电信息采集系统设计
发表时间：2018-05-30T10:18:19.210Z 来源：《电力设备》2018年第1期作者：李斌
[导读] 摘要：电力行业在信息时代也得到了飞速的发展。
（青岛科技大学自动化与电子工程学院山东青岛 266199）
摘要：电力行业在信息时代也得到了飞速的发展。为了能够更好的满足社会需求，有效的保障电网可靠性和安全性，智能电网营运而生。为了更好的提高电网管理的科学性，并提高效益，必须要将用电信息采集系统进一步的完善，并不断提高其功能性。本文对用电信息采集系统设计进行简要分析。
关键词：用电信息；采集系统；设计；分析
引言
随着科学技术的快速发展，数字技术、信息技术逐渐被应用于用电信息采集系统建设中，有利于创建安全、经济、环保的电力营销模式。通过应用智能用电技术，电力营销不仅局限于为用户售电，同时，还能够促进电力营销业务朝向智能化方向发展，促进电力营销服务转变。因此，对电力营销中的用电信息系统建设方式进行详细探究具有十分重要的现实意义。
1用电信息采集系统概述
在电力营销中，用电信息采集系统的作用是采集电力用户用电信息，并对用电信息进行处理和实施监控，通过实施监测，能够及时发现电能计量异常问题，因此，其还具备分布能源监控、用电信息交互等功能。在用电信息采集系统中，智能采集终端的主要作用是对各个采集点的电能信息进行采集、管理和传输，同时，还可以执行控制命令，对主站下发的各类电网信息进行转发。智能采集终端的种类有很多种，根据应用场所不同，可以将其分为专变智能采集终端、智能分布式能源监控终端以及智能集中抄表终端。在用电信息采集系统中，智能电能表是由通信单元、数据处理单元、测量单元等所组成的，不仅能够进行电能计量，同时还能够对电能计量信息进行存储、处理、自动化控制和信息交互。在电力营销用电信息采集系统建设过程中，需要应用高级测量技术、通信技术、快速存储技术等，应用智能用电管理系统，综合应用系统硬件和应用软件，提升电力营销服务水平。
2用电信息采集系统的结构呈现金字塔的
形式分布，共分为四层网络结构。如图1所示第一层为结构的最底层，由各个用户端的电能表联合组成，其功能便是负责对用户的用电信息进行记录。第二层便是整个系统的采集终端，它的主要作用，是在用户电能表与集中器之间形成一个有效的连接，根据上层命令，对用户的电能表中的数据进行有效的实时采集，并通过网络传送到上层。在实际应用当中，可以根据实际情况，对采集终端所负责的电能表总数进行有效调整。譬如对多层住宅，住户较少，可以让采集终端负责一栋楼的整体数据采集工作。对于住户数量较多的高层住宅，一个采集终端是无法有效满足数据采集工作的，因此必须要在每一个单元，都设置一个采集终端，从而满足数据采集工作的要求。第三层便是系统当中的集中器，其主要功能便是按照固定的时间，对采集器下达工作命令，使得采集器能够按照要求进行抄表，并对采集器所上传的数据进行接收，存储到存储器当中。从而更好的方便上层控制中心对于数据的实时调用，或者按照控制中心的要求，在固定的时间完成相应的操作。第四层为整个系统的控制中心，控制中心是整个系统运行当中的最上层。控制中心需要完成的任务非常多，其中最为主要的，便是通过通信网络，对整个系统当中的所有层面，进行有效的控制与管理。
3用电采集系统设计
3.1物理构架设计
物理构架系统能让原始数据集中起来，最终以实现数据系统的统一化；将相关数据集中在一起定位系统中故障，在分布采集中，减少运行压力；各级地市能在较短的时间内对数据的短时容灾备份提升，这就让数据的原始数据具有较好的系统安全性。另外，由于这种分布式很简单，能让地市的公司投入较少的资金，对系统的经济性而言十分有利。具体各层级说明情况如下：（1）用电信息系统从物理角度上思虑，能根据部属位置的不同直接分为主站、通信信道、采集设备这三个重要部分，其中系统主站建议进行单独的组网，用以隔离其他的公网信道，使系统的安全性更佳。（2）主站网络的物理结构主要构成要素分为数据库服务器、磁盘阵列、应用服务器这几个主要的设备构成要素。（3）用电采集系统在采集硬件设计内容的时候，需要遵循以下的原则：首先，应具有可集成性。只有遵循集成才能有更好的发展思路，也能在综合考虑到硬件资源的前提下，在现有资源集成的前提下做好硬件设计；其次，可扩展性。硬件设计中可扩展性的采用十分必要，这能对今后的升级或者性能提升做好铺垫；最后，安全性。硬件设计过程中考虑到安全因素能让安全设备的设计和投入做到最优。
3.2用电信息采集系统逻辑架构
用电信息采集系统逻辑架构包含主站层、通信信道层和采集设备层。在主站层中主要进行业务应用、前置通信调度、数据采集、控制执行等工作。业务应用能够为采集系统所有应用奠定逻辑支持；前置通信调度是指经通信管理以确保所有远程通信可以正常运行；数据采集是指通过采集终端设备来搜集相关数据，并凭借协议机制来解析这些数据；控制执行则是指通过相应操作来实现终端设备的一些控制功能。通信信道层是采集设备与主站设备之间的联系纽带，通过无线或有限通信方式，以保持终端与主站之间数据、信息传播的畅通。而采集设备层的主要任务就是搜集以及传输各种用电数据。
4用电信息采集系统的应用
4.1实现电价的市场化
伴随电力企业各项改革的不断深入，目前各个地区电力输配工作得到了细化。与此同时，电煤市场联动机制日益完善，电网运行中对新型能源的不断应用，促使地区电价越来越细分化和市场化。所以伴随电价调整的灵活性日益增强，通过用电信息采集系统可以针对不同的电力用户进行及时有效的电价合理调整。如此一来，不仅方便了电力企业的额度管理工作，也为电力用户提供了诸多便利，进而促进电力企业服务水平和质量的不断提高。
4.2实现信息实时交互
用电信息采集系统的构建，将使得电力企业抄核收工作的自动化管理得以逐步实现，尤其是伴随电力系统的不断发展与日趋成熟，智能化的电能表在未来的应用，将有助于实现电气企业与电力用户之间的信息双向交互。一方面，电力用户能够将自己的用电需求信息经用电信息采集系统发送给电力企业，当电力企业接收到用户发来的用电需求信息后，就能够针对用户不同的个性化需求而提供个性化的用电服务，从而有效提高电力服务的效率和水平。另一方面，电力企业也可以经用电信息采集系统将电力企业自身的一些供电信息发送到电力
