数据采集与处理.ppt
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数据采集基础知识PPT课件
将处理后的数据存储在计算机中 ，以便后续使用。
数据处理
对采集到的数据进行处理和分析 ，提取有用信息。
04 数据采集方法分类与特点
手动录入法
定义
通过人工方式将数据逐条录入到目标系统中。
缺点
效率低下，易出错，不适合大规模数据采集。
优点
灵活性高，适用于小规模、非结构化数据采 集。
应用场景
问卷调查、实验数据记录等。
数据传输技术
数据传输方式
可分为有线传输和无线传 输两种，有线传输稳定可 靠，无线传输灵活方便。
数据传输协议
如TCP/IP、HTTP、MQTT 等，用于规定数据传输的 格式和规则。
数据传输安全
采用加密技术、身份认证 等措施，确保数据传输过 程中的安全性和完整性。
数据存储技术
数据存储介质
包括磁存储、光存储、半导体存储等， 不同介质具有不同的性能和成本。
数据采集基础知识ppt课件
contents
目录
• 数据采集概述 • 数据采集技术原理 • 数据采集系统组成与功能 • 数据采集方法分类与特点 • 数据采集工具介绍及使用技巧 • 数据采集实施流程与规范 • 数据采集挑战与解决方案
01 数据采集概述
数据采集定义与重要性
数据采集定义
数据采集是指从各种数据源中收 集、提取和整理数据的过程，为 后续的数据分析、数据挖掘等提 供基础数据支持。
自动导入法
定义
通过预设的规则和模板，将数据源中 的数据自动导入到目标系统中。
优点
效率高，准确性好，适用于结构化数 据采集。
缺点
灵活性差，需要预先定义好数据格式 和导入规则。
应用场景
数据库数据迁移、文件数据导入等。
数据处理
对采集到的数据进行处理和分析 ，提取有用信息。
04 数据采集方法分类与特点
手动录入法
定义
通过人工方式将数据逐条录入到目标系统中。
缺点
效率低下，易出错，不适合大规模数据采集。
优点
灵活性高，适用于小规模、非结构化数据采 集。
应用场景
问卷调查、实验数据记录等。
数据传输技术
数据传输方式
可分为有线传输和无线传 输两种，有线传输稳定可 靠，无线传输灵活方便。
数据传输协议
如TCP/IP、HTTP、MQTT 等，用于规定数据传输的 格式和规则。
数据传输安全
采用加密技术、身份认证 等措施，确保数据传输过 程中的安全性和完整性。
数据存储技术
数据存储介质
包括磁存储、光存储、半导体存储等， 不同介质具有不同的性能和成本。
数据采集基础知识ppt课件
contents
目录
• 数据采集概述 • 数据采集技术原理 • 数据采集系统组成与功能 • 数据采集方法分类与特点 • 数据采集工具介绍及使用技巧 • 数据采集实施流程与规范 • 数据采集挑战与解决方案
01 数据采集概述
数据采集定义与重要性
数据采集定义
数据采集是指从各种数据源中收 集、提取和整理数据的过程，为 后续的数据分析、数据挖掘等提 供基础数据支持。
自动导入法
定义
通过预设的规则和模板，将数据源中 的数据自动导入到目标系统中。
优点
效率高，准确性好，适用于结构化数 据采集。
缺点
灵活性差，需要预先定义好数据格式 和导入规则。
应用场景
数据库数据迁移、文件数据导入等。
数据采集与处理技术PPT课件
技术创新
新型的数据采集技术如基于区块链的 数据验证、基于人工智能的数据预测 等，将为数据采集带来更多的可能性 。
02
数据预处理技术
数据清洗
数据去重
异常值处理
去除重复和冗余的数据， 确保数据集的唯一性。
识别并处理异常值，如 离群点或极端值，以避 免对分析结果的干扰。
缺失值处理
根据数据分布和业务逻 辑，对缺失值进行填充
案例二：实时数据处理系统设计
总结词
实时数据流处理、数据质量监控
详细描述
介绍实时数据处理系统的关键技术，如数据流处理框架、实时计算引擎等。同时，结合具体案例，讲解如何设计 一个高效、可靠的实时数据处理系统，并实现数据质量监控和异常检测功能。
案例三：数据挖掘在商业智能中的应用
总结词
数据挖掘算法、商业智能应用场景
数据采集的方法与分类
方法
数据采集的方法包括传感器采集、网络爬虫、日志采集、数据库导入等。
分类
数据采集可以根据数据来源、采集方式、数据类型等进行分类，如物联网数据、 社交媒体数据、交易数据等。
数据采集技术的发展趋势
发展趋势
随着物联网、人工智能等技术的不断 发展，数据采集技术正朝着自动化、 智能化、高效化的方向发展。
特点
应用场景
适用于需要复杂查询和事务处理的场 景，如金融、电商等。
数据结构化、完整性约束、事务处理 能力、支持ACID特性。
NoSQL数据库
定义
NoSQL数据库是指非关系型的数 据库，它不使用固定的数据结构，
而是根据实际需要灵活地组织数 据。
特点
可扩展性、灵活性、高性能、面向 文档或键值存储。
