多通道数据采集文献综述
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关于多通道同步数据采集的探讨【摘要】随着电子信息技术的不断发展,软硬件设备的不断进步,数据采集系统也有了较大的进步和发展,硬件性能也有了很大的提高,越来越多地应用于各种控制。
它广泛用于测试系统和其他系统。
【关键词】多通道;同步数据;采集单片机具有设备投资相对较低、操作简单等优点,但单片机在数据处理和计算方面存在局限性,因此必须提高采集数据的准确性。
虽然在后面的步骤中为基于A/D的多通道同步采集选择A/D采集卡是有用的,但这种方法并没有提供足够的结构设计灵活性。
随着DSP芯片的诞生,将DSP应用于高速多路同步数据,可以大大提高数据精度和数据计算速度。
相比单片机,它显然是很有竞争力的。
飞机导航需要数据收集,导航设备通常具有多个传感器。
如果动态性高且精度高,则应使用数据采集系统。
传感器采集指标,对通过采集系统获取的数据进行预处理,最后进行探索性计算,输出所需参数。
在数据收集期间应收集的指标包括抗干扰强度以及采样效率等。
一、数据采集系统构成随着信息技术和电子设备的不断发展,数字化系统正逐渐应用于科学测试、实验和教育等诸多行业。
数字系统和模拟系统具有很大的性能优势,实现了高稳定性和高精度。
然而,数字系统也有局限性。
换句话说,在数字系统中处理的信号必须是离散的[1]。
这是因为位移信号、角度信号等大部分信号都是模拟信号。
因此,在这种情况下,需要将模拟信号转换为数字信号,所以在USB上增加了一个通信口来弥补这个速度。
在这个系统中,还增加了一个存储芯片来处理大量数据。
二、同步采集技术及问题人们很快认识到获取多通道同步数据的重要性和价值,并采取技术措施应对。
使用相同的采样时钟是一种基本的技术手段,采样保持芯片的作用之一就是保证即使多通道共用同一个A/D转换器也能实现同步采样。
所有这些措施都是为了保证仪器输入段T1-T2各测量通道同时采样的状态,其中多个通道共享相同的 A/D。
信号调理器由用户额外设置,以适应传感器输出信号和后续数据采集通道的性能,主要用于信号变换、滤波、放大等变换。
毕业论文文献综述电子信息工程数据采集系统综述引言在计算机广泛应用的今天,数据采集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。
20世纪90年代至今,在国际上技术领先的国家,数据采集技术已经在军事、航空电子设备及宇航技术、工业等领域得到广泛应用。
数据采集技术是信息科学的一个重要分支,研究信息数据的采集、储存、处理以及控制等,在雷达、通信、水声、遥感、地址勘测、振动工程、无损检测、语音处理、智能仪器、工业自动控制以及生物医学工程等领域有着广泛的应用[1]。
一、数据采集系统随着测控技术的迅猛发展,以嵌入式计算机为核心的数据采集系统已经在测控领域占据了统治地位[2]。
数据采集系统是将现场采集到的数据进行处理、传输、储存等操作的设备。
它涉及到以下技术:传感器技术、模拟信号处理技术、模拟转换和数模转换技术、信号处理技术、数据采集系统抗干扰技术、误差分析与处理、人机接口技术、数据存储与打印、数据传输技术、虚拟仪器技术等[3]。
二、数据采集系统发展方向随着科学技术的发展,数据采集和测控技术将向着高可靠性、高智能化方向发展。
近几年,新型信息处理技术如数据融合技术、模糊信息处理技术和神经网络技术等,在数据采集和现代测试系统中得到了广泛的应用。
在大规模集成电路发展的今天,采用软件编程可以有效降低成本,使系统更加简单。
由于互联网的普及,基于网络的数据采集系统,不仅能进行远程操作与控制,而且可以把数据采集结果通过网络显示在世界各地的WEB浏览器中,实现了数据采集和测试系统的资源和数据共享,大大拓展了数据采集系统的空间。
随着智能测试技术的发展,现代数据采集系统的通用化和标准化设计就变得十分重要,便于系统的组件、更改、升级和链接,实现大范围内的数据采集与处理。
三、数据采集系统的结构形式1.基于单片机的数据采集系统本文系统的结构如图1所示。
系统选用了A/D转换芯片,它包括了:多路切换电路,采样/保持电路,A/D转换器[4]。
毕业论文文献综述的数据采集与分析在撰写毕业论文时,文献综述是一个至关重要的部分,而数据采集与分析则是文献综述中不可或缺的环节。
通过对相关文献的搜集、筛选和分析,可以为论文的研究提供有力的支撑和论证。
本文将重点探讨毕业论文文献综述中数据采集与分析的重要性、方法和技巧。
一、数据采集的重要性1.1 确定研究方向在进行文献综述时,首先需要明确研究的方向和目的。
通过数据采集,可以帮助研究者更好地了解该领域的研究现状、热点问题和研究趋势,从而明确自己的研究方向,避免重复劳动和盲目研究。
1.2 收集相关资料数据采集是获取文献资料的过程,包括书籍、期刊、论文、报告等各种形式的文献。
通过广泛而有针对性地收集相关资料,可以为文献综述提供充分的依据和支持,使论文的内容更加丰富和可靠。
1.3 筛选文献在数据采集的过程中,需要对收集到的文献进行筛选和整理。
筛选文献的标准包括文献的权威性、可靠性、时效性和相关性等,只有经过严格筛选的文献才能为论文的撰写提供有力的支持。
二、数据采集的方法2.1 图书馆检索图书馆是获取文献资料的重要途径,研究者可以通过图书馆的资源检索系统查找到大量相关文献。
在进行文献检索时,可以根据关键词、主题词、作者等信息进行检索,以获取所需的文献资料。
2.2 电子数据库检索随着信息技术的发展,各种电子数据库如CNKI、万方、SCI等成为了研究者获取文献资料的重要平台。
通过电子数据库检索,研究者可以快速、准确地找到相关文献,并进行下载和保存。
2.3 专家咨询在进行数据采集时,研究者还可以向相关领域的专家学者请教,获取他们的建议和推荐。
专家咨询可以帮助研究者找到一些难以获取的文献,同时也可以获得专家们对研究方向和方法的指导。
三、数据分析的技巧3.1 文献综述在进行数据分析时,研究者需要对收集到的文献进行仔细阅读和分析。
通过文献综述,可以了解到该领域的研究现状、热点问题和争议点,为论文的撰写提供理论依据和实证支持。
《基于嵌入式的多通道数据采集系统设计》篇一一、引言随着科技的不断发展,嵌入式系统在各种应用领域中扮演着越来越重要的角色。
多通道数据采集系统作为嵌入式系统的一种应用,其设计的重要性日益凸显。
本文将探讨基于嵌入式的多通道数据采集系统的设计,包括其设计背景、目的、以及所面临的挑战和机遇。
二、设计背景与目的多通道数据采集系统广泛应用于工业控制、环境监测、医疗设备、航空航天等领域。
这些领域需要实时、准确地获取多个通道的数据,以便进行后续的分析和处理。
基于嵌入式的多通道数据采集系统设计的目的在于实现高效率、高精度的数据采集,满足不同应用领域的需求。
三、系统设计挑战在多通道数据采集系统的设计中,主要面临以下挑战:1. 数据传输速度:在实时数据采集过程中,需要保证数据的快速传输,以避免数据丢失或延迟。
2. 通道数量与采样率:需要根据应用需求确定合适的通道数量和采样率,以满足数据的准确性和实时性要求。
3. 硬件与软件的协调:嵌入式系统的硬件和软件需要紧密协调,以实现高效的数据采集和处理。
4. 功耗与性能的平衡:在保证系统性能的同时,还需要考虑功耗问题,以实现系统的低功耗、长续航的目标。
四、系统设计原理基于嵌入式的多通道数据采集系统设计主要包括硬件设计和软件设计两部分。
硬件设计主要包括:1. 微处理器:选择合适的微处理器,以实现高效率的数据处理和传输。
