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智能仪器大作业课程名称：数据采集与智能仪器姓名：学号：班级：《数据采集与智能仪器》课程考核（大作业）武汉理工大学信息学院参考书赵茂泰《智能仪器原理及应用》（第三版）电子工业出版社程德福《智能仪器》（第二版）机械工业出版社第1章概述本章要求掌握的内容：智能仪器分类、基本结构及特点、智能仪器设计的要点考试题（10分）1 智能仪器设计时采用CPLD/FPGA有哪些优点？第2章数据采集技术本章要求掌握的内容：数据采集系统的组成结构、模拟信号调理、A/D转换技术、高速数据采集与传输、D/A转换技术、数据采集系统设计考试题（30分）1 设计一个MCS-51单片机控制的程控增益放大器的接口电路。
已知输入信号小于10mv,要求当输入信号小于1mv时，增益为1000，而输入信号每增加1mv 时，其增益自动减少一倍，直到100mv为止。
（15分）评分标准：正确设计硬件电路图（5分）；正确编写控制程序（5分）；完成仿真调试，实现基本功能（5分）；2 运用双口RAM或FIFO存储器对教材中图2-22所示的高速数据采集系统进行改造，画出采集系统电路原理图，简述其工作过程。
（15分）评分标准：正确设计硬件电路图（10分）；正确描述工作过程（5分）；第3章人机接口本章要求掌握的内容：键盘；LED、LCD、触摸屏考试题（30分）1 设计8031单片机与液晶显示模块LCM-512-01A的接口电路，画出接口电路图并编写上下滚动显示XXGCXY(6个大写英文字母)的控制程序（包含程序流程图）。
评分标准：正确设计硬件电路图（10分）；正确画出程序流程图（5分）；正确编写控制程序（5分）；完成仿真调试（10分）第4章数据通信本章要求掌握的内容：RS232C、RS485串行总线，USB通用串行总线，PTR2000无线数据传输考试题（30分）1 设计PC机与MCS-51单片机的RS232C数据通信接口电路（单片机端含8位LED显示），编写从PC机键盘输入数字，在单片机的6位LED上左右滚动显示的通信与显示程序。
数据采集系统抗干扰技术摘要:本文主要从单片机的数据采集系统出发,从理论方面阐述了硬件和软件两方面所采取的抗干扰措施来提高系统的可靠性。
关键词:数据采集系统抗干扰技术单片机控制的数据采集系统不仅要求有完善的记忆、存贮、识别和控制功能,如CPU、存储器、数字I/O输入和输出、串行接口、计数定时和实时操作系统,还要求对信号的处理、滤波、A/D和D/A变换器、驱动执行机构等,成为一个完整协调有特殊功能的工作系统。
然而在整个系统中,因其受到多方面的干扰,影响了系统的可靠性,为了保证系统在各种复杂的环境中长时间、安全、稳定的运行,必须解决好其一直存在的一个常见关键而又难以解决的问题———抗干扰问题。
在单片机控制系统中,干扰源主要来自来自两个方面:一是来自系统内部元器件在工作时产生的干扰,干扰信号通过地址线、电源线、信号线、分布电容和电感等传输,影响系统工作状态;二是来自系统外部其他电气设备产生的干扰,通过传导和辐射等途径影响微机控制系统和应用系统的正常工作。
为使单片机控制系统正常工作,在硬件和软件两方面均可采取一定抗干扰措施来提高系统的可靠性。
一、硬件抗干扰措施硬件抗技术适合于消除频率较高信号中的干扰,主要是抵抗空间辐射干扰,输入/输出通道干扰及供电系统的干扰。
1.硬件看门狗技术使用硬件看门狗的主要目的是防止程序执行受到干扰,不能按正常流程执行的一种监视芯片。
所谓“看门狗”就是一个定时器,定时时间到,它就输出一个信号,使单片机复位。
所谓“谓狗”就是把定时器的计数值清除。
只要按时喂狗,定时器就不会到达定时时间,单片机就不会复位。
如果程序“跑飞”,或者进入死循环,不能按时喂狗,就会复位,使单片机重新开始工作。
2.屏蔽技术屏蔽技术是利用金属材料对电磁波具有较好的吸收和反射能力来进行抗干扰的。
屏蔽一般分为3种:静电屏蔽、磁屏蔽和电磁屏蔽。
可以根据系统屏蔽的要求选用好的金属材料制成设备外壳,从根本上屏蔽外部的干扰信号。
课程名称：数据采集与智能仪器姓名：学号：班级：《数据采集与智能仪器》课程考核（大作业）武汉理工大学信息学院参考书赵茂泰《智能仪器原理及应用》（第三版）电子工业出版社程德福《智能仪器》（第二版）机械工业出版社第1章概述本章要求掌握的内容：智能仪器分类、基本结构及特点、智能仪器设计的要点考试题（10分）1 智能仪器设计时采用CPLD/FPGA有哪些优点？第2章数据采集技术本章要求掌握的内容：数据采集系统的组成结构、模拟信号调理、A/D转换技术、高速数据采集与传输、D/A转换技术、数据采集系统设计考试题（30分）1 设计一个MCS-51单片机控制的程控增益放大器的接口电路。
已知输入信号小于10mv,要求当输入信号小于1mv时，增益为1000，而输入信号每增加1mv时，其增益自动减少一倍，直到100mv为止。
（15分）评分标准：正确设计硬件电路图（5分）；正确编写控制程序（5分）；完成仿真调试，实现基本功能（5分）；2 运用双口RAM或FIFO存储器对教材中图2-22所示的高速数据采集系统进行改造，画出采集系统电路原理图，简述其工作过程。
（15分）评分标准：正确设计硬件电路图（10分）；正确描述工作过程（5分）；第3章人机接口本章要求掌握的内容：键盘；LED、LCD、触摸屏考试题（30分）1 设计8031单片机与液晶显示模块LCM-512-01A的接口电路，画出接口电路图并编写上下滚动显示XXGCXY(6个大写英文字母)的控制程序（包含程序流程图）。