应用场景
分析。
数据转换
新型的数据采集技术如基于区块链的 数据验证、基于人工智能的数据预测 等，将为数据采集带来更多的可能性 。
02
数据预处理技术
数据清洗
数据去重
异常值处理
去除重复和冗余的数据， 确保数据集的唯一性。
识别并处理异常值，如 离群点或极端值，以避 免对分析结果的干扰。
缺失值处理
根据数据分布和业务逻 辑，对缺失值进行填充
案例二：实时数据处理系统设计
总结词
实时数据流处理、数据质量监控
详细描述
介绍实时数据处理系统的关键技术，如数据流处理框架、实时计算引擎等。同时，结合具体案例，讲解如何设计 一个高效、可靠的实时数据处理系统，并实现数据质量监控和异常检测功能。
案例三：数据挖掘在商业智能中的应用
总结词
数据挖掘算法、商业智能应用场景
数据采集的方法与分类
方法
数据采集的方法包括传感器采集、网络爬虫、日志采集、数据库导入等。
分类
数据采集可以根据数据来源、采集方式、数据类型等进行分类，如物联网数据、 社交媒体数据、交易数据等。
数据采集技术的发展趋势
发展趋势
随着物联网、人工智能等技术的不断 发展，数据采集技术正朝着自动化、 智能化、高效化的方向发展。
特点
应用场景
适用于需要复杂查询和事务处理的场 景，如金融、电商等。
数据结构化、完整性约束、事务处理 能力、支持ACID特性。
NoSQL数据库
定义
NoSQL数据库是指非关系型的数 据库，它不使用固定的数据结构，
而是根据实际需要灵活地组织数 据。
特点
可扩展性、灵活性、高性能、面向 文档或键值存储。
应用场景
分析。
数据转换
道路横断面测量数据采集与处理课件
数据可视化
将采集和处理后的数据进行可视化展示，以便更 好地分析和理解数据。
数据分析结果与结论
数据分析结果
对采集和处理后的数据进行深入分析，得出相关参数和指标。
结论与建议
根据分析结果得出结论，提出针对性的建议和改进措施，为道路设计和施工提供 参考。
07
CATALOGUE
总结与展望
研究成果总结
完善了道路横断面测 量数据采集的方法， 提高了数据质量和效 率。
对未来研究的建议
深入研究复杂地形条件下的数 据采集和处理方法，提高数据 质量和精度。
加强数据处理算法和模型的研 究和开发，提高数据处理效率 。
积极推动与相关行业的合作和 交流，加强成果转化和应用推 广。
THANKS
感谢观看
04
CATALOGUE
横断面测量
测量方法
直接测量法
通过专业的测量仪器，如全站仪、水准仪等，对道路横断面的各 项指标进行直接测量。
利用现有地图测量法
通过利用现有的地形图、卫星图等，借助相关软件进行横断面数据 的提取和测量。
摄影测量法
通过无人机或地面摄影设备获取道路横断面的影像数据，再利用图 像处理技术进行数据提取和测量。
数据采集
采集方法
01
02
03
实地测量
使用测量仪器在道路现场 进行直接测量，获取道路 横断面的各项参数。
遥感技术
利用航空或卫星遥感影像 技术获取道路横断面的数 据。
车载激光扫描
利用车载激光扫描设备在 行驶过程中获取道路横断 面的数据。
采集设备
01020304全站仪用于进行高精度的角度和距离 测量。
数据预处理
数据清洗
去除异常值
将采集和处理后的数据进行可视化展示，以便更 好地分析和理解数据。
数据分析结果与结论
数据分析结果
对采集和处理后的数据进行深入分析，得出相关参数和指标。
结论与建议
根据分析结果得出结论，提出针对性的建议和改进措施，为道路设计和施工提供 参考。
07
CATALOGUE
总结与展望
研究成果总结
完善了道路横断面测 量数据采集的方法， 提高了数据质量和效 率。
对未来研究的建议
深入研究复杂地形条件下的数 据采集和处理方法，提高数据 质量和精度。
加强数据处理算法和模型的研 究和开发，提高数据处理效率 。
积极推动与相关行业的合作和 交流，加强成果转化和应用推 广。
THANKS
感谢观看
04
CATALOGUE
横断面测量
测量方法
直接测量法
通过专业的测量仪器，如全站仪、水准仪等，对道路横断面的各 项指标进行直接测量。
利用现有地图测量法
通过利用现有的地形图、卫星图等，借助相关软件进行横断面数据 的提取和测量。
摄影测量法
通过无人机或地面摄影设备获取道路横断面的影像数据，再利用图 像处理技术进行数据提取和测量。
数据采集
采集方法
01
02
03
实地测量
使用测量仪器在道路现场 进行直接测量，获取道路 横断面的各项参数。
遥感技术
利用航空或卫星遥感影像 技术获取道路横断面的数 据。
车载激光扫描
利用车载激光扫描设备在 行驶过程中获取道路横断 面的数据。
采集设备
01020304全站仪用于进行高精度的角度和距离 测量。
数据预处理
数据清洗
去除异常值
《数据采集与处理》课件
《数据采集与处理 》PPT课件
contents