2. 数据采集模块:包括多个通道的数据采集模块,用于实时获取各个通道的数据。
3. 通信接口:用于与上位机或其他设备进行通信,实现数据的传输和共享。
4. 电源管理模块:用于管理系统的电源,实现低功耗的目标。
软件设计主要包括:1. 操作系统:选择合适的嵌入式操作系统,以实现系统的稳定性和可靠性。
2. 数据采集程序:编写用于控制数据采集模块的程序,实现数据的实时获取和处理。
3. 通信协议:制定合适的通信协议,以实现与上位机或其他设备的通信。
4. 用户界面:设计友好的用户界面,以便用户进行操作和监控。
《基于嵌入式的多通道数据采集系统设计》篇一一、引言随着科技的不断发展,嵌入式系统在各种应用领域中扮演着越来越重要的角色。
特别是在多通道数据采集系统中,嵌入式技术的应用已成为数据采集与处理的核心。
本篇论文将重点讨论基于嵌入式的多通道数据采集系统的设计方法、设计原理及实现方式。
二、系统设计需求分析在多通道数据采集系统的设计中,首先需要明确系统的需求。
这包括确定数据采集的通道数量、数据类型、采样频率等参数。
此外,还需要考虑系统的实时性、稳定性、功耗等因素。
(一)通道数量与类型根据应用需求,系统需要支持多个通道的数据采集,包括但不限于温度、湿度、压力、电压等。
同时,考虑到实际应用场景的复杂性,应尽量使系统具有较高的可扩展性。
(二)采样频率与实时性为了满足实时性要求,系统需要具备较高的采样频率。
此外,系统还应能够实时处理和分析采集到的数据,以支持快速响应和实时控制。
(三)稳定性与功耗为了保证系统的长期稳定运行,应选用低功耗、高性能的嵌入式处理器和传感器。
同时,应优化系统的软硬件设计,以降低功耗并提高系统的可靠性。
三、系统设计原理及实现(一)硬件设计硬件设计是嵌入式多通道数据采集系统的核心部分。
主要包括处理器、传感器、数据采集模块、电源模块等。
其中,处理器应具备较高的处理能力和较低的功耗;传感器应具有高精度、低噪声等特点;数据采集模块负责将传感器输出的信号转换为数字信号;电源模块为整个系统提供稳定的电源。
(二)软件设计软件设计是系统实现功能的关键。
主要包括操作系统、驱动程序、应用程序等部分。
操作系统负责管理硬件资源和提供软件接口;驱动程序负责控制传感器和数据采集模块;应用程序则负责实现具体的数据处理和分析功能。
在软件设计中,应采用模块化设计思想,将系统划分为不同的功能模块,以便于后期维护和升级。
同时,为了提高系统的实时性和稳定性,应采用多线程技术和中断处理机制。
四、关键技术与挑战(一)多通道同步采样技术为了实现多通道数据的同步采样,需要采用特殊的技术手段。
《基于嵌入式的多通道数据采集系统设计》篇一一、引言随着科技的不断进步,嵌入式系统在工业、医疗、军事、环境监测等领域的应用日益广泛。
其中,多通道数据采集系统是嵌入式系统中的关键部分,其作用在于高效、准确地获取多个通道的数据信息。
本文将介绍一种基于嵌入式的多通道数据采集系统的设计,以实现多通道数据的实时采集、传输和处理。
二、系统设计概述本系统设计采用嵌入式技术,通过高集成度的硬件平台和多线程的软件架构,实现对多通道数据的实时采集。
系统主要包括硬件设计、软件设计和通信接口设计三个部分。
硬件部分采用嵌入式处理器和FPGA(现场可编程门阵列)等技术,实现数据的高速采集和处理;软件部分采用多线程技术,实现数据的实时传输和存储;通信接口部分则负责与上位机进行数据传输。
三、硬件设计硬件设计是本系统的核心部分,主要包括嵌入式处理器、FPGA、传感器等部分。
嵌入式处理器作为系统的核心控制单元,负责整个系统的运行和协调;FPGA则负责数据的实时采集和处理,通过其高速的运算能力和并行处理能力,实现对多通道数据的快速处理;传感器则负责将物理量转换为电信号,供FPGA进行数据处理。
四、软件设计软件设计是本系统的另一重要部分,主要包括操作系统、驱动程序、数据采集程序等部分。
操作系统采用嵌入式实时操作系统,以保证系统的实时性和稳定性;驱动程序则负责与硬件进行通信,实现对硬件的控制和数据的读取;数据采集程序则负责从传感器中获取数据,并进行初步的处理和存储。
五、通信接口设计通信接口设计是本系统与上位机进行数据传输的关键部分。
本系统采用USB、以太网等通信接口,实现与上位机的数据传输。
其中,USB接口具有高速、稳定的特点,适用于对实时性要求较高的场合;以太网接口则具有传输距离远、传输速率高的优点,适用于远程监测和数据传输的场合。
六、系统实现与优化在系统实现过程中,需要对硬件和软件进行调试和优化,以保证系统的稳定性和性能。
具体而言,需要优化算法以提高数据处理速度,优化驱动程序以提高与硬件的通信效率,优化操作系统以提高系统的实时性和稳定性等。
毕业论文文献综述数据来源与信息采集在撰写毕业论文时,文献综述是一个至关重要的部分,它不仅可以帮助读者了解当前研究领域的最新进展,还可以为论文的研究方法和结论提供支持。
而文献综述的数据来源与信息采集则是确保文献综述内容准确、全面的关键。
本文将探讨毕业论文文献综述中数据来源与信息采集的相关内容。
一、数据来源的选择1. 学术期刊学术期刊是获取高质量文献的重要途径。
在选择学术期刊时,应优先选择知名度高、影响因子较大的期刊,以确保文献的学术水平和可信度。
同时,还可以通过检索引擎如Google Scholar、Web of Science 等搜索相关期刊,获取最新的研究成果。
2. 学术会议学术会议是学术交流的重要平台,会议论文通常具有较高的实时性和前瞻性。
参加相关学术会议或查阅会议论文集,可以获取最新的研究成果和学术观点,为文献综述提供有力支持。
3. 学位论文学位论文是研究生阶段学术成果的重要体现,其中包含了大量的研究数据和结论。
通过查阅相关学位论文,可以获取一手的研究成果,为文献综述提供丰富的数据来源。
4. 专业数据库专业数据库如PubMed、IEEE Xplore等是学术研究的重要信息资源库,其中包含了大量的学术期刊、会议论文和专业报告。
通过检索相关数据库,可以获取到与研究主题相关的文献信息,为文献综述提供全面的支持。
二、信息采集的方法1. 文献检索文献检索是获取文献信息的常用方法,可以通过关键词检索、文献引文、作者检索等方式找到相关文献。
在进行文献检索时,应选择合适的检索工具和关键词,以确保检索结果的准确性和全面性。
2. 文献筛选在获取大量文献信息后,需要进行文献筛选,筛选出与研究主题相关、内容可靠的文献。
可以根据文献的标题、摘要、关键词等信息进行初步筛选,然后进一步阅读全文,确定文献是否符合研究需求。
3. 文献整理在采集到相关文献后,需要对文献进行整理和分类,建立文献数据库或文献清单。
可以按照文献的主题、研究方法、结论等内容进行分类整理,以便后续的文献综述撰写和分析。
大数据时代文献综述(二)引言概述:在大数据时代,对于大数据的处理和分析已经成为许多领域的关键任务。
本文综述了当前大数据时代的研究文献,结合五个重要的方面,即数据采集与存储、数据处理与分析、数据安全与隐私保护、数据可视化与交互、大数据应用与挖掘,对相关的研究进行了总结和概述。