评分标准：正确设计硬件电路图（10分）；正确画出程序流程图（5分）；正确编写控制程序（5分）；完成仿真调试（10分）第4章数据通信本章要求掌握的内容：RS232C、RS485串行总线，USB通用串行总线，PTR2000无线数据传输考试题（30分）1 设计PC机与MCS-51单片机的RS232C数据通信接口电路（单片机端含8位LED 显示），编写从PC机键盘输入数字，在单片机的6位LED上左右滚动显示的通信与显示程序。
一、实验目的1. 了解智能仪器的原理和功能。
2. 掌握智能仪器的操作方法和使用技巧。
3. 学会使用智能仪器进行实验数据的采集和处理。
4. 提高实验技能和创新能力。
二、实验原理智能仪器是一种集传感器、微处理器、执行器和通信接口于一体的智能化设备。
它能够自动检测、测量、处理和传输信息，实现对各种物理量、化学量、生物量等参数的实时监测和智能控制。
本实验主要介绍智能仪器的原理、操作方法和应用。
三、实验仪器与设备1. 智能仪器：温度传感器、湿度传感器、光照传感器、声波传感器等。
2. 信号采集与处理系统：数据采集卡、计算机等。
3. 电源：直流稳压电源。
4. 其他辅助设备：导线、连接器、实验台等。
四、实验步骤1. 实验准备（1）将智能仪器按照实验要求连接到信号采集与处理系统。
（2）检查电源电压，确保仪器正常工作。
（3）熟悉实验仪器的操作方法和注意事项。
2. 实验操作（1）打开信号采集与处理系统，设置采样频率、采样点数等参数。
（2）启动智能仪器，开始采集实验数据。
（3）观察实验数据的变化，分析实验现象。
（4）根据实验需求，调整智能仪器的参数，进行多次实验。
3. 数据处理（1）将采集到的实验数据导入计算机，进行初步分析。
（2）使用统计软件对实验数据进行处理，求取平均值、方差等统计量。
（3）绘制实验数据的图表，分析实验结果。
4. 实验总结（1）对实验过程进行总结，记录实验数据。
（2）分析实验结果，得出结论。
（3）提出改进意见，为后续实验提供参考。
五、实验结果与分析1. 实验结果（1）通过实验，我们成功采集了温度、湿度、光照和声波等实验数据。
（2）实验数据经过处理，得到了相应的统计量。
（3）绘制了实验数据的图表，直观地展示了实验结果。
2. 实验分析（1）温度、湿度、光照和声波等参数的变化对实验结果有一定影响。
（2）通过调整智能仪器的参数，可以实现对实验数据的精确采集。
（3）实验数据表明，智能仪器在实验过程中具有较好的稳定性和可靠性。
《数据采集》作业设计方案（第一课时）一、作业目标本次作业旨在帮助学生掌握数据采集的基本概念和方法，了解数据采集在信息技术中的应用，并掌握使用数据采集工具的基本操作技能。
二、作业内容1. 任务一：数据采集工具使用练习要求学生在规定时间内，使用指定的数据采集工具（如传感器、数据采集器等）进行一次实际的数据采集操作。
任务内容应包括工具的连接、参数设置、数据采集、保存等步骤。
学生需记录实际采集的数据，并进行分析和讨论。
2. 任务二：模拟数据采集学生需根据给定的模拟场景（如环境温度、湿度、压力等参数的测量），设计并完成一次数据采集任务。
任务应包括数据采集工具的选择、参数设置、实验操作、数据记录等步骤。
学生需使用计算机软件或其他工具记录并分析所采集的数据。
3. 任务三：讨论与分享学生以小组为单位，进行讨论和分享，交流各自在数据采集过程中的经验和问题，探讨数据采集在现实生活中的应用场景，以及如何更好地利用数据采集工具提高工作效率。
三、作业要求1. 独立完成：学生需独立完成各项任务，不能抄袭或依赖他人。
2. 记录与分析：学生需记录实际采集的数据，并对数据进行初步的分析和讨论。
3. 时间限制：学生需在规定时间内完成各项任务，确保作业质量。
4. 提交作业：学生需将作业成果（包括数据记录和分析、讨论分享等）以电子版形式提交。
四、作业评价1. 评价标准：评价内容包括任务完成情况、数据分析能力、讨论分享质量等方面。
2. 评价方式：教师根据学生提交的作业成果进行评分，同时听取小组代表的分享，与学生互动交流，了解他们在作业过程中的问题和困难。
3. 评价反馈：对学生在作业中存在的问题和不足进行反馈和指导，帮助他们更好地掌握数据采集的方法和技能。
4. 鼓励创新：鼓励学生在作业中积极尝试新的方法和技术，发挥自己的创造力和想象力。
五、作业反馈在完成本次作业后，学生将收到教师给予的反馈和建议，这些反馈和建议将帮助他们更好地掌握数据采集的方法和技能，同时也为他们未来的学习和工作提供参考。
学院名称：班 级：姓 名：学 号：指导教师：2011年4月26日JIANGSU TEACHERS UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 数据采集与处理技术数据采集电路原理D/A转换器与微机的接口D/A转换器和微机接口时的关键问题主要有6个。
① D/A转换器输出和CPU的接口方式，主要有2种连接方式：一种是D/A芯片输出端直接和系统总线相连；另一种是D/A芯片输出端通过接口电路和总线相连。
② D/A转换器的分辨率和微机数据总线的位数匹配：当10位以上的D/A转换器和8位数据总线连接时，由于数据要按字节分时读出，因此从8位数据线上需分2次来读取转换的数据。