兰州理工大学 计算机与通信学院 2014年春季学期 物联网综合应用实践课程设计 题目：基于物联网的温湿度信息采集系统设计 专业班级： 姓名： 学号： 指导教师： 成绩：
基于物联网的温湿度信息采集系统设计 摘要 基于物联网的无线传感网络是多学科的高度交叉，知识的高度集成的前沿热点研究领域。它通过各类集成化的微型传感器协作地实时监测,感知和采集各种环境或监测对象的信息，这些信息通过无线方式被发送，并以自组多跳的网络方式传送到用户终端无线传感器网络的特性决定了其不需要较高的传输带宽，而要求较低的传输延时和极低的功率消耗。IEEES02．15．4／ZigBee 技术是近年来通信领域中的研究热点，具有低成本、低功耗、低速率、低复杂度的特点和高可靠性、组网简单、灵活等优势，逐渐成为无线传感器网络事实上的国际标准。 此次课设设计并实现了用无线传感器网络构成的分布式温度湿度监控系统。 关键词：物联网、信息采集、SHT10、串口通信
正文： (4) 一、前言 (4) 二、基本原理 (5) 2.1 SHT10引脚特性 (5) 2.2 温湿度传感器模块 (8) 2.3 CC2530串口通信原理 (9) 2.4 Zig Bee 简介 (10) 三、系统分析 (16) 四、详细设计 (18) 4.1硬件设计 (18) 4.2 软件设计 (21) 4.3 设计结构图 (21) 4.4 代码 (22) 总结 (33) 参考文献 (34)
正文： 一、前言 物联网系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可定制，适用于不同应用场合，对功能，可靠性，成本，体积，功耗有严格要求的专用计算机系统。随着生活水平的提高和科学技术发展的需求，人类对环境信息的感知上有了更高的要求，在某些特殊工业生产领域和室内存储场合对环境要求显得特别苛刻；随着物联网技术的发展，为环境环境检测提供了更进一步的保障。 基于物联网的环境信息采集系统包含感知层、传输层、应用层三个层面；传输层常见的有温湿度、烟感、一氧化碳、压力等物联网传感器模块，传输层包括有线通信和无线通信两部分，应用层包括各种终端。 在室内环境监测领域，以物联网技术为基础，结合ZigBee 技术可以实现、准确、完整、可靠的反应环境信息，做到实时监控。 基本原理： 湿度传感器和温度传感器采集到数据后，通过给RS232串口增加ZigBee功能，替代设备电缆线进行无线传输,串口传输设计为双向全双工，无硬件流控制，强制允许OTA(多条)时间和丢包重传。本次课设采用的senser节点中烧写EndDeviceEB程序，
简易数据采集系统设计 题目：二选一 1． 设计一个单片机控制的数据采集系统，要求A/D 精度12位，采样频率最高100KHz,输 入8路信号，分时复用A/D 芯片，将采集到的波形进行4K 的SRAM 存储，然后通过串行口发送给计算机 2． 设计一波形发生电路，计算机通过串行口向板卡发送波形电路，波形存储到板卡上的 SRAM 中，然后进行计算机控制的D/A 波形产生，板卡上用单片机进行控制 要求： 1． 选择器件，确定具体型号。 2． 画原理图。 3． 根据器件封装画PCB 图。 4． 写出相应的单片机和微机控制程序。 5． 写出详细的原理分析报告。 器件选择： TI 公司生产的8位逐次逼近式模数转换器ADC0809，8051，MAX232 原理图如下： 原理报告原理报告：： 采集多路模拟信号时，一般用多路模拟开关巡回检测的方式，即一种数据采集的方式。利用多路开关（MUX ）让多个被测对象共用同一个采集通道，这就是多通道数据采集系统的实质。当采集高速信号时，A/D 转换器前端还需加采样/保持(S/H)电路。 待测量一般不能直接被转换成数字量，通常要进行放大、特性补偿、滤波等
环节的预处理。被测信号往往因为幅值较小，而且可能还含有多余的高频分量等原因，不能直接送给A/D 转换器，需对其进行必要的处理，即信号调理。如对信号进行放大、衰减、滤波等。 通常希望输入到A/D 转换器的信号能接近A/D 转换器的满量程以保证转换精度，因此在直流电流电源输出端与A/D 转换器之间应接入放大器以满足要求。 本题要求中的被测量为0～5V 直流信号，由于输出电压比较大，满足A/D 转换输入的要求，故可省去放大器，而将电源输出直接连接至A/D 转换器输入端。 关于A/D 转换器的选取： 1.转换时间的选择 转换速度是指完成一次A/D 转换所需时间的倒数，是一个很重要的指标。A/D 转换器型号不同，转换速度差别很大。通常，8位逐次比较式ADC 的转换时间为100us 左右。由于本系统的控制时间允许，可选8位逐次比较式A/D 转换器。 2.ADC 位数的选择 A/D 转换器的位数决定着信号采集的精度和分辨率。 要求精度为0.5%。对于该8个通道的输入信号，8位A/D 转换器，其精度为 8 0.39%2 ?= 输入为0～5V 时，分辨率为 8 50.019611 22Fs N V v ==?? Fs v —A/D 转换器的满量程值 N —ADC 的二进制位数 量化误差为 8 50.0098(1)2 (1)2 22Fs N Q V v = = =?×?× ADC0809是8位逐次逼近式模数转换器，包括一个8位的逼近型的ADC 部分，并提供一个8通道的模拟多路开关和联合寻址逻辑，为模拟通道的设计提供了很大的方便。
第1章通信信道及接口 通信网络主站、采集传输终端、电能表，是信息交互的承载体。通信网络的主要方式有光纤通信、230MHz无线通信、公网无线通信、载波通信等。 图 1. 远程、本地通信说明图 远程通信是指采集终端和系统主站之间的数据通信。可分为专网通信及公网通信。 本地通信是指采集终端和用户电能计量装置之间的数据通信，在本系统中主要集中器和采集器、集中器和电能表、采集器和电能表之间的通信。 1.1通信信道建设原则 通信通道的建设以满足系统需求为出发点，综合考虑技术成熟、实时性、通信安全、分布围、系统可维护、工程建设简易、造价经济以及面向企业发展等因素，根据各网省公司的现实情况选择组件通信网络平台，为低压集抄系统提供稳
