电子科技大学数据采集与处理技术_实验二

电子工程中的数据采集与处理在电子工程领域中，数据采集与处理是一项核心任务，它涉及到从各种传感器和设备中收集和分析数据的过程。

本文将探讨电子工程中的数据采集与处理的重要性、方法以及相关技术的应用。

一、数据采集的重要性数据采集是电子工程中不可或缺的一环。

它通过收集来自不同源头的数据，为工程师和科学家们提供了基础信息，从而支撑决策和创新。

以下是数据采集的重要性的几个方面：1.1 监测与控制：通过实时数据采集，工程师们可以监测设备和系统的性能，及时发现问题并采取措施。

此外，数据采集还可以用于自动控制系统，使其根据收集到的数据实时调整参数，以提高效率和性能。

1.2 预测与优化：通过长期的数据采集和处理，工程师们可以建立模型和算法，以便预测设备和系统的未来行为。

这有助于制定维修和维护计划，从而优化生产和运营流程，减少成本和资源的浪费。

1.3 数据分析与决策支持：数据采集和处理为工程师和科学家们提供了大量的数据，可以通过数据分析和建模来洞察问题，并做出合理的决策。

这有助于提高产品质量、优化工艺流程，并推动科学研究和技术创新。

二、数据采集的方法在电子工程中，有多种方法可以进行数据采集。

下面是几种常见的数据采集方法：2.1 传感器采集：传感器是数据采集的常用工具，可以测量和记录各种物理量，如温度、湿度、压力等。

传感器可以直接连接到设备或系统，并将数据传输到采集设备进行处理和存储。

2.2 信号处理采集：有些数据无法直接测量，需要通过信号处理来采集。

例如，通过模数转换器（ADC）将模拟信号转换为数字信号，然后进行处理和存储。

2.3 无线通信采集：随着无线通信技术的发展，无线传感器网络（WSN）的应用越来越广泛。

无线传感器可以将采集到的数据通过无线信号传输到中央采集器，从而实现远程数据采集。

三、数据处理的技术和应用数据采集只是第一步，数据处理才是关键。

以下是一些常见的数据处理技术和应用：3.1 数据清洗与校正：由于各种原因，采集到的数据可能包含噪声或错误。

电路中的数据采集与处理技术一、概述电路中的数据采集与处理技术在科技领域中具有重要的应用价值。

随着科技的不断发展和进步，各类电子设备都需要采集和处理数据，以便于进行各类分析和控制。

本文将介绍电路中的数据采集与处理技术的原理及应用。

二、数据采集技术1.模拟信号采集模拟信号采集是指将模拟信号转换为数字信号的过程。

常用的模拟信号采集技术包括采样和量化两个步骤。

采样是指按照一定频率对模拟信号进行取样，将连续的模拟信号转换为离散的样点；量化是指将取样后的数据转换为一定精度的数字信号。

模拟信号采集技术主要应用于传感器数据的采集、音频信号处理等领域。

2.数字信号采集数字信号采集是指直接采集已经被模数转换器（ADC）转换为数字信号的信号源。

数字信号采集的主要特点是信号在整个采集过程中一直保持为数字信号，无需经过模拟信号的转换。

数字信号采集技术广泛应用于通信系统、图像处理等领域。

三、数据处理技术1.滤波器滤波器是数据处理中常用的技术之一，其目的是去除信号中的噪声或不需要的频段，并保留主要的信息。

常见的滤波器包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等。

滤波器的设计和选择要根据具体需求和信号特性进行。

2.信号调理信号调理是指对数据进行预处理，以减小采集误差和增强数据质量。

常见的信号调理技术包括放大、去偏、增益控制等。

信号调理的目的是保证采集到的数据准确可靠，为后续的分析和处理提供可靠的基础。