设计接口时，数据寄存器要增加读写控制逻辑。
③ D/A转换的时间和CPU的时间配合问题：要注意D/A转换的启动方式，通常启动信号分为电平控制启动和脉冲启动两种。
其中又有不同的极性要求。
还要注意转换后信号的处理。
④D/A的控制和状态信号。
因为D/A转换器的控制和状态信号的类型与特征对接口有很大影响，在设计时必须要注意分析控制和状态信号的使用条件。
⑤输入模拟电压的连接，特别是多路模拟电压的切换控制。
⑥接地问题，为了减轻数字信号脉冲对模拟信号的干扰，数字地和模拟地要正确连接。
A转换器的输出形式有电流型和电压型，输出极性可以是单极性，也可以是双极性。
对于电流输出型DAC，一般要外接集成运放，以将输出电流转换成输出电压，同时还可以提高负载能力。
在实际应用中，一般选用电流输出型DAC 来实现电压输出。
DAC的性能指标很多，主要有以下几个。
①分辨率：是指D＼C能分辨的最小输出模拟增量，取决于输人数字量的二进制位数。
分辨率通常用数字量的位数表示，一般为8位、12位、16位等。
一个n位的DAC所能分辨的最小电压增量定义为满量程值的2-n倍。
例如，满量程为10V的8位DAC芯片的分辨率为10V×2-8＝39mV。
一个同样量程的16位DAC的分辨率高达lOV×2-16＝153μV.②转换精度：转换精度和分辨率是两个不同的概念。
实习时间：2023年6月1日 - 2023年6月15日实习地点：XX科技有限公司实习目的：通过本次实习，旨在加深对智能仪器原理、结构、应用和维修等方面的理解，提高动手实践能力，为今后的学习和工作打下坚实的基础。
实习内容：在实习期间，我主要参与了以下工作：1. 智能仪器原理学习：在导师的指导下，学习了智能仪器的定义、分类、工作原理以及常见的智能仪器类型，如智能传感器、智能分析仪、智能控制器等。
2. 仪器操作与维护：在实验室的指导下，我亲自操作了多种智能仪器，如光电传感器、热敏电阻、智能温度控制器等，掌握了仪器的操作流程和日常维护方法。
3. 数据采集与分析：通过实际操作智能仪器，采集了大量的实验数据，并利用相关软件对数据进行了处理和分析，了解了数据采集与分析在科学研究中的重要性。
4. 故障排除与维修：在导师的带领下，学习了智能仪器的常见故障及其排除方法，并亲自参与了仪器的维修工作，提高了自己的动手能力和问题解决能力。
实习收获：1. 理论知识的深化：通过本次实习，我对智能仪器的理论知识有了更深入的理解，为今后的学习打下了坚实的基础。
2. 实践能力的提升：在实习过程中，我学会了如何操作智能仪器，如何采集和处理数据，如何排除故障，提高了自己的实践能力。
3. 团队合作精神的培养：在实习过程中，我与同学们互相帮助、共同进步，培养了良好的团队合作精神。
4. 职业素养的提升：通过实习，我了解了企业的工作环境和职业要求，提高了自己的职业素养。
实习总结：本次实习让我受益匪浅，不仅学到了专业知识，还提高了自己的实践能力和职业素养。
在今后的学习和工作中，我将继续努力，不断提高自己，为我国智能仪器事业的发展贡献自己的力量。
实习单位评价：实习期间，该同学表现积极，认真负责，能够迅速适应工作环境，具备较强的学习能力和实践能力。
希望该同学在今后的学习和工作中继续努力，取得更好的成绩。
导师评价：该同学在实习期间表现优秀，学习态度认真，动手能力强，能够迅速掌握新知识。
人工智能综合实践大作业要求智能系统建模与仿真综合实践课程是一项综合性的课程设计，要求同学们将所学的知识运用到实际项目中，完成一个完整的综合项目。
具体要求如下：1.选题：选择一个实际应用场景，确定项目的功能需求和技术实现方案。
2.数据采集和数据预处理：对项目所需要的数据进行采集（比如爬虫）、清洗等处理等工作，可以使用之前课程中学习的pandas等相关技术。
3.技术实现：如果是一个可视化项目，需要使用Matplotlib、echarts等相关技术实现。
如果是一个算法模型，根据需求分析设计，选择合适的模型和算法，进行训练和优化。
（可以选择深度学习、机器学习等进行训练）4.模型应用和优化：将训练好的模型应用到实际场景中，对结果进行评估和优化。
（这里推荐使用Flask部署，或者GUI部署）5.项目演示：对项目进行演示，展示项目的功能和特点，并进行现场答辩。
6.项目总结：对项目的完成过程进行总结，包括遇到的问题和解决方案、项目的优缺点等。
在完成大作业时，需要注意以下几点：1.选题要具有实际应用价值，能够解决实际问题。
2.数据采集和预处理要充分考虑数据的质量和可用性，保证模型的训练和应用效果。
3.模型应用和优化要考虑实际场景中的各种因素，保证模型的实际效果。
4.项目演示要生动、形象、详细，能够展示项目的特点和优势。
6.项目总结要客观、全面、深入，能够对项目的完成过程进行全面的反思和总结。
题目范围：爬虫+可视化分析（可视化分析不能少于8个）数据预处理 + 机器学习算法 + 模型应用部署自然语言处理 + 应用部署计算机视觉（图像分类、目标检测、语义识别等等）+ 应用部署其他智能化相关的一些项目（比如推荐系统等等）。
《数据采集》作业设计方案（第一课时）一、作业目标本次作业旨在帮助学生掌握数据采集的基本概念和工具，培养他们正确使用传感器和采集设备的能力，为后续的数据分析和处理打下基础。
二、作业内容1. 任务一：使用传感器采集温度数据学生需要选择合适的温度传感器，将其连接到计算机上，并使用相应的软件采集温度数据。