定可靠的数据交互通道。 1)易于安装 指通信网络中相关的设备在初次安装、故障或周期轮换时，安装和参数配置 的难易程度。主要表现在各种设备的即插即拔特性和网络系统自适应能力上。 2)易于维护 指当系统应用需求发生变更时，计量仪表和系统维护的难易程度。如因价格 体系或结算周期发生变更时，造成的费率结构和冻结时间在线或离线调整。 3)系统兼容性 指对采集系统中各种采集和传输终端通信方式的兼容性，以及能够适应未来 通信技术的不断发展。 4)标准化的接口 通信网络系统各个设备之间的互联接口应采用标准接插件或者是事实上的 标准接插件。 5)一体化通信 通信网络系统是采集主站、采集终端、计量表计之间通信的载体，由于管理需求和用户性质的不同，三者之间能够采用的通信信道媒介差别很大，为保持主站系统的数据采集功能的专一性，建立一体化的通信机制，保证采集主站可以通 过标准的统一的方式透明地和采集终端和计量表计通信。 6)经济性 通信网络系统在满足系统需求和立足长远发展的基础上，所选用的网络系统应该具有相对好的经济性。 为适应各种通信方式的需要在主站数据采集服务器和集中器之间建立一个通信平台。通信平台以网桥的形式存在，综合处理转换采集服务器和远程通信网络之间的信息交换。 通信平台和主站采集服务器之间以IP网络方式相连接，通信平台经过处理转换之后根据远程网络情况采用适应的方式和集中器通信。实现采集服务器和集
电力用户用电信息采集系统2010年工程建设实施方案 江苏省电力公司 二〇一〇年二月
1 概述 1.1 编写目的 电力用电信息采集系统2010年工程建设实施方案，是在遵循国家电网公司“电力用户用电信息采集系统”各类设计成果的基础上形成的文档，用以明确用电信息采集系统建设的目标及范围，确定项目的组织方式和组织结构，明确项目各阶段目标以及各工作领域的工作内容，确定合适的项目管理过程和管理办法，并确立项目执行、监督、控制的方式和方法。 1.2 项目背景 建设“电力用户用电信息采集系统”（以下简称“采集系统”），实现计量装置在线监测和用户负荷、电量、电压等重要信息的实时采集，及时、完整、准确地为“SG186”信息系统提供基础数据；实现电费收缴的全面预控，为智能电费结算等营销业务策略的实施提供技术基础，为推进双向互动营销、实施更具竞争力的市场营销策略、优化完善营销业务奠定基础。从而为企业经营管理各环节的分析、决策提供支撑，提升快速响应市场变化、快速反映客户需求的互动能力。 国网公司对采集系统建设要求是按照“统一规划、统一标准、统一建设”的原则，实现电力客户用电信息采集的“全覆盖、全采集、全费
控”。 加快采集系统建设是推进“两个转变”、实施“三集五大”的必然选择，是统一坚强智能电网建设的重要内容，是支撑阶梯电价执行的基础条件，加强精益化管理、提高优质服务水平的必要手段，是延伸电力市场、创新交易平台的重要依托。 加快采集系统建设，已成为建设“大营销”体系和统一坚强智能电网，实现公司发展方式和电网发展方式转变的必然要求。 1.3 建设目标 总体目标 依据国网公司用电信息采集系统建设的总体规划，利用5年时间（2010～2014），建设建成电力用户用电信息采集系统，覆盖公司系统全部用户、实现用电信息实时采集、全面支持预付费控制，即“全覆盖、全采集、全费控”。 具体目标 根据国网公司项目核准，2010年应完成475万户居民用户的用电信息采集系统建设，实现用户用电信息的全面准确采集，全面支持阶梯电价、预付费业务。 1.4 建设原则
用电信息采集系统的设计与实现陈静 摘要：在电力企业的工作当中，电力营销属于重要的组成部分，也是影响电力企业工作效率的关键。传统电力营销当中，大多采取人工用电信息采集，不但耗费大量人工，工作效率也普遍较低，不利于用电服务的提升。近年来，随着人们生活水平不断提升，对用电服务和用电量的需求也越来越大，在这种情况下，电力用户数量增多，需要收集的用电信息也逐渐增加，传统用电信息采集方式已经难以满足用户的需求，因此，为了更好的保证用电服务质量，电力企业应该将更加智能与新型的用电信息采集方式运用其中，提高工作效率。 关键词：用电信息；营销管理；采集系统 随着最近几年科技的不断进步，许多设备以及设施都需要用到电力，导致最近几年电力的消耗呈现出增长的趋势。这样对于用电营销管理工作的工作量急剧的增加，为了适应时代的发展，各种智能设备广泛应用在用电系统当中。这样不但对于用电客户进行比较合理的智能化服务，同时也可以提高营销的工作水平以及服务质量。因此，本文首先对用电信息采集系统进行相关概述，然后探究在电力营销中应用用电信息采集系统的具体策略，以供参考。 1用电信息采集系统概述 用电信息系统主要是指通过一定的方法对用户用电情况进行一个数据层面的采集和分析，具体包括对变压器和终端用户的数据变化进行监控，通过阶段定价的方式，对供电过程中的线路损耗情况以及负载情况进行一个处理和分析，以保证更好的节约用电成本。在电力信息采集系统中，管理者通过收集大量的数据，通过用户电力系统主站电源、传输通道、采集设备电表以及其他的方式为中国的电力用户采集电能。然而目前我国的用电信息采集系统并不是完全覆盖的，还存在着缺口，所获得的数据也是不能够很全面的服务用户。首先，电力系统采用的是电负荷管理系统、运行管理系统和电能采集量采集系统，还可以采用低电压集中抄表系统和电能量收集系统。电力促销策略的定位直接影响到市场的波动，需求越大，市场表现的也越来越繁荣。电力企业为了解决自身存在的问题，需要采用积极的销售策略，建立以市场为导向的销售机制，导入新型的管理模式和管理理念，促使电力企业更好更快的发展。通常来说，低电压抄表系统的负载管制系统重点是收集大量的信息，创新电力营销管理模式是战略问题，首先电力企业应该挑起大梁，从战略层面对电力营销管理进行全面的改革，从提高电力营销管理的方式和水平入手。此外，积极拓宽电力营销管理信息渠道，电力营销要解决滞后于电力市场的问题，尽量做到和电力市场同步发展，并建立健全一套完善的电力营销预算、计划、决策、监督及管理体系，更新电力营销的管理模式，也就是说使用电的指数800kVA和630kVA的商业用电和工业用电。 2在电力营销中应用用电信息采集系统的策略 2.1线损管理 在整个电力系统的管理当中，线损管理能够起到一定的效果。首先对于电力系统数据的采集，该系统能够在第一时间掌握各个用户的用电情况，避免了在不同时间段造成的用电误差。通过对于数据的采集以及具体的分析可以很大程度上满足线损的计算要求，进而可以系统的分析导致线损的根本性原因，找出解决的措施。为以后的改进以及重新建设打下比较好的基础，这样有利于线损在管理当中的自动化以及提升线损的实际的管理效率。 2.2远程抄表中的应用