3.数据压缩和编码数据压缩和编码是在数据存储和传输中常用的技术。

通过压缩和编码，可以减小数据的存储空间和传输带宽，提高效率。

常见的数据压缩和编码算法包括哈夫曼编码、等比例编码等。

四、应用案例1.物联网领域在物联网领域中，大量传感器需要采集环境数据，如温度、湿度、光照等。

数据采集与处理技术能够帮助物联网设备将传感器采集的数据经过处理后进行分析和控制，实现自动化和智能化。

2.医疗仪器在医疗仪器中，数据采集与处理技术能够帮助医生获取患者的生理参数、病情信息等数据，为医生提供可靠的数据支持，辅助医疗诊断和治疗。

PLC实验指导书目录实验一基本指令实验 (3)实验二常用功能指令实验 (8)实验三交通灯控制实验 (16)实验四刀库捷径选择控制实验 (18)实验五液体混合装置自动控制实验 (22)实验六四级传送带控制实验 (25)实验七步进电机控制实验 (27)实验八邮件分拣控制实验 (29)附录 (33)实验一基本指令实验一、实验目的1．熟悉PLC实验装置。

2．练习手持编程器的使用3．熟悉系统操作。

4．掌握与、或、非逻辑功能的编程方法。

5．掌握定时器指令的使用。

6．掌握计数器的使用。

7．掌握计数器/定时器内部时基脉冲的参数设置。

二、实验内容1．熟悉三菱GX-Developer 编程软件的使用方法，请详细阅读本书附录的全部内容。

2．编制梯形图并写出程序，通过程序判断Y1、Y2、Y3、Y4的输出状态，然后再输入并运行程序加以验证。

3．熟悉时间继电器典型电路的工作原理，在理论上分析运行结果，预先写出程序的调试步骤。

三、实验原理1．线圈驱动指令LD、LDI、OUTLD：取指令。

表示一个与输入母线相连的常开接点指令，即常开接点逻辑运算起始。

LDI：取反指令。

表示一个与输入母线相连的常闭接点指令，即常闭接点逻辑运算起始。

OUT：线圈驱动指令，也叫输出指令。

LD、LDI两条指令的目标元件是X、Y、M、S、T、C，用于将接点接到母线上。

也可以与ANB指令、ORB指令配合使用，在分支起点也可使用。

OUT是驱动线圈的输出指令，它的目标元件是Y、M、S、T、C。

对输入继电器X不能使用。

OUT指令可以连续使用多次。

LD、LDI是一个程序步指令，这里的一个程序步即是一个字。

OUT是多程序步指令，要视目标元件而定。

OUT指令的目标元件是定时器T和计数器C时，必须设置常数K。

2．接点串联指令AND、ANIAND，与指令。

用于单个常开接点的串联。

ANI，与非指令。

用于单个常闭接点的串联。

AND与ANI都是一个程序步指令，它们串联接点的个数没有限制，也就是说这两条指令可以多次重复使用。

电⼦科⼤⽹络安全实验2Wireshark抓包分析实验完整分析实验2 Wireshark抓包分析实验⼀、实验原理TCP三次握⼿准则介绍TCP是因特⽹中的传输层协议，使⽤三次握⼿协议建⽴连接。

当主动⽅发出SYN连接请求后，等待对⽅回答SYN，ACK。

这种建⽴连接的⽅法可以防⽌产⽣错误的连接，TCP使⽤的流量控制协议是可变⼤⼩的滑动窗⼝协议。

第⼀次握⼿：建⽴连接时，客户端发送SYN包(SEQ=x)到服务器，并进⼊SYN_SEND状态，等待服务器确认。

第⼆次握⼿：服务器收到SYN包，必须确认客户的SYN(ACK=x+1),同时⾃⼰也送⼀个SYN包(SEQ=y),即SYN+ACK包，此时服务器进⼊SYN_RECV状态。

第三次握⼿：客户端收到服务器的SYN+ACK包，向服务器发送确认包ACK(ACK=y+1),此包发送完毕，客户端和服务器进⼊Established状态，完成三次握⼿。