要求记录至少5组温度数据，并分析它们的波动情况。
2. 任务二：采集视频中的运动轨迹数据学生需要选择一款合适的摄像头，将其安装在指定位置，并采集一段视频。
通过分析视频中物体运动轨迹的数据，学生需要理解数据采集过程中的关键步骤和注意事项。
3. 任务三：讨论数据采集的常见问题学生需要讨论和总结在数据采集过程中遇到的问题和困难，如传感器选择、设备连接、数据传输等方面的问题，并寻求解决方案。
三、作业要求1. 按时完成作业，确保数据的准确性和完整性；2. 参考教材和网络资源，深入理解数据采集的基本概念和工具；3. 做好数据记录和分析，为后续的数据处理和分析做好准备；4. 讨论和总结在数据采集过程中遇到的问题和困难，并提出解决方案；5. 作业提交形式可为报告或视频等多媒体形式。
四、作业评价1. 评价标准：根据学生的作业完成情况、数据记录和分析的质量、问题讨论的深度等方面进行评价；2. 分值分配：作业完成质量（40%）、数据记录和分析（30%）、问题讨论（20%）、创新性（10%）。
五、作业反馈教师将在课后对学生的作业进行反馈，包括对作业完成质量的评价、建议和指导等。
学生可以通过电子邮件或课堂等方式获得反馈，并根据反馈进行修改和完善。
在《数据采集》课程中，作业是巩固和深化课堂知识的重要手段。
通过这三个任务的布置，旨在帮助学生掌握数据采集的基本知识和技能，同时培养他们的实践能力和问题解决能力。
此外，作业也是教师了解学生学习情况、调整教学策略的重要依据。
因此，教师需要精心设计作业，确保其具有针对性和有效性。
作业设计方案（第二课时）一、作业目标本次作业旨在加深学生对数据采集设备及软件的认识，提高他们使用这些工具进行数据采集的能力。
学号：数据采集与智能仪器大作业题目数据采集与智能仪器学院信息工程学院专业电子信息工程班级姓名指导教师2016 年 6 月14 日目录大作业题目要求 (1)1.第一章概述 ............................................................................ 错误！未定义书签。
1.1题目一 ............................................................................ 错误！未定义书签。
2.第二章数据采集技术 (3)2.1 题目二 (3)2.1.1硬件电路图 (4)2.1.2控制程序 (4)2.1.3仿真调试 (11)2.1.4结果分析 (13)2.2 题目三 (13)2.2.1硬件电路图 (13)2.2.2工作过程 (13)3.第三章人机接口 (14)3.1题目四 (14)3.1.1硬件电路图 (14)3.1.2程序流程图 (15)3.1.3控制程序 (16)3.1.4仿真调试 (19)4.第四章数据通信 (20)4.1题目五 (20)4.1.1硬件电路图 (20)4.1.2程序流程图 (21)4.1.3单片机通信程序 (22)4.1.4实物展示一 (24)4.1.5实物展示二 (25)心得体会 (26)《数据采集与智能仪器》大作业题目要求武汉理工大学信息学院参考书赵茂泰《智能仪器原理及应用》（第三版）电子工业出版社程德福《智能仪器》（第二版）机械工业出版社第1章概述本章要求掌握的内容：智能仪器分类、基本结构及特点、智能仪器设计的要点考试题（10分）1 智能仪器设计时采用CPLD/FPGA有哪些优点？第2章数据采集技术本章要求掌握的内容：数据采集系统的组成结构、模拟信号调理、A/D转换技术、高速数据采集与传输、D/A转换技术、数据采集系统设计考试题（30分）1 设计一个MCS-51单片机控制的程控增益放大器的接口电路。
《数据采集》作业设计方案（第一课时）一、作业目标本作业旨在帮助学生掌握数据采集的基本概念和方法，了解数据采集在信息技术中的应用，培养学生的数据采集技能和信息素养。
二、作业内容1. 任务一：设计数据采集表格学生需要设计一个简单的数据采集表格，用于记录某项事物的数量或状态。
表格应包括至少四个字段，如“事物名称”、“数量”、“状态”等。
学生需要选择实际生活中的实例进行设计，并在规定时间内提交作业。
2. 任务二：实际数据采集学生需要在实际生活中选择一项事物，利用所学的数据采集方法进行数据采集。
例如，可以采集超市货架上某类商品的数量、校园内某一时段人流量的数据等。
学生需要记录采集过程，并填写所设计的表格。
3. 任务三：数据分析学生需要对采集到的数据进行简单的分析，如统计各类事物的数量、分析数据的变化趋势等。
学生需要使用所学信息技术知识，如Excel等工具进行数据分析。
三、作业要求1. 作业提交：学生需将任务一和任务二的设计表格及分析报告通过电子邮件或作业平台提交给教师。
2. 作业完成时间：作业总时间为一周，学生需在规定时间内完成所有任务并提交作业。
3. 团队合作：鼓励小组合作完成任务，学生可根据实际情况自行分组，但需确保每个小组都有明确的分工和合作。
4. 作业质量：要求作业内容真实、准确、完整，能够反映学生实际操作能力和数据分析能力。
四、作业评价1. 作业评分标准：根据学生提交的作业质量、任务完成情况、数据分析结果等方面进行评价，成绩分为优秀、良好、及格三个等级。
2. 作业反馈：教师对学生作业中存在的问题和不足进行反馈，并提供改进建议，帮助学生提高数据采集技能和信息素养。