基于TLC549的数据采集系统设计 Time:2009-09-22 11:14:00 Author: Source:电子元器件应用 杨来侠，万建军 （西安科技大学，陕西西安710054） 0 引言 现代自动控制系统中需要测量和控制的参数往往都是连续变化的模拟信号，如温度，压力，流量，速度等。这些物理量和控制参数往往都是连续变化的电压和电流，因此，必须将其变换成数字量（即需经模，数转换），才能被数字计算机所识别。这些数字量在计算机内经过运算处理，可以得到一个数字形式的控制量，将这些控制量经过数/模转换器，变成模拟电压或电流信号，再送到执行机构去驱动相应的设备动作，即可实现对生产过程的自动控制。 1 TLC549的主要特点和工作原理 l.l TLC549的主要特点 TLC549是采用IinCMOSTM技术并以开关电容逐次逼近原理工作的8位串行A／D7芯片，可与通用微处理器、控制器通过I／O CLOCK、CS、DATA OUT三条口线进行串行接口。TLC549具有4MHz的片内系统时钟和软、硬件控制电路，转换时间最长为17μs，允许的最高转换速率为40000次/s。总失调误差最大为±0．5LSB，典型功耗值为6 mW。TLC549采用差分参考电压高阻输入，抗干扰，可按比例量程校准转换范围，由于其VREF-接地时，(VREF+)-(VREF-)≥1 V，故可用于较小信号的采样，此外，该芯片还单电源3～6v的供电范围。总之，TLC549具有控制口线少，时序简单，转换速度快，功耗低，价格便宜等特 点，适用于低功耗袖珍仪器上的单路A/D采样，也可将多个器件并联使用。TLC549的内部结构框图和管脚名称如图1所示。 1.2 TLC549的极限参数,
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实践教学
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2013 年秋季学期
嵌入式系统课程设计
题
目：基于嵌入式的室内环境信息采集控制演示系统设计
专业班级：计算机科学与技术（物联网工程方向） 姓 名： 学 号： 指导教师： 成 绩：
目录
题目：基于嵌入式的室内环境信息采集控制演示系统设计 ....... 1 目录 ..................................................... 2 摘要 ..................................................... 3 关键词 ................................................... 3 前言 ..................................................... 3 系统分析及其设计 ......................................... 4
一、基本原理： ..................................... 4 二、系统方案设计 ................................... 5 三、总体设计 ....................................... 7 四、系统测试 ...................................... 32 总结 .................................................... 32 参考文献 ................................................ 33 致谢 .................................................... 34
多路数据采集系统设计毕业论文 第1章绪论 1.1 多路数据采集系统介绍 随着工、农业的发展，多路数据采集势必将得到越来越多的应用，为适应这一趋势，作这方面的研究就显得十分重要。在科学研究中，运用数据采集系统可获得大量的动态信息，也是获取科学数据和生成知识的重要手段之一。总之，不论在哪个应用领域中，数据采集与处理将直接影响工作效率和所取得的经济效益。 此外，计算机的发展对通信起了巨大的推动作用。算机和通信紧密结合构成了灵活多样的通信控制系统，也可以构成强有力的信息处理系统,这样对社会的发展产生了深远的影响。数据通信是计算机广泛应用的必然产物[2]。 数据采集系统，从严格的意义上来说，应该是用计算机控制的多路数据自动检测或巡回检测，并且能够对数据实行存储、处理、分析计算以及从检测的数据中提取可用的信息，供显示、记录、打印或描绘的系统。 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。另外，就是对数据进行统计分析，以便于检索；或者把数据恢复成原来物理量的形式，以可输出的形态在输出设备上输出，例如打印，显示，绘图等。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。 由于RS-232在微机通信接口中广泛采用，技术已相当成熟。在近端与远端通信过程中，采用串行RS-232标准，实现PC机与单片机间的数据传输。在本毕业设计中对多路数据采集系统作了初步的研究。本系统主要解决的是怎样进行数据采集以及怎样进行多路的数据采集，并将数据上传至计算机[2]。 1.2 设计思路 多路数据采集系统采用ADC0809模数转换器作为数据采集单元和AT89C51单片机来对它们进行控制,不仅具有控制方便、简单和灵活性大等优点,而且可以大幅度提高采集数据的灵敏度及指标。通过MAX232电平转换芯片实现单片机与PC 机的异步串行通信，设计中的HD7279实现了键盘控制与LED显示显示功能。本文设计了一种以AT89C51和ADC0809及RS232为核心的多路数据采集系统。 多路数据采集系统就是通过键盘控制选择通路，将采集到的电压模拟两转换成数字量实时的送到单片机里处理从而显示出采集电压和地址值，最终控制执行单片机与PC机的异步串行通信。 连接好硬件后，给ADC0809的三条输入通路通入直流电压。4-F键为功能键，4-E键为复位键，F键为确认键。1－3键为通道选择键，分别采集三个通道的数据值并实时显示出数值和地址值。结合单片机RS232串口功能还实现了与PC机的异