目录
• 数据采集 • 数据处理 • 数据应用 • 数据安全 • 案例分析
01
数据采集
数据来源
用户生成内容
例如社交媒体上的帖子、评论，博客文章等。
企业数据库
如销售数据、库存数据、客户数据等。
政府机构发布的数据
如人口普查数据、经济统计数据等。
公开的APIs
数据格式化
将数据转换为统一、规范化的格式，便于后续处 理和分析。
数据转换
数据类型转换
特征工程
将数据从一种类型转换为另一种类型，如 将文本转换为数字或将日期转换为统一格 式。
通过变换或组合原始特征，生成新的特征 ，以丰富数据的表达力。
数据归一化
数据降维
将数据缩放到特定范围，如[0,1]或[-1,1]， 以提高算法的收敛速度和模型的稳定性。
电商数据采集主要包括用户行为数据、交 易数据、商品信息等，通过数据清洗、整 合、分析等处理方式，可以挖掘出用户偏 好、购买力、市场趋势等信息，为电商企 业提供精准营销、个性化推荐、库存管理 等方面的决策支持。
金融数据采集与处理
总结词
金融数据采集与处理是金融机构进行风险控制、投资决策、 客户关系管理的重要依据，通过对股票、债券、期货等金融 市场数据的采集和处理，可以获取市场动态和预测未来走势 。
许多企业和组织提供API接口，可以获取其数据。
数据采集方法
网络爬虫
用于从网站上抓取数据。
数据库查询
直接从数据库中查询数据。
API调用
通过API接口获取数据。
传感器数据采集
用于采集物理世界的数据。
数据采集工具
Python（如Scrapy、BeautifulSoup）：用于网络爬 虫。
contents
目录
• 数据采集 • 数据处理 • 数据应用 • 数据安全 • 案例分析
01
数据采集
数据来源
用户生成内容
例如社交媒体上的帖子、评论，博客文章等。
企业数据库
如销售数据、库存数据、客户数据等。
政府机构发布的数据
如人口普查数据、经济统计数据等。
公开的APIs
数据格式化
将数据转换为统一、规范化的格式，便于后续处 理和分析。
数据转换
数据类型转换
特征工程
将数据从一种类型转换为另一种类型，如 将文本转换为数字或将日期转换为统一格 式。
通过变换或组合原始特征，生成新的特征 ，以丰富数据的表达力。
数据归一化
数据降维
将数据缩放到特定范围，如[0,1]或[-1,1]， 以提高算法的收敛速度和模型的稳定性。
电商数据采集主要包括用户行为数据、交 易数据、商品信息等，通过数据清洗、整 合、分析等处理方式，可以挖掘出用户偏 好、购买力、市场趋势等信息，为电商企 业提供精准营销、个性化推荐、库存管理 等方面的决策支持。
金融数据采集与处理
总结词
金融数据采集与处理是金融机构进行风险控制、投资决策、 客户关系管理的重要依据，通过对股票、债券、期货等金融 市场数据的采集和处理，可以获取市场动态和预测未来走势 。
许多企业和组织提供API接口，可以获取其数据。
数据采集方法
网络爬虫
用于从网站上抓取数据。
数据库查询
直接从数据库中查询数据。
API调用
通过API接口获取数据。
传感器数据采集
用于采集物理世界的数据。
数据采集工具
Python（如Scrapy、BeautifulSoup）：用于网络爬 虫。
第五章 数据采集与处理
二、数据采集系统基本功能
5、能够定时或随时以表格或图形形式 打印采集数据。 6、具有实时时钟 。 7、系统在运行过程中，可随时接受由 键盘输入的命令，以达到随时选择采集、 显示、打印的目的。
第一节
数据采集系统的 基本功能和一般结构
一、数据采集系统组成原理
二、数据采集系统基本功能 三、数据采集系统的一般结构 四、数据采集系统的三种工作方式
二、标度变换 三、非线性补偿 四、查表法 五、上下限检查
本科课程：
计算机控制系统
二、标度变换 在微型计算机控制系统中，检测的物理 参数都有着不同的量纲和数值 ，由A／D转 换后得到的都是只能表示其大小的二进制代 码。 为了便于显示、打印及报警，必须把这些数 字量转换成它所代表的实际值，即工程量， 这就是所谓的标度变换 。 标度变换的方法有：线性变换法、公式转换 法、多项式插值法和查表法等等。
一、数字滤波 2、算术平均滤波 压力、流量等周期变化的参数进行平滑 加工效果较好，而对消除脉冲干扰效果 不理想，所以它不适合脉冲干扰比较严 重的场合。对于n值的选择， 通常流量取12次， 压力取4次。
一、数字滤波 3、限幅滤波 考虑到被测参数在两次采样时间间隔内， 一般最大变化的增量 x 总在一定的范围内， 如果两次采样的实际增量 xn xn1 x 则认为是正常的，否则认为是干扰造成的， 则用上次的采样 xn1 代替本次采样值 xn
一、数字滤波 5、一阶滞后滤波 一阶滞后滤波又称为一阶惯性滤波，它相 当于RC低通滤波器。 假设滤波器的输入电压为 Ui(t) ， 输出为Uo(t) ，则们之间存在下列关系 ：