五、作业反馈1. 学生反馈：学生需在作业完成后向教师提交反馈意见，包括对作业的评价、建议和收获等，以便教师不断改进和完善作业设计方案。
2. 教师反馈：教师根据学生反馈和作业评价结果，对作业设计方案进行总结和分析，为下一节课的课程内容安排提供参考。
智能化种植设备与数据采集方案第一章智能化种植设备概述 (3)1.1 设备种类与功能 (3)1.1.1 自动灌溉系统 (3)1.1.2 植物生长灯 (3)1.1.3 环境监测系统 (3)1.1.4 自动施肥机 (3)1.1.5 农业无人机 (3)1.2 设备选型原则 (3)1.2.1 符合实际需求 (4)1.2.2 稳定可靠 (4)1.2.3 高性价比 (4)1.2.4 易于操作和维护 (4)1.2.5 具备扩展性 (4)第二章土壤监测系统 (4)2.1 土壤湿度监测 (4)2.2 土壤温度监测 (4)2.3 土壤养分监测 (5)第三章水分管理系统 (5)3.1 自动灌溉系统 (5)3.1.1 灌溉设备选型 (5)3.1.2 灌溉控制系统 (5)3.1.3 传感器与执行器 (5)3.2 水分监测与控制 (6)3.2.1 土壤湿度监测 (6)3.2.2 作物水分需求预测 (6)3.2.3 灌溉控制策略 (6)3.3 灌溉策略优化 (6)3.3.1 数据分析 (6)3.3.2 模型建立 (6)3.3.3 灌溉策略调整 (6)3.3.4 灌溉制度优化 (6)第四章光照调节系统 (7)4.1 光照强度监测 (7)4.2 光照时间控制 (7)4.3 光照质量优化 (7)第五章温湿度控制系统 (8)5.1 温度监测与控制 (8)5.1.1 温度监测 (8)5.1.2 温度控制 (8)5.2 湿度监测与控制 (8)5.2.1 湿度监测 (8)5.3 环境适应性调整 (9)5.3.1 地区适应性 (9)5.3.2 季节适应性 (9)5.3.3 植物适应性 (9)第六章植物生长监测系统 (9)6.1 生长指标监测 (9)6.1.1 植物形态指标监测 (9)6.1.2 植物生理指标监测 (10)6.1.3 土壤环境指标监测 (10)6.2 生长周期管理 (10)6.2.1 播种期管理 (10)6.2.2 生长初期管理 (10)6.2.3 成熟期管理 (10)6.3 病虫害监测与预警 (10)6.3.1 病害监测 (10)6.3.2 虫害监测 (10)6.3.3 预警系统 (11)第七章数据采集与传输 (11)7.1 数据采集设备 (11)7.1.1 感应器 (11)7.1.2 视觉采集设备 (11)7.1.3 无线传感器网络 (11)7.2 数据传输技术 (11)7.2.1 有线传输技术 (11)7.2.2 无线传输技术 (12)7.2.3 移动通信技术 (12)7.3 数据安全与隐私保护 (12)7.3.1 数据加密 (12)7.3.2 认证授权 (12)7.3.3 数据访问控制 (12)7.3.4 数据审计 (12)7.3.5 法律法规遵守 (12)第八章数据处理与分析 (12)8.1 数据清洗与预处理 (12)8.2 数据挖掘与分析 (13)8.3 模型建立与应用 (13)第九章系统集成与优化 (13)9.1 系统集成策略 (13)9.2 系统功能优化 (14)9.3 持续迭代与升级 (15)第十章智能化种植设备应用案例 (15)10.1 典型案例分析 (15)10.1.1 项目背景 (15)10.1.3 应用效果 (16)10.2 应用效果评估 (16)10.2.1 产量评估 (16)10.2.2 资源节约评估 (16)10.2.3 病虫害防治评估 (16)10.3 发展前景与展望 (16)第一章智能化种植设备概述1.1 设备种类与功能科技的不断发展，智能化种植设备在农业领域中的应用日益广泛，其主要种类与功能如下：1.1.1 自动灌溉系统自动灌溉系统是智能化种植设备的重要组成部分，主要包括传感器、控制器、执行器等。
智能穿戴设备，助力数据采集及分析写500字
智能穿戴设备是体现科技发展水平的有效手段，在数据采集及分析技术领域发挥着越来越重要的作用。
智能穿戴设备即个人移动信息服务系统，它按照不同的穿戴方式分类，如可穿戴计算机、可穿戴传感器等，可以在外部环境中实时收集和处理数据。
智能穿戴设备能够分析及监测人体健康数据，从而实现健康的快速诊断，并及时采取措施，以减少不良后果。
此外，智能穿戴设备对于生物识别技术也有极大的帮助，其可以利用人体特征信息、体温、血压和血糖等数据进行生物识别，为安全性认证提供有效支持。
智能穿戴设备可以用于高精度定位追踪，能够通过GPS、蓝牙、Wi-Fi、4G等技术实时追踪和定位，在智能运输、智能出
行等行业常被应用。
同时，智能穿戴设备也能够帮助改善个人行为和生活习惯，可以收集人们生活中的数据，如睡眠深浅、日常运动、饮食等，根据统一的健康生活指南向用户提供实用的健康指导和建议，从而提高健康水平。
智能穿戴设备对于数据采集分析具有重要意义，它可以精确地收集和传输个人、环境因素数据，通过多维度、实时分析和利用，有效解决问题，可以应用到不同的领域，如健康管理、智能安防、智能交通等。
总之，智能穿戴设备是一种体现着科技发展的有效工具，可以大大提高人们在数据采集及分析方面的效率，它对于智能生活和环境的研究及监测有着重要的作用，为实现全球智能化的愿景发挥着巨大作用。
智能仪器平时作业第一次作业：1.画出数据采集系统的几种基本结构形式，并说明其特点和使用场合。