1 引言 1．1 数据采集系统的意义 数据采集系统是结合基于计算机的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。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。本设计采用A/D转换器和51单片机组成数据采集系统，该设计具有结构简单、操作方便、高性价比、具有显示、记录存储功能，能够适应油田野外恶劣环境，具有性能稳定、可靠性高、响应速度快操作简单、费用低廉、回放过程的信号可以直观的观察。它与有线数传相比主要有布线成本低、安装简便、便于移动等性能。 经调查，目前数据采集器的市场需求量大，以数据采集器为核心构成的小系统应用广泛，因此开发高性能的数据采集器具有良好的市场前景。随着计算机技术的飞速发展和普及，数据采集系统在多个领域有着广泛的应用。数据采集是工、农业控制系统中至关重要的一环，在医药、化工、食品、等领域的生产过程中，往往需要随时检测各生产环节的温度、湿度、流量及压力等参数。同时，还要对某一检测点任意参数能够进行随机查寻，将其在某一时间段内检测得到的数据经过转换提取出来，以便进行比较，做出决策，调整控制方案，提高产品的合格率，产生良好的经济效益。随着工、农业的发展，多路数据采集势必将得到越来越多的应用，为适应这一趋势，作这方面的研究就显得十分重要。在科学研究中，运用数据采集系统可获得大量的动态信息，也是获取科学数据和生成知识的重要手段之一。单片机构成的数据采集处理系统适用于各种现场自动化监测及控制，能够适应油田野外恶劣环境，具有性能稳定、可靠性高、响应速度快操作简单、费用低廉、等优点。1.2 数据采集系统的主要功能 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的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。比如条码机、扫描仪等都是数据采集工具。 数据处理系统是指运用计算机处理信息而构成的系统。其主要功能是将输入的数据信息进行加工、整理，计算各种分析指标，变为易于被人们所接受的信息形式，并将处理后的信息进行有序贮存，随时通过外部设备输给信息使用者。
三系统功能 1、术语和定义 1）电力用户用电信息采集系统 是对电力用户的用电信息进行采集、处理和实时监控的系统，实现用电信息的自动采集、计量异常监测、电能质量监测、用电分析和管理、相关信息发布、分布式能源监控、智能用电设备的信息交互等功能。包括5类用户和1个公变考核计量点： A类——大型专变用户 B类——中小型专变用户 C类——三相一般工商业用户 D类——单相一般工商业用户 E类——居民用户 F类——公变考核计量点 2）用电信息采集终端 是对各信息采集点用电信息采集的设备，简称采集终端。可以实现电能表数据的采集、数据管理、数据双向传输以及转发或执行控制命令的设备。用电信息采集终端按应用场所分为专变采集终端、集中抄表终端（包括集中器、采集器）、分布式能源监控终端等类型。 3）专变采集终端 专变采集终端是对专变用户用电信息进行采集的设备，可以实现电能表数据的采集、电能计量设备工况和供电电能质量监测，以及客户用电负荷和电能量的监控，并对采集数据进行管理和双向传输。 4）集中抄表终端 集中抄表终端是对低压用户用电信息进行采集的设备，包括集中器、采集器。集中器是指收集各采集器或电能表的数据，并进行处理储存，同时能和主站或手持设备进行数据交换的设备。采集器是用于采集多个或单个电能表的电能信息, 并可与集中器交换数据的设备。 采集器依据功能可分为基本型采集器和简易型采集器。基本型采集器抄收和暂存电能表数据，并根据集中器的命令将储存的数据上传给集中器。简易型采集器直接转发集中器与电能表间的命令和数据。 5）分布式能源监控终端 是对接入公用电网的用户侧分布式能源系统进行监测与控制的设备，可以实现对双向电能计量设备的信息采集、电能质量监测，并可接受主站命令对分布式能源系统接入公用电网进行控制。
用户用电信息采集系统 电力用户用电信息采集系统 电力用户用电信息采集系统是对电力用户的用电信息进行采集、处理和实时监控的系统，实现用电信息的自动采集、计量异常和电能质量监测、用电分析和管理，具备相关信息发布、分布式能源的监控、智能用电设备的信息交互等功能。 用电信息采集终端 用电信息采集终端是负责各信息采集点的电能信息的采集、数据管理、数据双向传输以及转发或执行控制命令的设备。用电信息采集终端按应用场所分为专变采集终端、集中抄表终端(包括集中器、采集器)、分布式能源监控终端等类型。 专变采集终端 专变采集终端是专变用户电能信息采集终端，实现对专变用户的电能信息采集，包括电能表数据采集、电能计量设备工况和供电电能质量监测，以及客户用电负荷和电能量的监控，并对采集数据进行管理和传输。 集中抄表终端 集中抄表终端是对低压用户电能信息进行采集的设备，包括集中器、采集器。集中器是指收集各采集终端或电能表的数据，并进行处理储存，同时能和主站或手持设备进行数据交换的设备。采集器是用于采集多个电能表电能信息, 并可与集中器交换数据的设备。采集器依据功能可分为基本型采集器和简易型采集器。基本型采集器抄收和暂存电能表数据，并根据集中器的命令将储存的数据上传给集中器。简易型采集器直接转发集中器与电能表间的命令和数据。 系统功能 系统主要功能包括系统数据采集、数据管理、控制、综合应用、运行维护管理、系统接口等。 1.1 数据采集 根据不同业务对采集数据的要求，编制自动采集任务，包括任务名称、任务类型、采集群组、采集数据项、任务执行起止时间、采集周期、执行优先级、正常补采次数等信息，并管理各种采集任务的执行，检查任务执行情况。 1.1.1 采集数据类型项 系统采集的主要数据项有： （1）电能量数据：总电能示值、各费率电能示值、总电能量、各费率电能量、最大需量等； （2）交流模拟量：电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数等； （3）工况数据：采集终端及计量设备的工况信息；