1.数据采集与存储:1.1 传统数据采集方法的不足1.2 传感器网络与物联网的数据采集1.3 分布式存储技术在大数据时代的应用1.4 数据清洗与预处理方法1.5 数据压缩与优化算法2.数据处理与分析:2.1 分布式计算与并行处理技术2.2 数据挖掘与机器学习算法2.3 图计算与图分析技术2.4 流式数据处理与实时分析方法2.5 应用于大规模数据处理的大数据平台和框架3.数据安全与隐私保护:3.1 大数据隐私保护的挑战与需求3.2 数据加密与权限控制3.3 数据安全性分析与漏洞检测3.4 威胁情报和风险评估3.5 隐私保护法规与政策研究4.数据可视化与交互:4.1 可视化技术在大数据时代的应用4.2 多维数据可视化技术4.3 交互设计与用户体验4.4 敏捷可视分析方法4.5 可视化报告与决策支持5.大数据应用与挖掘:5.1 零售业中的大数据应用5.2 公共卫生领域的大数据挖掘5.3 金融行业中的大数据应用5.4 交通运输领域的大数据分析5.5 社交媒体数据的挖掘与分析总结:通过对大数据时代文献的综述,我们可以看到数据采集与存储、数据处理与分析、数据安全与隐私保护、数据可视化与交互、大数据应用与挖掘等方面都得到了广泛的研究和关注。
大数据时代对于数据处理和分析提出了巨大的挑战和机遇,希望未来的研究能够在这些方面做出更多的突破和创新。
附录五中英文资料Multi-channel data collection and analysisof the design and applicationAbstract:The Paper mainly introduces a multichannel data acquisition and analysis system composed of one PC and one measuring instrument. The system can test eight products parallelly. It reduces the test cost and improves work efficiency. The paper also gives the hardware structure and software flow diagr am of the system. The application in the gyro test is also introduced briefly.Key words:communication prot;data acquisition; gyro; testWith the development of computer technology and the digital measuring instrument, usually by computer and measuring instruments to communicate with each other in real-time data collection and use of computer powerful computing capability to conduct the analysis of the data processing. Particularly in the large volume of data, measuring the length of time occasions, such as the Gyro-tilt test, using computer for automatic control of measuring instruments, automatic data acquisition and analysis it is particularly important, can save a lot of manpower and material resources to improve work efficiency, reduce costs , The conventional method of testing is usually a measuring instrument at the same time can only test a product, namely a computer and a measuring instrument test system can only be composed of serial testing. To test multiple products at the same time, they need multiple systems, testing products in large volume, low efficiency, such as the composition of several sets of test system, an increase of cost. First on a machine with a PC and a measuring instrument consisting of 8-way data collection and analysissystem, which can carry out multiple sets of product testing, at no additional cost on the basis of a computer give full play to the advantages of automatic test, Improve work efficiency.1 PrincipleThe system hardware and software system. A PC through a RS232 port and a measuring instrument connected, PC-parallel port (LPT) and an 8-way channel selector attached to a 8-way connector will channel selector were connected with a number of test products.The working principle as shown in Figure 1. The course of testing, computer through the parallel port 8-way control channel selection, were open different channels, each channel for data transmission by choosing to measuring instruments, measuring instruments through the RS232 port to the computer data sent to save, A complete cycle of all channels of data collection, and this has also tested a number of product features.Figure 1 system block diagram of workThroughout the course of testing, all the control operations have completed the software automatically, without human intervention.2 hardware designThe system is mainly to use the computer onboard RS232 communication ports and digital measuring instrument of communication port connecting communications, re-use LPT parallel port on a 8-way channel selector for access control. 