2.一个数据采集系统的采样对象是温室大棚的温度和湿度，要求测量精度分别是±1℃和±3%，每10分钟采集一次数据，假设传感器和放大器占总精度的90%，且已满足要求，应选择何种类型的A/D转换器和通道方案，画出原理框图，并验算A/D转换器的精度是否满足设计要求。
3.假设差动变压器的激励频率为2KHz，用它测量最高变化频率为400Hz的位移信号，要求：设计采集差动变压器输出信号的数据采集系统（画出原理框图），并估算系统的最高采样频率，该采样频率是否能够满足要求？第二次作业：1.键盘有哪几种组成方式？各有何特点？2.智能仪器中常用的LCD显示器有哪几种？对比它们的特点和使用场合，并分别给出至少一种LCD模块型号。
3.试设计两台智能仪器之间利用RS-485串行通信标准进行通信的电路原理图。
（思考题）4.写出复合滤波算法的原理，并说明其滤波作用和使用场合。
5.产生零位误差的原因有哪些？产生增益误差的原因有哪些？简述校正方法。
6.对于P123页表4-1的数据表，若某时刻测的热电偶的输出电压为8.7mv，试用非线性标度变换（即线性插值法）求此时的被测温度值。
第三次作业：1.智能仪器软件的主要功能有哪些。
了解这些功能主要完成什么工作。
（思考题）2.影响智能仪器可靠性的因素有哪些？要提高智能仪器的可靠性，应采取哪些措施？3.干扰有哪几种类型？了解它们产生的原因和防止措施。
4.屏蔽为什么能达到抗干扰的目的？静电屏蔽及电磁屏蔽的原理是什么？为了使它们能达到很好的效果，应采取什么措施？5.假设有一条信号传输线与一条电压为100v、负荷为10kV A的输电线相距1m，并在10m长的一段区间平行架设，试计算此信号线上由于电磁耦合感应产生的干扰电压值。
第四次大作业:在万方数据库或维普数据库中检索与本课程内容高度相关的以单片机为核心构建的智能仪器系统设计文献，并写读书笔记。
《采集数据》作业设计方案（第一课时）一、作业目标本节课的作业旨在帮助学生掌握数据采集的基本概念和方法，培养他们在实际操作中应用信息技术工具采集数据的能力。
通过作业，学生将能够：1. 理解数据采集的含义和重要性；2. 掌握数据采集的基本步骤和方法；3. 熟练使用相关信息技术工具进行数据采集；4. 培养团队协作和沟通能力。
二、作业内容1. 任务一：数据采集模拟实验实验目标：模拟采集天气数据的过程，了解数据采集的基本步骤和方法。
实验步骤：（1）分组进行，每组3-4人；（2）使用智能手机或其他设备，模拟采集当地的天气数据（如温度、湿度、气压等）；（3）记录并整理所采集的数据；（4）每组制作一份数据采集报告，描述实验过程和结果。
2. 任务二：实际数据采集任务实验目标：在实际场景中应用信息技术工具进行数据采集，提高技能。
实验步骤：（1）确定数据采集的主题，如学生成绩、社区活动等；（2）选择合适的信息技术工具（如问卷星、微信小程序等）进行数据采集；（3）组织小组协作，分配任务，完成数据采集；（4）整理并分析所采集的数据，形成报告。
三、作业要求1. 确保每位学生都参与到实验中，积极协作，共同完成任务；2. 实验过程中，注意安全，遵守相关规定；3. 实验完成后，提交数据采集报告，报告应包括实验过程描述、结果分析等内容；4. 实际数据采集任务需在规定时间内完成，报告需客观真实，不得抄袭。
四、作业评价1. 评价标准：根据学生提交的数据采集报告和实际数据采集情况，结合任务完成度、团队协作和沟通能力等因素进行评价；2. 评价方式：教师评价与学生互评相结合。
教师根据作业完成情况给出总体评价，同时邀请其他学生参与评价，以便学生能够从不同角度了解自己的优缺点。
五、作业反馈1. 学生反馈：学生可通过问卷调查等方式向教师反馈作业难度、作业内容是否符合预期等信息；2. 教师反馈：教师根据学生反馈和作业完成情况，对作业设计方案进行调整和优化，以满足学生的学习需求。
仪器仪表在智能制造中的数据采集、分析与应用研究摘要：数控机床安全技术的研究与应用是保障运行过程中人员安全、设备安全和生产环境安全的重要任务。
通过对数控机床的各种安全隐患进行分析和预防，能够减少事故的发生，提高生产效率和质量。
本次的研究和应用主要涉及数据采集、处理和分析、以及数据可视化和呈现，这些都是智能制造技术中不可或缺的环节。
本文主要分析仪器仪表在智能制造中的数据采集、分析与应用研究。
关键词：仪器仪表；智能制造；数据采集；数据分析；应用研究引言随着智能制造技术的快速发展和普及，仪器仪表作为智能制造系统中的重要组成部分，承担着数据采集、分析和应用的关键任务。
仪器仪表通过传感器技术进行实时数据采集，通过数据通信与传输技术将数据传送到数据分析平台，再利用先进的数据分析方法提取有价值的信息。
这些信息可以用于生产过程控制、质量监控、故障诊断与维修等方面，以实现智能化生产管理和优化决策。
1、智能制造技术概述智能制造技术是指将先进的信息技术与现代制造工艺相结合，以实现产品制造、设备操作和生产管理的智能化和自动化。
它涵盖了各个环节和层次的制造过程，包括产品设计、生产计划、物料采购、生产制造、质量控制和供应链管理等。
智能制造技术的核心是通过前沿的信息技术和通信技术，实现工厂内外设备、系统和工序的高度互连和协同。
常见的智能制造技术包括物联网、云计算、大数据分析、人工智能、机器学习、数字化仿真等。
物联网技术是智能制造的基础，它通过传感器、标识技术和通信网络将各种设备、产品和系统连接起来，实现实时监测和数据采集。