国家防汛抗旱指挥系统二期工程水情信息采集系统设计要求 水利部水利信息中心 二○一一年七月
审定：辛立勤 审核：吴礼福刘志雨 编写：吴礼福成建国赵凯王金星耿丁蕤孙洪林王爱莉
目录 一、综述 (1) 1.1设计范围和任务 (1) 1.2设计依据 (1) 1.3设计原则 (2) 1.4设计总体要求 (3) 1.5设计控制经费 (4) 二、水文测验设施设备 (5) 2.1设计目标和内容 (5) 2.1.1 设计目标 (5) 2.1.2 设计内容 (6) 2.2技术要求 (7) 2.2.2 雨量观测项目 (7) 2.2.3 水位观测项目 (9) 2.3水文测验关键设备 (11) 2.3.1 雨量、水位观测关键设备 (11) 2.3.2 记录仪器固态存储 (17) 三、水情报汛通信设计 (18) 3.1设计目标和原则 (18) 3.1.1 设计目标 (18) 3.1.2 设计原则 (18) 3.2设计采用的关键技术 (19) 3.3报汛通信网的设计 (19) 3.3.1 结构设计 (20) 3.3.2 功能设计和技术要求 (21) 3.3.3 工作体制和信息传输协议 (24) 3.3.4 通信方式和数据传输方式 (25) 3.3.5 通信信道设计 (25) 3.3.6 几种信道的混合报汛通信网 (36) 3.3.7 已建水文自动测报系统信息的入网 (37) 3.3.8 系统的可靠性 (38) 四、水情分中心系统集成设计 (41)
4.1水情分中心的任务 (41) 4.2水情分中心系统的界面划分 (41) 4.3水情分中心系统集成设计 (41) 4.3.1 系统集成拓扑结构 (41) 4.3.2 系统集成设备配臵 (44)
?应用技术研究? 一种新的基于AR M 的数据采集系统设计 罗 浩 1a,2 ,谢华成 1b (1.信阳师范学院a .物理电子工程学院; b.网络信息与计算中心,河南信阳464000; 2.华中科技大学电子系,湖北武汉430074) 摘 要:给出了一种新的基于AR M 的数据采集系统硬件和软件设计方案1硬件主要由微处理器芯片 S3C44BOX 、US B 接口芯片I SP1362、AD 转换芯片AD7829等构成1系统能实现8路同时采集,单路采集速率100ks p s,且通过设置Device 和Host 两种模式,可在无PC 机的情况下进行数据采样与存储,从而实现了脱机式 应用1 关键词:数据采集;US B;S3C44B0X;AD7829;I SP1362 中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:100320972(2006)022******* 0 引言 数据采集是测控系统中的核心单元之一,目前常用的 数据采集方式是A /D 卡和422、485等总线板卡[1],这类方 式的数据采集过程必须依赖PC 机完成,不便野外应用;故研制能够实现脱离PC 机进行数据采集的数据采集卡具有实际意义1 本文提出的基于AR M 的数据采集系统设计方案,以 S3C44B0X 为主控制器,控制AD7829进行数据采集,并控 制US B 接口芯片(I SP1362)进行数据传输1本设计综合利用了S3C44B0X 的高性能、低成本和能耗省的特点,设计了 US B 数据通信的Device 模式和Host 模式,在没有PC 机的 情况下,工作在Host 模式,可以直接与外存储器相连进行脱机式数据采集,实现了脱机式应用1 1 硬件设计 1.1 方案选择 目前,对于US B Host 的开发方式主要有两种选择:一种是选用集成了US B 接口的单片机,比如Cyp ress 公司生产的EZ -US B 系列,I ntel 的8X930AX 系列等1此种开发工具虽然编程简单,但需要购置专门的开发系统,投资较大;另一种是选择普通的单片机或嵌入式微处理器,加专用的US B 接口芯片进行开发1后者不需要购买新的开发系统,节省投资1因此我们采用了第二种方案进行开发1 为了便于开发和扩展Device 、Host 模式,选择了较新且易于开发的US B 接口芯片I SP1362;且为了满足8路采集, AD 转换芯片选择了AD7829;适于I SP1362的开发,其主控 器芯片选择了高性能、低功耗的AR M 芯片S3C44BOX 1三星的S3C44B0X 是为手持设备和通用设备而设计的一款16/32位R I SC 结构的低成本高性能的单片机1为了降低产品的总体成本,S3C44B0X 还提供了如下的配置: 8K B 高速缓存(cache )、可配置的片内SRAM 、LC D 控制器、 两路带握手功能的UART (通用串行口)、4路DMA 控制器、系统管理功能(片选逻辑,FP /E DO /S DRAM 控制器)、5路带P WM 的定时计数器、I/O 接口,RTC (时钟)、8路10位ADC 、II C 总线、II S 总线、同步SI O 接口和为系统提供时钟而设的P LL 倍频电路[2]1 系统分为四大部分:8路AD 转换,US B 接口,AR M 主控器以及S DRAM (2M )、Flash (2M )1AD7829构成的模数转换(8路模拟输入、8位数字输出),在S3C44B0X 控制下完成数据采集,再通过US B 