8-way channel of choice for an 8-elected one of analog switches and related circuit, the control signals from the computer's parallel port to provide and meet shown in table 1.Table1 The relation between channel selection and port output Communications port output Binary code Channel selection selectchannel0 000 11 001 22 010 33 011 44 100 55 101 66 110 77 111 88-way channel selector industry can use the SCM, subject to additional controls, select RS232 serial port as data transmission, because the RS232 port is the computer and measuring instruments on the standard configuration, communicate with each other without additional hardware , Easy to use. In addition, a serial communication-only a bit, with only a standard data-voltage potential, hence more difficult in data errors. In a parallel port to transfer data 8-bit, data transmission speed, but the data vulnerable to interference. Transmission distance in a shorter amount of data transmission larger circumstances, may be parallel port (such as GPIB, LPT, etc.) to communicate. In addition, since LPT parallel port may signal transmission, channel selection is suitable for the control port.System in the course of work, good access control modules and data acquisition module synchronization is particularly important because different channels of datastorage needs of the corresponding data buffer pool, which is controlled by software.3 software designThe whole system software design is the most important part. Software system from the bottom of the communication protocol can be divided into functional three-tier module and user interface. Software design in the use of multi-threaded Windows technology, the technology for data collection procedures can effectively accelerate the reaction time and increase the efficiency of implementation. The procedures used in a separate thread for data collection, so the guaranteed maximum energy collection of real-time; using another thread at the same time data processing, such procedures to avoid a single-threaded the same time only the implementation of a functional deficiencies. Especially when the amount of data collection, data processing task, using multi-threaded technology will greatly improve the efficiency of the system as a whole.3.1 Data Acquisition ModuleData acquisition modules to eight channels of data in a cycle of all the acquisition to the computer, and save the channel, and the corresponding data in the buffer. Its procedures diagram shown in Figure 2.Fig 2 Flow diagram of data acquisitionAt the beginning of procedures, with the choice of control and store data buffer at the same time to switch to the same channel, 8-way data collection cycle and command judgement, in the end not received orders, has recycling collection to do.Multi-channel data acquisition process the data vulnerable to interference, especially in the fast-channel switching, the data vulnerable to fluctuations, as shown in Figure 3. At this time if the data collection, will be collecting the wrong data, the need to add some software algorithms to prevent this from happening. If we develop the automated data tracking