云计算技术则提供了强大的计算和存储能力，可以对大规模的生产数据进行集中处理和管理。
大数据分析是智能制造的重要组成部分，它利用先进的数据挖掘和分析算法，从海量的生产数据中提取有价值的信息和知识。
通过对生产数据的分析，可以发现生产过程中存在的问题和优化潜力，以提高生产效率和产品质量。
人工智能和机器学习技术则可以使制造系统具备自主学习和智能决策的能力。
学号：数据采集与智能仪器大作业题目数据采集与智能仪器学院信息工程学院专业电子信息工程班级姓名指导教师2016 年 6 月14 日目录大作业题目要求 (1)1.第一章概述 ............................................................................ 错误！未定义书签。
1.1题目一 ............................................................................ 错误！未定义书签。
2.第二章数据采集技术 (3)2.1 题目二 (3)2.1.1硬件电路图 (4)2.1.2控制程序 (4)2.1.3仿真调试 (11)2.1.4结果分析 (13)2.2 题目三 (13)2.2.1硬件电路图 (13)2.2.2工作过程 (13)3.第三章人机接口 (14)3.1题目四 (14)3.1.1硬件电路图 (14)3.1.2程序流程图 (15)3.1.3控制程序 (16)3.1.4仿真调试 (19)4.第四章数据通信 (20)4.1题目五 (20)4.1.1硬件电路图 (20)4.1.2程序流程图 (21)4.1.3单片机通信程序 (22)4.1.4实物展示一 (24)4.1.5实物展示二 (25)心得体会 (26)《数据采集与智能仪器》大作业题目要求武汉理工大学信息学院参考书赵茂泰《智能仪器原理及应用》（第三版）电子工业出版社程德福《智能仪器》（第二版）机械工业出版社第1章概述本章要求掌握的内容：智能仪器分类、基本结构及特点、智能仪器设计的要点考试题（10分）1 智能仪器设计时采用CPLD/FPGA有哪些优点？第2章数据采集技术本章要求掌握的内容：数据采集系统的组成结构、模拟信号调理、A/D转换技术、高速数据采集与传输、D/A转换技术、数据采集系统设计考试题（30分）1 设计一个MCS-51单片机控制的程控增益放大器的接口电路。
已知输入信号小于10mv,要求当输入信号小于1mv时，增益为1000，而输入信号每增加1mv时，其增益自动减少一倍，直到100mv为止。
（15分）评分标准：正确设计硬件电路图（5分）；正确编写控制程序（5分）；完成仿真调试，实现基本功能（5分）；2 运用双口RAM或FIFO存储器对教材中图2-22所示的高速数据采集系统进行改造，画出采集系统电路原理图，简述其工作过程。
（15分）评分标准：正确设计硬件电路图（10分）；正确描述工作过程（5分）；第3章人机接口本章要求掌握的内容：键盘；LED、LCD、触摸屏考试题（30分）1 设计8031单片机与液晶显示模块LCM-512-01A的接口电路，画出接口电路图并编写上下滚动显示XXGCXY(6个大写英文字母)的控制程序（包含程序流程图）。
评分标准：正确设计硬件电路图（10分）；正确画出程序流程图（5分）；正确编写控制程序（5分）；完成仿真调试（10分）第4章数据通信本章要求掌握的内容：RS232C、RS485串行总线，USB通用串行总线，PTR2000无线数据传输考试题（30分）1 设计PC机与MCS-51单片机的RS232C数据通信接口电路（单片机端含8位LED 显示），编写从PC机键盘输入数字，在单片机的6位LED上左右滚动显示的通信与显示程序。
评分标准：正确设计硬件电路图（5分）；正确画出程序流程图（5分）；正确编写单片机通信程序（5分）；在开发系统上运行，实现基本功能（10分）；制作实物，实现基本功能，效果良好（5分）。
《数据采集与智能仪器》课程大作业第1章概述本章要求掌握的内容：智能仪器分类、基本结构及特点、智能仪器设计的要点1.1 题目一智能仪器设计时采用CPLD/FPGA有哪些优点？答：FPGA/CPLD芯片都是特殊的ASIC芯片，他们除了ASIC的特点之外，还有以下优点：（1）随着VLSI工艺的不断提高，FPGA/CPLD的规模也越来越大，所能实现的功能越来越强可以实现系统集成；（2）FPGA/CPLD的资金投入小，研制开发费用低；（3）FPGA/CPLD可反复的编程、擦除、使用或者在外围电路不动的情况下用不同的EPROM就可实现不同的功能；（4）FPGA/CPLD芯片电路的实际周期短；（5）FPGA/CPLD软件易学易用，可以使设计人员更能集中精力进行电路设计。
FPGA/CPLD适合于正向设计，对知识产权保护有利。
第2章数据采集技术本章要求掌握的内容：数据采集系统的组成结构、模拟信号调理、A/D转换技术、高速数据采集与传输、D/A转换技术、数据采集系统设计2.1 题目二设计一个MCS-51单片机控制的程控增益放大器的接口电路。
已知输入信号小于10mv，要求当输入信号小于1mv时，增益为1000，而输入信号每增加1mv时，其增益自动减少一倍，直到100为止。