接口传输到外存储器1如图11 图1 系统结构框图 F i g .1The syste m structure d i a gram S3C44B0X 自身虽集成有8路10位ADC,但没有采样 保持电路,其内部集成的A /D 转换只能输入0～100Hz 的模拟信号,因此我们需要对其进行扩展1AD7829作为A /D 转换,S3C44B0X 作为控制器,利用S3C44B0X 的P D 口为双向口来进行扩展,以S3C44B0X 的P D 口发出脉冲作为 AD7829的CONVEST 的负脉冲,进行模数转换,同时能够 收稿日期:2005211230 基金项目:湖北省重大科技攻关项目(2002AA101C39 ) 作者简介:罗 浩(19702),男,河南信阳人,讲师,在读硕士研究生,主要从事电子技术方向研究1 3 02信阳师范学院学报(自然科学版)Journal of Xinyang Nor mal University 第19卷 第2期 2006年4月 (Natural Science Editi on )Vol .19No .2Ap r .2006
******************* 实践教学 ******************* ********* *********学院 2013年秋季学期 嵌入式系统课程设计 题目：基于嵌入式的室内环境信息采集控制演示系统设计专业班级：计算机科学与技术（物联网工程方向） 姓名： 学号： 指导教师： 成绩：
目录 题目：基于嵌入式的室内环境信息采集控制演示系统设计 (1) 目录 (2) 摘要 (3) 关键词 (3) 前言 (3) 系统分析及其设计 (4) 一、基本原理： (4) 二、系统方案设计 (5) 三、总体设计 (7) 四、系统测试 (32) 总结 (32) 参考文献 (33) 致谢 (34)
基于嵌入式的室内环境信息采集控制演示系统设计 摘要 基于嵌入式的无线传感网络是多学科的高度交叉，知识的高度集成的前沿热点研究领域。它通过各类集成化的微型传感器协作地实时监测,感知和采集各种环境或监测对象的信息，这些信息通过无线方式被发送，并以自组多跳的网络方式传送到用户终端无线传感器网络的特性决定了其不需要较高的传输带宽，而要求较低的传输延时和极低的功率消耗。IEEES02．15．4／ZigBee技术是近年来通信领域中的研究热点，具有低成本、低功耗、低速率、低复杂度的特点和高可靠性、组网简单、灵活等优势，逐渐成为无线传感器网络事实上的国际标准。 此次课设设计并实现了用无线传感器网络构成的分布式温度湿度监控系统。 关键词：嵌入式、信息采集、ZIGBEE、串口通信 前言 嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可定制，适用于不同应用场合，对功能，可靠性，成本，体积，功耗有严
采集系统终端管理操作手册 1.远程调试 1.1业务描述 从营销业务应用系统获取终端调试工单，根据调试工单内容，配合现场完成终端调试工作。 1.2操作说明 点击【基本应用】->【终端管理】->【远程调试】进入远程调试页面。 通过该功能可实现按单位、工单编号、用户类型、工单起始日期、调试结果等查询条件查询终端调试工单信息。如下图所示： 点击查询结果超链接，进入终端调试结果明细页面，如下图所示：
点击触发调试按钮，进行终端调试页面，如下图所示： 增加了调试结果记录功能，记录终端进行那几步调试；如下图所示： 成的工单进行归档。
2终端参数设置 2.1业务描述 对终端设置终端配置参数、控制参数、限值参数等，设置的参数如下：
注意：此功能页面只支持09或13规约终端进行参数设置，对于04或山东规约终端任然在终端调试功能功能菜单下操作，与在运系统业务一致。
2.2操作说明 点击【基本应用】->【终端管理】->【参数管理】->【终端参数设置】进入 终端参数设置页面，如下图所示： 【保存召测结果】按钮为将右侧的召测值保存到数据库； 【保存】按钮为将左侧的维护值保存到数据库； 【保存并下发】按钮为将左侧的维护值保存到数据库并下发到终端；
【按默认值下发】按钮为直接将数据库中终端的参数值直接下发到终端。 3软件升级 3.1软件版本管理 3.1.1终端版本召测 3.1.1.1业务描述 对升级程序版本进行管理；上传检测通过的厂家终端升级文件，对其升级目的、支持的原版本文件、升级后的新版本文件进行管理。 3.1.1.2操作说明 点击【基本应用】->【终端管理】->【软件升级】->【软件版本管理】页面，可通过单位、终端类型、终端规约等查询条件进行查询，如下图所示：
湖南工业大学科技学院 毕业设计（论文）开题报告 （2012届） 教学部：机电信息工程教学部 专业：电子信息工程 学生姓名：肖红杰 班级： 0801 学号 0812140106 指导教师姓名：杨韬仪职称讲师 2011年12 月10 日
题目：基于单片机的数据采集系统的控制器设计 1.结合课题任务情况，查阅文献资料，撰写1500～2000字左右的文献综述。 近年来，数据采集及其应用技术受到人们越来越广泛的关注，数据采集系统在各行各业也迅速的得到应用。如在冶金、化工、医学、和电器性能测试等许多场合需要同时对多通道的模拟信号进行采集、预处理、暂存和向上位机传送、再由上位机进行数据分析和处理，信号波形显示、自动报表生成等处理，这些都需要数据采集系统来完成。但很多数据采集系统存在功能单一、采集通道少、采集速率低、操作复杂、并且对操作环境要求高等问题。人们需要一种应用范围广、性价比高的数据采集系统，基于单片机的数据采集系统具有实现处理功能强大、处理速度快、显示直观，性价比高、应用广泛等特点，可广泛应用于工业控制、仪器、仪表、机电一体化，智能家居等诸多领域。总之，无论在那个应用领域中，数据采集与处理越及时，工作效率就超高，取得的经济效益就越大。 数据采集系统的任务，就是采集传感器输出的模拟信号转换成计算机能识别的信号，并送入计算机，然后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测，其中一些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。 