algorithm to automatically track each channel data to determine whether the channel in a stable state, and only the stability of dataacquisition, the volatility of other data. In addition, the software can also add some filtering algorithm (such as limiting filter, etc.) to filter out man-made interference or other factors caused by the mutation data. Limiting filter for(1)Figure 3 channel switching, the data volatilityWhen the new collected data and the data before a difference to the absolute value of more than one set of values that the data is invalid, and the previous data from the current data.3.2 Data Analysis ModuleIn the data analysis module can be added if the algorithm analysis, graphics display and print output, and other useful features, such as gyroscopes and stability in the standard deviation algorithm can function in the course of testing real-time calculation of zero stability, and through chart shows. Zero stability calculation formula as follows:(2)According to first-(2) to prepare an algorithm function, and then call in the analysis module. Analysis module diagram of the procedure shown in Figure 4.Figure 4 data analysis process flow chartBecause the system uses multi-threaded technology, in the cycle of operation and will not affect the acquisition module's operation. The module also in its algorithm in the function of any expansion, forming a algorithm to adapt to different procedures for data analysis.In addition, software design, a friendly user interface is necessary in the process of the functions from the package, through a unified interface to users, to reduce operating difficulties and enhance efficiency.4 system test resultsFigure 5 to 8 in the analysis of data acquisition systems, at the same time two three-axis gyro and a single axis gyroscope total of seven road test data of the situation. Its precise data collection, data analysis can be conducted at the same time, and through real-time charts, user-friendly, easy to operate.Figure 5 8 Data Collection and Analysis System5 ConclusionMulti-channel data acquisition and analysis system for the hardware requirements simple, easy to set up, can be applied to various tests occasions, it can also test multiple products, thereby reducing the cost and enhance efficiency. As a result of a multi-threaded technology, the speed of data acquisition systems and hardware only (instrument) and the response speed of the speed of Communication. With the collection and analysis software algorithm has nothing to do.PAD programming tools can be used to develop a data collection, data analysis, graphics display and print output, and other powerful features and friendly user interface of our software. Software modular design and easy to carry out expansion, according to different algorithm for data analysis at the request of upgrades, and hardware can remain the same. The system give full play to the use of computers and measuring instruments of mutual communication, automation and test advantage.多路数据采集与分析系统的设计及应用摘要:介绍了用一台PC机和一台测量仪表组成的8路数据采集与分析系统。