HTTP协议介绍HTTP协议⽤于在Internet上发送和接收消息。

HTTP协议是⼀种请求-应答式的协议 ——客户端发送⼀个请求，服务器返回该请求的应答，所有的请求与应答都是HTTP包。

HTTP协议使⽤可靠的TCP 连接，默认端⼝是80。

HTTP的第⼀个版本是HTTP/0.9，后来发展到了HTTP/1.0，现在最新的版本是HTTP/1.1。

HTTP/1.1由RFC 2616 定义。

⼆、实验⽬的1、了解并会初步使⽤Wireshark，能在所⽤电脑上进⾏抓包。

2、了解IP数据包格式，能应⽤该软件分析数据包格式。

3、了解HTTP请求中的三次握⼿准则，并能利⽤该软件对该过程进⾏简要分析。

三、实验内容（1）安装wireshark软件，并使⽤该软件捕获HTTP请求中的报⽂，分析该过程中TCP建⽴连接的握⼿过程以及报头各字段的含义，记录实验结果和数据。

（2）尝试利⽤wireshark软件捕获Ping请求中的报⽂，并分析报⽂中各字段的含义，记录实验结果和数据。

实验二数据采集与处理一、实验内容（1）数字化操作（2）投影与坐标系设置二、实验目的（1）通过实践，掌握采集数据的主要过程。

（2）通过操作，掌握ArcView的Shape文件格式如何通过其自身的实用工具创建，以及投影、坐标等设置。

三、实验指导（一）构建数据库实验内容：利用ArcView构建GIS数据库。

实验目的：通过实验，进一步了解GIS与一般数据库和图形软件的区别和联系。

实验数据：①使用现有的数据（包括电子数据和非电子数据），②创建新的数据（可以由卫星影像、GPS数据或纸质地图创建新的GIS数据）实验过程：构建数据库的步骤如下。

（1）ArcView GIS建库①打开ArcView GIS软件，选择“View（视图）│New Theme(新专题)”命令，弹出“New Themw（新专题）”对话框，对专题特征“点、线和面”进行选择。

如在图2.1中，选择“point （点）”为特征创建专题，单击OK（确认）按钮。

保存“Shape格式”的文件名（File Name）后，就可利用工具栏中的“Draw Point（画点）”作图（如图2.2所示），在图2.2中的点与属性表信息通过ID关联。

若需要记录更多有关“点”的属性信息，可通过添加表格字段完成。

②选择菜单中“Edit(编辑)│Add Filed (加字段)”命令，进入“Field Definition（字段定义）”对话框（如图2.3所示），字段定义通常包括数据宽度、类型、小数位数。

宽度指为每一字段预留的位数，应满足数据中最大的或最长的字符串，符号与小数点所占位数也应包括在内。

数据类型必须是GIS软件包所允许的类型，可以是数值型或字符型。

小数的位数是实数数据类型定义的一部分。

图2.1 选择特征创建专题图2.2 点与属性表关联示意图2.3 Field Definition（字段定义）对话框提示1：属性数据输入主要有键盘输入或从其他数据库系统导入属性数据（多数GIS软件包可以从数据库服务器，如Oracle/Access/Sybase/Informix导入dBASE和ASCⅡ文件）。

“数据采集与处理”（030303）课程教学大纲32学时 2学分一、课程的性质、目的及任务数据采集（Data acquisition）是信息科学的一个重要分支，是以传感器、信号的测量与处理、微型计算机等先进技术为基础而形成的一门综合应用技术，其实用型很强。