duo (t ) RC u o (t ) u i (t ) dt
一、数字滤波 5、一阶滞后滤波 采用两点式数值微分公式，可得：
第三章：数据采集与处理系统
第3章 数据采集系统设计
多通道结构又可分为通路结构（各模拟信 号有各自的A/D）和共用A/D结构（用多路
开关对各模拟信号分别采样）。前者速度
快，通道间串扰小，但所用A/D芯片多，因
而成本高。后者因多路开关切换需要时间，
而A/D公用，故速度慢且开关间存在串扰，
但它们价格低、电路简单，故用得较广。
图 3-2给出了这种结构的一个方案。
第3章 数据采集系统设计
对于长时间大数据流的采集，可通过设置
两块双端口RAM，连续轮流地将数据转移到内
存去。
双端口RAM有两种实现方案，一种是将缓
冲区建立在外部设备中，例如高速A/D可以直
接带缓冲区；另一种是将缓冲区作为单独的扩
充RAM，以作为系统的一个I/O端口。如图3－
5所示为A/D自带RAM。
第3章 数据采集系统设计
③DMA控制器入运行期间，依事先设置的 初始地址和所需传送的字节依次改变地址， 并发出相应的读写信号以达到RAM与I/O 设备（这里即A/D）直接交换信息。④ DMA所传送的字节数以及内存地址，是由 CPU向DMA控制器用软件设置的。DMA 传送数据结束后，便自动撤消向CPU的申 请信号（电位信号），CPU继续运行。 上面仅针对快速数据采集系统分析了 采用DMA控制的必要性。一般地，在高速 数据传送时采用 DMA的场合还有：RAM 与磁带或磁盘之间，RAM到 CRT之间， RAM与 RAM之间，I/O与l/O之间等。
第3章 数据采集系统设计
DMA传送方式的工作原理为：① DMA控制 器向CPU发出DMA请求，CPU在执行完正在 运行的机器周期后即可响应，并向DMA控制 器发出响应回答信号。 ②CPU响应直接数据 存取请求后，便失去与外界（包括RAM、 ROM和I/O设备）交换信息的全部功能，将 读写控制线、地址线以及数据总线全部交出， 即处于高阻输出状态。此时上述总线处于 DMA控制器管理下，如图 3－4的斜线部分 所示。
《数据采集与处理》课件
数据脱敏技术
01
静态数据脱敏
对敏感数据进行处理，使其在数 据仓库或数据湖中不再包含真实 的敏感信息。
02
动态数据脱敏
03
数据去标识化
在数据传输和使用过程中，对敏 感数据进行实时脱敏处理，确保 数据的安全性。
将个人数据从原始数据集中移除 或更改，使其无法识别特定个体 的身份。Байду номын сангаас
THANK YOU
关联规则挖掘
关联规则
发现数据集中项之间的有趣关系，生成关联规则。
关联规则挖掘算法
常见关联规则挖掘算法包括Apriori、FP-Growth等。
序列模式挖掘
序列模式
发现数据集中项之间的有序关系。
序列模式挖掘算法
常见序列模式挖掘算法包括GSP、SPADE等。
05
大数据处理与云计算
大数据处理技术
01
02
Microsoft Azure：微软的云服务平台，提供IaaS、 PaaS和SaaS服务。
03
Google Cloud Platform (GCP)：谷歌的云服务平 台，提供基础设施和应用服务。
大数据与云计算的结合应用
实时数据处理
利用云计算的弹性可扩展性，处理大规模实 时数据流。
数据安全保障
云计算的安全机制可以保护大数据免受未经 授权的访问和泄露。
《数据采集与处理》PPT课件
• 数据采集概述 • 数据预处理 • 数据存储与数据库 • 数据挖掘与分析 • 大数据处理与云计算 • 数据安全与隐私保护
01
数据采集概述
数据采集的定义
定义
数据采集是指从各种来源获取、识别 、转换和存储原始数据的过程，以便 进行后续的数据处理和分析。
数据采集与处理技术
数据采集与处理技术
25
2 4 频率混淆与消除频混的措施
本节教学目标
➢ 理解产生频率混淆的原因 ➢ 理解消除频率混淆的措施
数据采集与处理技术
26
2 4 频率混淆与消除频混的措施
1 频率混淆
什么是〞频率混淆〞 ？
频率混淆 — 模拟信号中的高频成分
|
f
|
>
_1_ 被 2TC
叠加到低频
成分 | f |< 2_1T_C上的现象;
=
— ;
2
综上所述;只有在采样起始点严格地控制
在=
—
2
时;
才能由采样信号xSnTS
不失真地
恢复出原模拟信号xt ;然而这是难以做到的;
数据采集与处理技术
23
2 3 采样定理
结论： 采样定理对于
fC
=
_1_ 2TS
是不适用的;
数据采集与处理技术
24
第2章 模拟信号的数字化处理
2 4 频率混淆与消除频混的措施
低于fc 的频率部分;
| X ( f)|
- 1 - fC
2TS
0
fC 1
f
2TS
图24 fC与TS的关系
数据采集与处理技术
19
2 3 采样定理
⑵ 条件2的物理意义 采样周期 Ts 不能大于信号截止周期 Tc 的一