多通道并行数据采集技术第26卷第l期长春地质学院V o1.26No.11996年1月JOURNALOFCHANGCHUNUNIVERSITYOFEARTHSCIENCESJan. L996了)多通道并行数据采集技术①盐星(长春地质学院仪器与信息工程系刘福春长春13002~)半用一片A/D进行通道数据采集不仅在速度上受到限制.而且难以克服通道问转其过程中}f八的噪声和道问串扰.在需要进行不同通道信号之间的相位分析时t各采样通道之间的相位误差也堆以克服.夼绍了通道并行齄据采集技术,培出了利用并行技术进行通道采集以厦利用并行技术进行单路信号超高速采集的鞋/硬件实现技术,讨论了实现并方嚣搿行境≯§≠关键词敷据采墨.并行亲娆构成舛称布局误差植正容错设计∥1一中国分娄号TP31~,1一’§天典型的多路采集加多路开关加单路A/D转换器的数据采集技术,由于多路模拟信号的转换任务都集中在一片A/D芯片上.因此其速度受到限制;其次,由于此种方式的采样保持时间过长(等待A/D转换).会导致保持电容上的电压下降,产生误差;再者,电子开关的引入也会带来较大的噪声,串扰和泄漏….此外,用一片A/D实现多路信号采集时各路信号之间存在相位差,因此不利于对道问信号进行瞬时比较与分析.要克服上述的不足.可以采用提高器件建度,提高时钟频率等技术,但当要求超高建数据采集或要求高精度的相位分析(不同通道间)时,这些方法仍难以满足要求.为此,人们提出了多通道并行数据采集技术(Multi—moduleinterleavingdataacquisitiontechnique)口].I多道并行数据采集系统的构成方式有两种基本的多道并行数据采集系统构成方式.一种是多路输入信号同时转换的行系统(图1).另一种是用多路A/D对同一路输入信号进行分时转换的并行系统(图2,这两种构成方式都是在数据采集系统设计中引入”并行”的概念.利用资源的重复.即设置多个数据采集通道并行工作来完成数据采集的.但是二者的工作方式不同,前者对多通道信号进行处理,不但有利于高建数据采集.而且还有利于道问信号的瞬间分析;后者是利用多片A/D服务于同一路输入信号来提高数据采集系统的通过速率[.图1中的各路A/D由同一采样控制信号驱动,各路A/D转换后的输出由接口控制舒时输入给计算机.由于A/D分时输出占用一定的时间,会影响整个系统的采集通过速率,因此,在超高速数据采集系统设计时,往往在每个通道与计算机之问增加一定容量的①国家自热科学基金资助课题(项目编号-49374220)的一部分第一怍者简舟林君男41岁教授电碱测量技术盈仪器专业已芷表徽型机在但器,禹控和高速信号处理中的应用与宴倒等论着收稿日期1995一o3—2O4长春地质学院存贮器,该存贮器channelInput了传统的大面积接地,电源二次稳压,电源滤波等布线手段外,还要尽可能避免数字控制线对模拟输入信号囝.多路并行法的线路布局示意囝的干扰.如把数字控制线环绕在模拟部分的外围是一F’.:三:=:r呻mu.n种有效的办法(图3).图3所示的8路井行转换还采第1期林群.任人.刘福春t多通道并行数据采集技术95用了各路采集,A/D与模拟输入之间的相同布线结构,即电路的对称布局来宴现多路并行,克服道间不一致问题.多路并行采集系统中所存在的误差需要认真对待,因为无论是图1还是图2所示的系统,由于通道间的增益不一致以及采样时间不精确都会遣成误差为了方便起见,本文仅以图2所示的单路信号多片A/D采集进行讨论,所讨论的方法同样适用于圈1所示的系统.2延时误差的校正对于图2所示的单路输入的并行数据采集系统,当信号到达每一个A/D通道的延时时间不等时(实际中往往是这种情况),设g(})是一模拟信号,其付氏变换为G()(I『<2/),当g(t)通过圈2所示的M个通道的并行系统时,由于通道间延时不等,采样结果成为非等间隔采样(图4).若假定相邻两通道延时单元的延时和各通道本身的延时固定,则可以看出每个通道对于输入信号的采样时间问隔是相同的,均为.S=[g(t),g(t+),g(t2+),…]jS一I一[g(}.I),g(t2H一1),0州一1),…]显然s是对原始采样信号g(t)以t/MT的采样率进行的等间隔采样.为了重新构造原始序列s,我们先在序列s(,一O,1,2,…,M一1)中每两个采样点之间加入M一1个0.即:S一[g(t),0,0,.I?,0,g(t+.),0,0,…,0,…]M一1个M一1个然后将右移个点(相当于在序列前加个0.得到:Z一;[0,0.…,0,g(t.).0.0.….n.g(tuh),0.(:.….0.…]mq-M~i1—1个其中Z为延时单元长春地质学院对数列Z一求和,得到s,即:s:Z一一(1)韫据付氏变换的延时与迭加性,可得到非等间隔采样后g()的频谱): ()一羔:[兰mG(—KK)一蓊]e一_(2)()一三.[曼mG(一一赫丁e一(2) 令r.一(roT—f.)/Tm—f/r,.则t一mT—rr,将f表达式代入(2)式,有:)一事呈(一鼽一蝥)G(—K)(3)这样就推导出了非等问隔采样信号的数字谱表达式,其中r丁为第m 个通道延时单元的延时误差.对等间隔采样,tmT,即r啊一O,代入(3)式:(m)一呈丽|M-.te一器)G(—K)(4)(m)一手三丽.e一)G(一南)(4在(4)式中,当K一0,M,2M,…时,le--/K一葑一M;当K为其它值时,.~一寄:0.因此.(4)式又可以写成:)=羔G(一K嘉)(5)这就是等间隔采样信号的数字谱表达式.可以看出其频谱是幅值为1的等幅冲击脉冲序列.’为了实现图2所示非等间隔采样系统的延时误差授正,我们让一正弦信号—通过这个采集系统,即令g(f);d”o,则有:G(Ⅲ)=2d(.一)(6)将(6)式代入(3)式得:()一至[1M-.te一2母e一器]?2(一一K)(7)其中.一1/T,m一2,o.令A(K):[.一r-乎]e一.器(8)则(7)式又可以写成:(一亍1呈∞A(K)?2ha(一一K高等)(9)从(9)式可以看出,正弦信号被图2所示的系统采样后已不再是等幅冲击脉冲序列,而是幅值为IA(K)I的冲击序列.从A(K)的表达式可知,A(K)随变量K 呈周期性变化.周期为,因此离散谱的幅值也是周期变化的.离散谱以/M的间隔均匀分布在,轴上,一个周期内有条谱线,如图5所示.信号的主频位于处,幅值为IA(O)I,第m个分量位于+处,幅值为IA(m)I,且IA(K)I—IA(K+M)I.仔细观察(8)式可看出A(K)(K=o,1,2...?,M~1)是序列e--(m:o.1,2.第l期林群.任人,刘福春:多通道并行敷据采集技术)以嚣(1.){1fA.川变换嚣道e--T-,A(M--1),AA(M--圳川变换就可以求出z.从而可以求出11I『.1(2)if1)1I….:l十lljjLj!l-j辇翌—《一调延时单元中.就可以实现采样延时误差l……M…M的自动校准.L一…一一一-j我们再把用于估计非等间隔采样各通.囝非等间隔数字化正弦信号频谱圈道延时误差的算法总结如下:.n.’.Sl~~tr岫Dfnu.圳ymg¨卫edsIne (1)让频率为,e的正弦信号通过系统,抽取16肘个采样点(为通道数);(4)从DFT结果中找出个与()对应的点.求其逆付氏变换,得到e一,一的值;(5)从(4)的结果中抽取相角,然后求出r.可以根据上述算法编制出通道延时误差校正的模拟程序,但要注意算法的剩余误差的大小与量化精度有关,精度越高则算法的改善程度也越高.在并行数据采集系统中,各通道之问的增益也难以保持一致.因此也会导致增益误差a可以采用与上述分析相同的方法对增益误差进行修正,其修正结果也受量化位数的影响,即当量化位数增加时校正的效果越来越好在多通道并行数据采集系统中t通道延时误差和增益误差往往同时存在,但后者比前者的误差影响小.因此校正延时误差是主要的.3容错设计利用多通道并行结构可以方便地实现数据采集系统的容错设计,提高系统的可靠性在并行的M个通道中增加冗余通道(备用),在系统进行正式采集之前.