物力，效率低下，所以研制开发低成本、高可靠性、配置灵活，适用范围广的远程监控系统具有普遍的意义和实用价值。本文结合某铁路局沿线供水监控项目，开发了基于Web的远程监控与数据采集的系统方案。 1 系统整体说明 基于Web的远程监控系统可分为现场监控(智能终端)、监控中心(包括通信模块、数据库服务器、Web服 2002年11月12日收稿 * 男 43岁硕士副教授主要从事过程控制方面的研究
实时数据采集系统方案
实时数据采集系统《项目解决方案》 实时数据采集系统 项目解决方案 0 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 、实时 数据采集系统的主要功 能….. ........................................................... .3 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 实时数据采集系统《项目解决方案》 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
精心整理通用税务数据采集软件的操作 目录 海关完税凭证发票（进口增值税专用缴款书）的操作流程 (1) 一、海关凭证抵扣，在通用数据采集软件里，分6步操作 (1) 二、以上6个步骤的具体说 三、问题 (4) 铁路运输发流 一、运输发票抵扣，.6 二、以上说 6 三、常见问题 (9) 一、6步操作： 1、 2、打开软件第一步‘新增企业’（录入公司的税号和全称） 3、软件里第二步‘新增报表’（设置申报所属期） 4、软件里第三步‘纵向编辑’（录入发票内容） 5、软件里第四步‘数据申报’（把录入的内容生成文件，便于上传国税申报网） 6、国税申报网上传录入的发票数据（第5点‘数据申报’生成的文件上传） 二、以上6个步骤的具体说明 1、下载安装软件到桌面
—服务专区“软件下载”—通用税务数据采集软件 2.4（一般纳税人版）右键目标另存为—ty24双击安装—安装完成桌面上出现图标 2、打开软件第一步‘新增企业’（录入公司的税号和全称） 进入通用税务数据采集软件后，点击‘新增企业’，输入本企业的税号与公司名称，输完后点击确定。 3、软件里第二步‘新增报表’（设置申报所属期） 鼠标左键点左边”目录”-“海关完税凭证抵扣清单”，点中后，右键点“新增报表” 或点击上方的新增报表，所属区间就是选企业要抵扣的月份，选好后点击确定 4、软件里第三步‘纵向编辑’ 点新增企业下方的“纵向编辑” ”的窗口，第二次录入发票信息。 ● 专用缴款书号码22位，X代表数字，-后的英文字母必须是L，L）进口口岸代码 进口口岸名称 填发日期 录入的内容必须跟第一次 5、软件里第四步‘数据申报’（把录入的内容生成文件，便于上传国税申报网） ●所有发票录入完成后，最后一步才是点击‘数据申报’，点指定路径（请记好指定 路径，便于到国税申报网上传时找这个文件时用），点“开始导出” ●导出后，会生成两个文件，HGWSPZ201105_330100AAAAAAAAA_JK与 HGWSPZ201105_330100AAAAAAAAA_CRC（这两个文件名就是到国税申报网上需要导 入的两个文件） 6、国税申报网上传录入的发票数据（第5点‘数据申报’生成的文件上传）