半;
3 采样定理不适用的情况
一般来说;采样定理在
fC
=
_1_ 2TS
时是不适用的;
数据采集与处理技术
教学内容
第2章 模拟信号的数字化处理
数据采集与处理技术
1
第2章 模拟信号的数字化处理
《数据采集与处理》课件
认识数据分析的定义、作用 和基本原理。
数据分析的方法和流程
了解常用的数据分析方法和 流程，以及如何为决策提供 有力支持。
常用数据分析工具和技 术
介绍统计分析、机器学习和 数据可视化等常用的数据分 析工具和技术。
实例分析
以某电商平台为例介绍数 据采集和处理的流程
通过实际案例演示数据采集和处 理的全过程。
使用Python进行数据分析 示例
展示使用Python进行数据分析的 示例和实用技巧。
数据可视化实战
展示如何利用数据可视化工具创 建精美的图表和图形。
总结
数据采集和处理的重要 性和必要性
总结数据采集和处理在决策 和业务中的不可或缺的作用。
数据分析的应用前景和 未来发展
展望数据分析在各个行业中 的应用前景和未来发展趋势。
探索网络爬虫、数据库读取和文 件导入等多种数据采集方法。
数据处理
1
数据清洗的概念和重要性
了解数据清洗在数据处理中的作用和必要性。
2
数据清洗的基本步骤
深入了解缺失值处理、异常值处理和重复值处理等关键步骤。
3
数据转换的方法和技巧
掌握数据规范化、数据聚合和数据透视表等数据转换技术。
数据分析
数据分析的基本概念
《数据采集与处》PPT课件
# 数据采集与处理 ## 概述 - 数据采集和处理的重要性 - 数据采集的种类及其特点 - 数据处理的流程和方法
数据采集
数据源的分类
了解不同类型的数据源对数据采 集的影响和优势。
数据采集的基本流程
从确定需求到数据采集和存储， 确保数据的准确性和完整性。
数据采集方法的介绍
数据处理的挑战与解决 方法
探讨数据处理过程中可能遇 到的挑战，并提供解决方法 和最佳实践。
数据分析的方法和流程
了解常用的数据分析方法和 流程，以及如何为决策提供 有力支持。
常用数据分析工具和技 术
介绍统计分析、机器学习和 数据可视化等常用的数据分 析工具和技术。
实例分析
以某电商平台为例介绍数 据采集和处理的流程
通过实际案例演示数据采集和处 理的全过程。
使用Python进行数据分析 示例
展示使用Python进行数据分析的 示例和实用技巧。
数据可视化实战
展示如何利用数据可视化工具创 建精美的图表和图形。
总结
数据采集和处理的重要 性和必要性
总结数据采集和处理在决策 和业务中的不可或缺的作用。
数据分析的应用前景和 未来发展
展望数据分析在各个行业中 的应用前景和未来发展趋势。
探索网络爬虫、数据库读取和文 件导入等多种数据采集方法。
数据处理
1
数据清洗的概念和重要性
了解数据清洗在数据处理中的作用和必要性。
2
数据清洗的基本步骤
深入了解缺失值处理、异常值处理和重复值处理等关键步骤。
3
数据转换的方法和技巧
掌握数据规范化、数据聚合和数据透视表等数据转换技术。
数据分析
数据分析的基本概念
《数据采集与处》PPT课件
# 数据采集与处理 ## 概述 - 数据采集和处理的重要性 - 数据采集的种类及其特点 - 数据处理的流程和方法
数据采集
数据源的分类
了解不同类型的数据源对数据采 集的影响和优势。
数据采集的基本流程
从确定需求到数据采集和存储， 确保数据的准确性和完整性。
数据采集方法的介绍
数据处理的挑战与解决 方法
探讨数据处理过程中可能遇 到的挑战，并提供解决方法 和最佳实践。
第4章 数据采集与处理技术ppt课件
Q K P
K为系数
对于这种开平方的非线性关系常用牛顿迭代 公式进行线性化处理。其迭代公式为：
yn1 2(yn 1yn x 1)yn 11 2(yn x 1yn 1 )
常用的牛顿迭代初值是y0=（1+x）/2，当yn和 x 之间的误差随着迭代次数减小到规定值时，就停止 运算。
2） 查表法 有些非线性参数不能用一般算术运算计算出
对 分 查 表 法 的 最 高 搜 索 次 数 Log2N-1。 和 顺 序 查表法相比，对分法可以大大减少查表次数，提高 检索效率。
3） 折线法（线性插值法）
在实际工作中，有许多非线性关系只能通过一 条曲线来表示，对于这种场合可用折线法及非线性 插值逼近法来解决。
曲线斜率变化越小，替代直线越逼近特性曲线， 则折线法带来的误差就越小。因此，折线法适用于 斜率变化不大的特性曲线的线性化。
称为滤波系数，
T为采样周期；Tf为滤波器时间常数；
xk为本次采样输入；yk、yk-1为本次和上次滤波
输出。
（5）复合滤波
为了进一步提高滤波效果，可以把两种不同 的数字滤波器组合起来，构成复合数字滤波器。 如把算术平均滤波和中值滤波组合起来。即先找 出N个采样值的最大值xmax和最小值xmin,使得