对每个通道藏加一标准测试信号,通过对变换结果进行比较与处理.可以发现各通道之间的不一致性,井可以判定出哪一通道工作是否正常.当发现某一通道测得的数据超出容许误差范围时’贝0该通道出现故障.通过控制逻辑,启动备用的通道会替代出现故障的通道,就可以实现容错了如果并行系统中没有备用的通道?可以通过再组台设计,剔出有故障的通道,使剩余的通道重新组合后去完成特定的任务.这时,虽然整个系统的数据采集通过率有所下降,但不致于象单片A/D数据采集系统那样,只要A/D出现故障则整个系统不能工作.容易证明,采用多通道并行结构进行数据采集系统的容错设计.可以显着地提高整个长春地旗学院l996年4讨论在多遭并行设计技术中,硬件资源的重复给系统设计带来高速率,高可靠性等特点.但是也存在着通道问的不一致和通道延时误差(对单路输入多路采集的情况).尽管某些误差可以通过电路设计和布线布局来克服,但是对于通道延时和增益误差同时存在的叠加效应如何,是否通过前述的办法就可以完全克眼?当输入信号的频率很高时,采用并行的办法是否仍然奏效?这些问题值得进一步讨论.有关多通道并行数据采集技术,我们分别在智能综台工程探测仪和多功能电磁测量系统中应用,取得了较满意的结果].参考文献1沈兰荪.数据采集技术.台肥t中国科学技术大学出版社,19902JongYC.DigitalspectraofnonunlformlysaTnpledsignals~ARobustsamp lingtimeoffset髂timationelgorithmforultrahigh—spc耐wave~ormdigitizersusinginterleaving,IEEETrans.Instr.andMcas..V o|.IM一39.No.1,l9903林君.微型机在仪器,测控和高速信号处理中的应用与实例.北京;海洋出版社.19924林君.一种提高数据采集速度的方法.仪器仪表与分析监测,1989,(2)t28~295林茂六.高晓明.孙圣和.试论非均匀取样周期信号的数字5复谱,电子.1991.19(3)42~496林君,另红霞.秦瑞燕.数据采集系统的可测性研究,石油仪器.1995.9(1);25~307王英利,柄士元,童诗白.高可靠性A/D,D/A容错接I=I的设计,仪器仪表,1994,15(4)l~48林君.张晓培.SWVR一2000型智能综合工程挥铡仪的数据采集与数据通讯.长春地质学院,1991,21(2):233~238MUL TI—MODULEINTERLEAVINGDA TAACQUISITIONTECHNI QUELinJunRenRenLiuFuchun(ChangchunUni~rsofEaChSclenres.Changchun130026) AbstractByuseofoneA/Dconvertertosamplethemulti—channelsignals,iti snotonlythatthespeedislimited,butalsothatthenoiseproducedbythechannel transr0rmlngandthedisturbingbetweenchannelsisdifficulttobeovercomed.Whenthe phaseanlysisbetweendifferentchannelsisrequired,thephaseerrorsbetween samplingchanaelsiSalsodifficulttobeovercomed.Inthispaper.tosolvetheaboveprobl ems,the muhi—moduleinterleavingdataacquisitiontechniqueisintroduced.thesoft wareand hardwareimplementingtechniquesformulti—channelsamplingorforsingl echannel super—highspeedsamplingbyuseoftheinterleavingtechniqueareprovided ,theerror correctingmethodsforimplementinginterleavingtechniqueandthefault—t olerantdesign ofdataacquisitionsystembyusinginterleavingtechniquearediscussed. Keywordsdataacquisition.interleavingsystemtsymmetrylayout.error correcting,fault—tolerantsystemdesign。
《基于嵌入式的多通道数据采集系统设计》篇一一、引言随着信息技术的迅猛发展,数据采集系统的设计已经广泛运用于各个领域,如工业自动化、医疗设备、环境监测等。
特别是在需要处理多通道数据的应用场景中,一个高效、稳定、可靠的多通道数据采集系统显得尤为重要。
本文将详细介绍基于嵌入式的多通道数据采集系统的设计思路、实现方法及优势。
二、系统设计需求分析在系统设计之初,我们需要明确系统的需求和目标。
基于嵌入式的多通道数据采集系统需要具备以下特点:1. 多通道数据采集:能够同时对多个通道的数据进行实时采集,以满足不同应用场景的需求。
2. 嵌入式设计:系统应采用嵌入式设计,以实现系统的低功耗、高集成度、高稳定性。
3. 实时性:系统应具备实时处理和传输数据的能力,以保证数据的准确性和及时性。
4. 可扩展性:系统应具有良好的可扩展性,以便于后续功能的增加和升级。
三、硬件设计硬件设计是整个系统的基石,它直接决定了系统的性能和稳定性。
基于嵌入式的多通道数据采集系统的硬件设计主要包括以下几个方面:1. 微控制器:选择一款性能稳定、功耗低的微控制器作为系统的核心处理单元。
2. 数据采集模块:根据应用需求,设计多个数据采集模块,用于实现对不同类型数据的采集。
3. 通信接口:设计多种通信接口,如串口、USB、以太网等,以便于数据的传输和扩展功能的实现。
4. 电源模块:为整个系统提供稳定的电源供应,保证系统的正常运行。
四、软件设计软件设计是实现系统功能的关键,它决定了系统如何对硬件进行操作和控制。
基于嵌入式的多通道数据采集系统的软件设计主要包括以下几个方面:1. 操作系统:选择一款适合嵌入式系统的操作系统,如Linux或RTOS。
2. 数据采集程序:编写数据采集程序,实现对多个通道的数据实时采集和处理。
3. 数据传输协议:设计数据传输协议,保证数据的准确传输和实时性。
4. 用户界面:开发用户界面,方便用户对系统进行操作和监控。
五、系统实现与测试在完成硬件和软件设计后,我们需要对系统进行实现与测试,以确保系统的性能和稳定性。
论文写作中的文献综述和数据收集方法一、引言在撰写论文时,文献综述和数据收集方法是非常重要的环节。
文献综述是指通过查阅相关的文献资料,对已有的研究成果进行整理、分析和总结的过程;数据收集方法则是指利用各种手段和途径,收集、获取必要的研究数据。
本文将探讨论文写作中文献综述和数据收集的方法和技巧。
二、文献综述的重要性1. 描述现有研究进展:文献综述可以概括过去的研究成果,说明该领域的研究现状和进展。
2. 确定研究方向:通过对已有文献综述的阅读和分析,可以了解该领域的知识盲点和需要深入研究的问题,从而确定自己的研究方向和目标。
3. 查找研究方法和工具:文献综述中通常包含了研究方法和工具的使用,可以为后续的研究提供参考和借鉴。