作为获取信息的工具，数据采集在国民经济的各个领域，如核电、石化、冶金、航空航天、机械制造等方面有着非常重要的地位。

人们可以通过对信号的测量（数据获取）、处理、控制及管理，实现对生产过程的测、控、管自动化与一体化。

因此，本课程是自动控制、测试、仪器仪表、机械设计与自动化等专业的学生必须学习的一门专业课程。

数据采集不仅涉及到采样基本理论的应用，还涉及各种芯片的使用、数据采集系统的组成、系统的抗干扰、程序的编制调试等工程应用问题。

因此，本课程教学必须坚持理论联系实际的原则，在讲授采样基本原理的基础上，着重讲授数据采集在工程上应用的知识，以进一步培养和提高学生运用本课程讲授的知识解决实际问题的能力；要使用启发式教学，以精讲为主，辅以适当的课程实习，加强学生学习的主动性、自觉性。

二、本课程的基本要求1．连续信号的采样问题、采样定理的定义、采样定理的实际应用、频率混淆原因及解决措施。

2．了解模/数和数/模的转换过程、典型模/数和数/模转换器的工作原理；量化过程、误差、编码。

3．了解数据采集系统的组成、系统的抗干扰措施。

4．了解典型A/D、D/A和双8225接口板的使用。

5．了解模拟量采集程序和数字量采集程序的编程方法。

三．主要内容第1章绪论数据采集的意义和任务、数据采集系统的基本功能、数据采集系统的结构形式、数据处理的类型和任务。

第2章模拟信号的数字化处理采样过程、采样定理、频率混淆及其消除的措施、模拟信号的采样控制方式、量化与量化误差、编码。

第3章模拟多路开关多路开关的工作原理及主要技术指标、多路开关集成芯片、多路开关的电路特性、多路开关的配置。

第4章测量放大器测量放大器的电路原理、主要技术指标、测量放大器集成芯片、测量放大器的使用。

Jintian 电子科技大学实验报告学生姓名: 学号：指导教师：实验地点：实验时间：一、实验室名称：测控技术实验室二、实验项目名称：基于AD9481的高速数据采集系统实验三、实验学时：3四、实验目的1．了解数据采集的基本结构原理，包括模信号调理电路、模数转换电路、数据缓冲与存储电路、数据处理与显示、通信接口等；2．学习基本的数据采集平台搭建、熟悉测试实验平台的操作；3．学习触发通道基本原理，加深对数据采集系统中触发功能的理解。

4．理解信号调理电路的工作原理，包括衰减电路、放大电路、偏移调节电路。

五、实验任务1．在测控技术及嵌入式系统平台上，按照信号链路，学习了解实验系统各个模块的功能，包括模拟信号调理模块，ADC采集模块、处理及显示模块、电源模块、数字万用表模块等。

2．搭建电路模块并确认采集平台正常工作，实现波形的正确采集及显示。

3．信号调理功能实验，掌握模拟通道对信号衰减、放大作用的原理；设置信号源发出频率、幅度固定的交流电压信号，并输入到模拟通道，分别调节采集系统的幅度档位，观察并记录测量结果表。

六、实验设备1．任意波信号源DG4162 或高频信号源EE14622．测控技术及嵌入式实验平台PG1000。

七、实验内容1．信号调理通道无源衰减/放大实验信号调理通道幅度档位（垂直灵敏度）分为两类：衰减档/放大档,在衰减档模式下（对应垂直灵敏度500mV/div ～5V/div），首先是对信号做20倍的衰减，然后再送入后级电路。

对于相同幅度的信号，由于衰减档位进行了较大衰减，送至ADC后信号幅度小于放大档位时候对应的幅度，在显示屏中可以明显看到。

输入3Vpp，10KHz的方波（或正弦波）信号，在不同幅度档位下，观察显示的波形幅度（格数），显示的波形格数代表了输入到ADC的信号大小（显示格数与ADC量化成正比关系），并完成下表。

表1 信号调理通道功能实验记录表2．压控可变增益放大器实验由于垂直灵敏度档位较多，不同档位对应不同的增益，这里就需要可变增益放大器来调节实现，这里采用了压控增益放大器AD8337来实现。