数据采集系统的市场需求量大，特别是随着技术的发展，可用数据器为核心构成一个小系统,而目前国内生产的主要是数据采集卡，存在无显示功能、无记忆存储功能等问题，其应用有很大的局限性，所以开发高性能的，具有存储功能的数据采集产品具有很大的市场前景。 随着电子技术的迅速发展，，一些高性能的电子芯片不断推出，为我们进行电子系统设计提供的更多的选择和更多的方便，单片机具有体积小、低功耗、使用方便、处理精度高、性价比高等优点，这些都使得越来越广泛的选用单片机作为数据采集系统的核心处理器。一些高性能的A/D转换芯片的出现也为数据采集系统的设计提供了更多的方便，无论是采集精度还是采样速度都比以前有了较大的提高。其中一些知名的大公司如MAXIM公司、TI公司、ADI公司都有推出性能比效突出的 A/D转换芯片，这些芯片普通具有低功耗、小尺寸的特点，有些芯片还具有多通道的同步转换功能。这些芯片的出现，不仅因为芯片价格便宜，能够降低系统设计的成本，而且可以取代以前繁琐的设计方法，提高系统的集成度。 数据采集器是目前工业控制中应用较多的一类产品，数据采集器的研制已经相当成熟，而且数据采集器的各类不断增多，性能越来越好，功能也越来越强大。 在国外，数据采集器已发展的相当成熟，无论是在工业领域，还是在生活中的应用，比如美国FLUKE公司的262XA系列数据采集器是一种小型、便携、操作简单、使用灵活的数据采集器，它既可单独使用又可和计算机连接使用，它具有多种测量
毕业设计（论文）课题基于物联网技术的数据采集终端的设计学院电子信息工程学院 专业（方向）应用电子技术 班级电子112 学号 7 姓名尹露露 完成日期2013-11 指导教师束慧
基于物联网技术的数据采集终端的设计 摘要 目前，数据采集一直是工业控制设备的主要组成部分，设计高精度的AD采集终端，对系统的性能很重要，目前随着物联网技术的不断发展，为现场信号采集和传输提供了一种新的方法，本课题在于探索和研究一种基于物联网技术的数据采集终端。本系统由单片机控制模块、AD采集模块、液晶显示模块、时钟模块、温度模块、无线通讯模块等组成，可实现现场数据的实时准确采集。 关键词：物联网技术，高精度，数据采集，通讯 Abstract At present,?the data acquisition?is the main?part of?industrial control equipment. The performance of AD?acquisition terminal?design of high precision?for the system?is very important. At present,?with the?continuous development of?the Internet of things technology. It provides a?new?method for?data acquisition?and transmission. This paper?is to explore?and study?a?IOT based?data acquisition terminal. The system is composed of MCU control module,?AD?data acquisition module, LCD module,?clock module,?temperature?module,?wireless?communication module. It can realize accurate?real-time?field data. Keywords: Internet of things technology, High precision, Data acquisition, Communication
基于8051单片机的数据采集系统设计 一．设计任务 设计一个数据采集系统，要求： 1.有一组开关量和1路模拟量，采样开关量控制一组发光二极管，定时采样模拟量并显示出来。 2.定时采样ADC0809某通道模拟信号，每隔2秒在显示器或数码管上显示出来。 3.定时的实现。 二．设计思路 数据采集是指从传感器和其他待测设备中自动采集模拟或数字信号电量或非电量信号送入控制器中进行分析和数据处理。 本设计采用单路模拟信号的数据采集。设计思路为：通过传感器采集待测的信号，将其转换为相应的电压信号，经运算放大器放大后送入模数转换器ADC0809在单片机的控制下进行模数转换。每次转换结束后，单片机在控制电路的作用下将数据读走存入片内存储器。而单片机则需要将收到的数据送入PC机中进行相应处理。单片机与PC 间的数据通信方式为串口通信协议RS 232，通过芯片MAX232进行电气匹配。 目录
一．系统总统设计方案 二．系统的硬件设计 2.1信号调理电路 2.2数据采集电路 2.3 80C51芯片内部功能与引脚介绍 三．系统的软件设计 3.1主程序 3.2 A/D转换 3.3数据采集中断程序 四．设计总结 五．参考文献 六．附录—数据采集系统原理图一．系统总统设计方案
根据系统基本要求，将本设计系统划分为信号调理电路、8路模拟信号的产生与A/D 转换器、发送端的数据采集与传输控制器、人机通道的接口电路、数据传输接口电路几个部分。 数据采集与传输系统一般由信号调理电路，多路开关，采样保持电路，A/D，单片机，电平转换接口，接收端（单片机、PC或其它设备）组成。系统框图如下图1所示。 图1 一般系统框图 二．系统的硬件设计 2.1信号调理电路 信号调理能够将被测对象的输出信号变换成计算机要求的输入信号。如图2所示，为 避免小信号通过模拟开关造成较大的附加误差，在传感器输出信号过小时，每个通道应 设前置放大环节。 图2 信号调理过程 2.2 数据采集电路 把连续变化量变成离散量的过程称为量化，也可理解为信号的采样。 把以一定时间间隔T逐点采集连续的模拟信号，并保持一个时间t，使被采集的信号变成时间上离散、幅值等于采样时刻该信号瞬时值的一组方波序列信号，即采样信号。