1. 线性化处理程序设计
1）计算法
计算法就是在已测参数的基础上，利用各种 运算程序计算出需要的参数。用计算法处理数据 一般可按以下步骤进行： a. 根据物理和工程实际求出被测参数的数学表达 式； b. 根据要求的精度，确定A/D转换器的位数，并设 计出相应的硬件电路； c. 根据被测参数的数学表达式，进行相应的数据 处理。
这种方法的优点是可以提高精度，但插值点的选 取比较麻烦。
2. 工程量标度变换
K为系数
对于这种开平方的非线性关系常用牛顿迭代 公式进行线性化处理。其迭代公式为：
yn1 2(yn 1yn x 1)yn 11 2(yn x 1yn 1 )
常用的牛顿迭代初值是y0=（1+x）/2，当yn和 x 之间的误差随着迭代次数减小到规定值时，就停止 运算。
2） 查表法 有些非线性参数不能用一般算术运算计算出
对 分 查 表 法 的 最 高 搜 索 次 数 Log2N-1。 和 顺 序 查表法相比，对分法可以大大减少查表次数，提高 检索效率。
3） 折线法（线性插值法）
在实际工作中，有许多非线性关系只能通过一 条曲线来表示，对于这种场合可用折线法及非线性 插值逼近法来解决。
曲线斜率变化越小，替代直线越逼近特性曲线， 则折线法带来的误差就越小。因此，折线法适用于 斜率变化不大的特性曲线的线性化。
称为滤波系数，
T为采样周期；Tf为滤波器时间常数；
xk为本次采样输入；yk、yk-1为本次和上次滤波
输出。
（5）复合滤波
为了进一步提高滤波效果，可以把两种不同 的数字滤波器组合起来，构成复合数字滤波器。 如把算术平均滤波和中值滤波组合起来。即先找 出N个采样值的最大值xmax和最小值xmin,使得
1. 线性化处理程序设计
1）计算法
计算法就是在已测参数的基础上，利用各种 运算程序计算出需要的参数。用计算法处理数据 一般可按以下步骤进行： a. 根据物理和工程实际求出被测参数的数学表达 式； b. 根据要求的精度，确定A/D转换器的位数，并设 计出相应的硬件电路； c. 根据被测参数的数学表达式，进行相应的数据 处理。
这种方法的优点是可以提高精度，但插值点的选 取比较麻烦。
2. 工程量标度变换
道路横断面测量数据采集与处理课件
插值算法
对缺失数据进行插值处理 ，填补数据空缺。
拟合算法
将离散的测量数据拟合成 连续的曲线或曲面，便于 分析。
数据分析与应用
数据可视化
将处理后的数据以图表、图像等形式 呈现，便于直观分析。
统计分析
应用场景
将处理后的数据应用于道路设计、施 工监测、交通规划等领域，发挥其实 际价值。
对数据进行统计分析，提取有用的信 息，如平均值、中位数、方差等。
PART 03
数据处理与分析技术
REPORTING
数据预处理
01
02
03
数据清洗
去除异常值、缺失值和重 复数据，确保数据质量。
坐标转换
将测量数据从实际坐标转 换为地理坐标或平面坐标 ，以便于分析。
数据分类与编码
将不同类型的数据进行分 类和编码，以便于后续处 理。
数据处理算法
滤波算法
去除测量数据中的噪声和 干扰，提高数据精度。
PART 04
实际案例与实践
REPORTING
案例一：城市道路横断面测量
总结词
复杂多样、精度要求高
详细描述
城市道路通常具有复杂的路况，如路口、车道线、交通标志等，需要采用高精度 测量设备进行数据采集。同时，由于城市道路的多样性和不规则性，数据处理和 分析也需要根据具体情况进行定制化处理。
案例二：高速公路横断面测量
案例分析与实践操作
通过实际案例的演示和操作，使学员能够将理论 知识与实际工作相结合，提高解决实际问题的能 力。同时，通过实践操作，加深对横断面测量数 据处理流程的理解和掌握。
重点与难点解析
针对横断面测量中的关键技术和难点问题，如数 据采集的精度控制、数据处理中的滤波和插值算 法等，进行了深入浅出的讲解和讨论，帮助学员 突破学习瓶颈。
电力系统自动监控技术交流数据采集与处理PPT课件
Voltage will be 0 to 100V and current may as high as 25 times of the rated current, that is 125A or 25A.
.
13
The voltage and current are still too big for the AAF, S/H, MUX, ADC and other electronic circuit.
.
9
Typical hardware structure
❖ The following Figure shows the general hardware outline of a numeric protection relay.