2.1.1硬件电路图图2.1 程控增益放大器的硬件电路图2.1.2控制程序#include "reg51.h"#include "intrins.h"#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit cs = P3 ^ 5;sbit intr = P3 ^ 4;sbit wr = P3 ^ 6;sbit rd = P3 ^ 7;sbit a1 = P1 ^ 0;sbit a2 = P1 ^ 1;sbit a3 = P1 ^ 2;sbit a4 = P1 ^ 3;sbit a5 = P1 ^ 4;sbit a6 = P1 ^ 5;uchar d[4];/***************** 延时*******************/ void delayms(uchar n){uchar i, j;for (i = 0; i < n; i++)for (j = 0; j < 110; j++);}/*****************AD转换*******************/ uchar adctrans(){cs = 0;wr = 1;_nop_();wr = 0;_nop_();wr = 1;delayms(1);// 读取转换后的值P2 = 0xff;rd = 1;_nop_();rd = 0;_nop_();d[0] = P2;_nop_();rd = 1;_nop_();wr = 1;_nop_();wr = 0;_nop_();wr = 1;delayms(1);// 读取转换后的值P2 = 0xff;rd = 1;_nop_();rd = 0;_nop_();d[1] = P2;rd = 1;wr = 1;_nop_();wr = 0;_nop_();wr = 1;delayms(1);// 读取转换后的值P2 = 0xff;rd = 1;_nop_();rd = 0;_nop_();d[2] = P2;rd = 1;while (1){if (d[0]<d[1] && d[1]>d[2])return d[1];d[0] = d[1];d[1] = d[2];wr = 1;_nop_();wr = 0;_nop_();wr = 1;delayms(1);// 读取转换后的值P2 = 0xff;rd = 1;_nop_();rd = 0;_nop_();d[2] = P2;rd = 1;}}/*****************主函数*******************/ void main(){uchar a;a4 = 0;a5 = 0;a6 = 0;a = adctrans();while (1){wr = 1;_nop_();wr = 0;_nop_();wr = 1;delayms(1);// 读取转换后的值P2 = 0xff;rd = 1;_nop_();rd = 0;_nop_();d[3] = P2;_nop_();rd = 1;if (d[3]>a)a = d[3];if (a <= 25){a1 = 0;a2 = 0;a3 = 0;}else if (a <= 51) {a1 = 1;a2 = 0;a3 = 0;}else if (a <= 76) {a1 = 0;a2 = 1;a3 = 0;}else if (a <= 102) {a1 = 1;a2 = 1;a3 = 0;}else if (a <= 127) {a1 = 0;a2 = 0;a3 = 1;}else if (a <= 153) {a1 = 1;a2 = 0;a3 = 1;}else if (a <= 178) {a1 = 1;a2 = 0;a3 = 1;a4 = 1;}else if (a <= 204) {a1 = 1;a2 = 0;a3 = 1;a4 = 0;a5 = 1;}else if (a <= 229){a1 = 1;a2 = 0;a3 = 1;a4 = 1;a5 = 1;}else if (a <= 255){a1 = 1;a2 = 0;a3 = 1;a4 = 0;a5 = 0;a6 = 1;}}}2.1.3仿真调试图2.2 输入信号为800uV时的显示图图2.3 输入信号为2mV时的显示图图2.4 输入信号为3.1mV时的显示图图2.5 输入信号为4.1mV是的显示图2.1.4结果分析本次作业的仿真调试结果如图2.2~图2.5所示。
①由图2.2结果表明当输入信号为800uV时（即小于1mV时），其输出信号与输入信号的比值为405mV/400uV=1012.5，结果与题目要求的增益1000近似相等；②由图2.3结果表明当输入信号增加了1mV后，其增益Av=499.5mV/1000uV=499.5，结果近似为500，符合题目要求；③由图2.4的结果表明当输入信号增至3.1mV时，其增益Av=391.5mV/1.5mV=261，结果近似为250，符合题目要求；④由图2.5的结果表明当输入信号增至4.1mV时，其增益Av=256.5mV/2mV=128.25，结果近似为125，符合题目要求。
综上所述，本次作业的设计符合题目要求。
2.2 题目三运用双口RAM或FIFO存储器对教材中图2-22所示的高速数据采集系统进行改造，画出采集系统电路原理图，简述其工作过程。
2.2.1硬件电路图图2.6 运用FIFO存储器改造的采集系统电路原理图2.2.2工作过程IDT7206是IDT公司容量为16K×9的且引脚功能完全兼容的串行FIFO双端口RAM 单向的FIFO双端口存储器。