❖ It consists of: Galvanic Isolation Transformer Anti-Alias Filter S/H Amplifier Multiplexer ADC Micro-Processor Timer
.
28
原理电路
.
29
工作过程
❖ Sample mode:
S/H is high and AS is closed.
Vout=Vin
❖ Hold mode:
S/H is low and AS is opened.
Vout=VC= Vin (just before AS
open)
.
30
波形
.
31
基本要求:
多路切换开关
❖ Function :
In general case, relays need multichannel inputs
(3phase voltage, 3phase current, zero sequence current etc.)
.
13
The voltage and current are still too big for the AAF, S/H, MUX, ADC and other electronic circuit.
.
9
Typical hardware structure
❖ The following Figure shows the general hardware outline of a numeric protection relay.
❖ It consists of: Galvanic Isolation Transformer Anti-Alias Filter S/H Amplifier Multiplexer ADC Micro-Processor Timer
.
28
原理电路
.
29
工作过程
❖ Sample mode:
S/H is high and AS is closed.
Vout=Vin
❖ Hold mode:
S/H is low and AS is opened.
Vout=VC= Vin (just before AS
open)
.
30
波形
.
31
基本要求:
多路切换开关
❖ Function :
In general case, relays need multichannel inputs
(3phase voltage, 3phase current, zero sequence current etc.)
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模拟量输入
多路开关
种类：机械触点（继电器），电子式（晶体管、 场效应管、光电）
多路开关的连接方式：单端输入、差动输入、伪 差动输入
2020/1/21
飞行器工程系 单
计算机控制技术
2.1.1 过程通道(5)
模拟量输入
放大器
放大器的种类：低漂移运放、仪表放大器（共模抑制）、 隔离放大器
双极性模拟电压输出
2020/1/21
飞行器工程系 单家元教授
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北京理工大学机电工程学院
计算机控制技术
2.1.1 过程通道(8)
模拟量输出
光电保护与手动/自动无扰切换
光电保护：要保持输出值不变：需后备电源 手动、自动切换：不影响系统工况。需电源和开关
D/A转换器的主要性能指标
多路开关：其共用一模拟通道时，需顺序切换。分机械和电子式两种。
信号放大：进行增益调整、防漂移。 采样保持：被测信号变化快、快速采集，并在转换过程中保持。
2020/1/21
飞行器工程系 单家元教授
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北京理工大学机电工程学院
计算机控制技术
2.1.1 过程通道(3)
模拟量输入
信号处理
按位数分：
计算比较式：简单、便宜、速度慢 双积分式：精度高、抗干扰、速度慢 逐次比较式：速度快、精度高 并行高速：速度更快。
主要技术指标：
分辩率：能对转换结果发生影响的最小输入。跟位数有关： 量程：所能转换的电压范围。 精度：转换结果相对于实际值的准确度。绝对、相对精度： 转换时间：A/D启动到获取数字输出的时间。us、ns 其它：输出电平、工作温度、电源要求等。
数字量输出通道：把计算机输出的数字信号 （或开关信号）送给开关器件，控制其通断 或亮灭。通常也采取光电隔离技术。对驱动 继电器或步进电机的需一定功率的放大电路。
2020/1/21
飞行器工程系 单家元教授
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北京理工大学机电工程学院
计算机控制技术
2.1.2 计算机数据采集系统(1)
数据采集系统的基本功能
北京理工大学机电工程学院
计算机控制技术
2 数据采集与处理
数据采集
过程通道：过程通道及其分类、模拟量输入、模拟量输出、 数字量输入/输出
数据采集系统
数据处理
数据滤波：各种滤波算法 线性化处理 误差修正
标度转换：量纲转换
数据采集系统实例：某火箭控制系统仿真智能测试台
系统分析 方案设计 系统实现
2020/1/21
飞行器工程系 单家元教授
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计算机控制技术
2.1.1 过程通道(8)
模拟量输出
多路模拟量输出的结构形式
数字保持式：并行：一对一双绞线输出；串行： 接地输数
模拟保持器
D/A的输出方式：一般为电流
输出电流转换为电压：大多数D/A为电流输出， 需外接带带反馈电阻的运算放大器
增益可调的仪表放大器 ：放大信号存大RAM中，根据信 号的强弱控制放大倍数
多
输
路
放大器
S/H
A/D
入
开
关
RAM
CPU
2020/1/21
飞行器工程系 单家元教授
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北京理工大学机电工程学院
计算机控制技术
2.1.1 过程通道(5)
模拟量输入
放大器 并联反馈电阻放大器
US1
R1
差动输入
R1…….R7 CPU
信号滤波：去干扰。有软件、硬件（RC）滤波， 可以选择
统一电平：使信号达到模拟通道的满量程（±10） 非线性补偿：对被测参数与检测信号之间呈非线
性关系。硬件、软件实惠非线性校正
2020/1/21
飞行器工程系 单家元教授
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北京理工大学机电工程学院
计算机控制技术
2.1.1 过程通道(4)
A/D量化误差:
△E≥△umax
采样保持器原理：充电、保持、再充电。充电时间<<A/D转换
时间
K
R 输入信号 u；
控制信号
U0 C
2020/1/21
飞行器工程系 单家元教授
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北京理工大学机电工程学院
计算机控制技术
2.1.1 过程通道(7)
A/D转换器
转换器原理（见数字电路） 转换器分类：
数字量输入输出通道：串行、并行输入，开关量 输出。DI、DO
2020/1/21
飞行器工程系 单家元教授
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北京理工大学机电工程学院
计算机控制技术
2.1.1 过程通道(2)
模拟量输入
模拟量输入通道的一般组成
过
参
程
数
参
检
数
测
多
信号处理
路
信号处理
开
关
放大
S/H
A/D 接口
计
算
控制
机
信号处理：信号放大、滤波、衰减、阻抗匹配、非线性补偿和电压/电流转 换。
……… 选通
R1 US2
全断开时 A=1 A=1+2/A
2020/1/21
飞行器工程系 单家元教授
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北京理工大学机电工程学院
计算机控制技术
2.1.1 过程通道(6)
采样保持器
孔径误差：由A/D转换时间引起的输出误差称为孔径误差
对于正弦信号： u=A sin2π f t △Umax= u = 2π f A·△t
2020/1/21
飞行器工程系 单家元教授
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北京理工大学机电工程学院
计算机控制技术
2.1.1 过程通道(1)
过程通道及其分类
过程通道：是在计算机和生产过程之间起信 息传递和变换作用的装置。
分类：
模拟量输入输出通道：模拟信号经检测、变换、 预处理，变为数字信号；反之。A/D、D/A
分辩率：同A/D。 转换时间：指D/A中代码有满刻度变化时，其输出达到稳
态所需时间。 输出方式：电压、电流。 输入编码：BCD或二进制。
2020/1/21
飞行器工程系 单家元教授
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北京理工大学机电工程学院
计算机控制技术
2.1.1 过程通道(8)
数字量输入/输出
数字量输入通道：将被控对象的开关状态信 号（或数字信号）传送给计算机的通道。通 常采用光电隔离技术。CPU通过执行指令来 读取开关状态。
时钟：定时发出中断，为显示、打印提供时间。
采集、打印及越屏报警等。 控制制表和定时制表
注意事项
分辩率和精度：影响A/D位数和算法选择。 模拟量通道数：决定了系统结构方案：是单通路还
是多通路。 采样速率：频率和数据处理要求决定了采样速率。 数据处理：方法、速度、精度。
2020/1/21