三、文献综述的步骤1. 确定研究主题和范围:在进行文献综述之前,需要明确研究主题和范围,以便有针对性地查找相关文献。
2. 收集文献资料:可以通过图书馆、学术期刊、学术会议等渠道,收集和获取相关的文献资料。
3. 阅读和筛选文献:通读文献,筛选出与研究主题相关、质量较高的文献进行综述。
4. 整理和总结:将筛选出的文献进行整理和总结,分析文献中的观点、实验方法和结论,并进行合理归纳和总结。
5. 编写文献综述:按照学术论文的格式和要求,将文献综述写成一篇独立的文章。
四、数据收集的方法和技巧1. 调查问卷:设计合理的调查问卷,可以通过对目标受众的调查,了解他们的观点、态度和意见。
收集到的数据可以通过统计分析的方法进行整理和处理。
2.实地观察:通过在目标研究领域进行实地观察,获取直接的、真实的数据。
例如,对某个社区的环境进行观察,了解其发展变化。
3. 参与观察:通过参与社区、组织或团体的活动,亲身体验并观察事件的发生和影响,收集相关的数据材料。
4. 访谈:与相关领域的专家、学者进行面对面的访谈,获得他们独特的见解和观点。
访谈可以是结构化的、半结构化的或非结构化的,根据研究需求灵活选择。
5. 数据库和网络资源:利用各类数据库和网络资源,如学术期刊数据库、科学搜索引擎等,检索收集相关的数据和文献资料。
中南大学本科生专业文献综述题目: 数据挖掘文献综述**: ***学院: 软件学院专业: 软件工程班级: 0902学号: **************: ***0前言随着计算机技术的迅猛发展,人类正在步入信息社会。
面对今天浩如烟海的信息,如何帮助人们有效地收集和选择所感兴趣的信息,更关键的是如何帮助用户在日益增多的信息中自动发现新的概念并自动分析它们之间的关系,使之能够真正地做到信息处理的自动化,这已成为信息技术领域的热点问题。
数据挖掘就是为满足这种要求而产生并迅速发展起来的,可用于开发信息资源的一种新的数据处理技术。
1什么是数据挖掘数据挖掘(Data Mining),也叫数据开采,数据采掘等,是按照既定的业务目标从海量数据中提取出潜在、有效并能被人理解的模式的高级处理过程。
在较浅的层次上,它利用现有数据库管理系统的查询、检索及报表功能,与多维分析、统计分析方法相结合,进行联机分析处理,从而得出可供决策参考的统计分析数据。
在深层次上,则从数据库中发现前所未有的、隐含的知识。
OLAF'的出现早于数据挖掘,它们都是从数据库中抽取有用信息的方法,就决策支持的需要而言两者是相辅相成的。
OLAP可以看作一种广义的数据挖掘方法,它旨在简化和支持联机分析,而数据挖掘的目的是便这一过程尽可能自动化。
数据挖掘基于的数据库类型主要有:关系型数据库、面向对象数据库、事务数据库、演绎数据库、时态数据库、多媒体数据库、主动数据库、空间数据库、遗留数据库、异质数据库、文本型、Internet信息库以及新兴的数据仓库(Data Warehouse)等。
而挖掘后获得的知识包括关联规则、特征规则、区分规则、分类规则、总结规则、偏差规则、聚类规则、模式分析及趋势分析等。
1.1 数据挖掘的任务数据挖掘的两个高层目标是预测和描述。
前者指用一些变量或数据库的若干已知字段预测其它感兴趣的变量或字段的未知的或未来的值;后者指找到描述数据的可理解模式。
基于LabVIEW的多通道数据采集系统摘要虚拟仪器是将仪器技术、计算机技术、总线技术和软件技术紧密的融合在一起,利用计算机强大的数字处理能力实现仪器的大部分功能,打破了传统仪器的框架,形成的一种新的仪器模式。
本设计采用NI PCI-6221数据采集卡,运用虚拟仪器及其相关技术于多通道数据采集系统的设计。
该系统具有数据同时采集、采集数据实时显示、存储与管理、报警记录等功能,最后使用Web技术实现了采集数据的远程访问。
本文首先概述了测控技术和虚拟仪器技术在国内外的发展及以后的发展趋势,探讨了虚拟仪器的总线及其标准、框架结构、LabVIEW开发平台,然后介绍了数据采集的相关理论,给出了数据采集系统的硬件结构图。
在分析本系统功能需求的基础上,介绍了程序模块化设计、数据库、Web、多线程等设计中用到的技术,最后一章给出了本设计的前面板图。
本设计是虚拟仪器在测控领域的一次成功尝试。
实践证明虚拟仪器是一种优秀的解决方案,能够高效的实现各种测控任务。
关键字:虚拟仪器;数据采集;MySQL;PHP;LabVIEWAbstractVirtual instrument(VI)is combines computer science,bus technology,software engeneering with measurement instrumentation techology,employes the computer's powerful digtal process compability to realize main function of instrument.It breakes the mainframe of traditonal instrument and forges a new instrument pattern.This project use NI PCI-6221 DAQ(data acquisition) card,ingeniously applyes VI technology in the development of a Multi-channel data acquisition develoment and finally achieves a solution which can provide many functions including multi-channel and multi-parameter signal acquisition,huge measurement information storage and management,Alarm record, and Collecting data show that real-time.Finally the use of Web technology to achieve the Acquisition of data remote access.This paper Introduced in detail the test technology in the domestic and foreign development and the later trend of development, then introduced the virtual instrument's development. Study and reseach deeply VI's concept,hardware configuration and software architechture.Then introduce the development platform--LabVIEW.Introduced the theory of data acquisition, which elaborated on the acquisition of hardware, the input signal conditioning, given the DAQ system structure of the hardware.Based on the analysis of the DAQ system on the basis of functional requirements, described in detail the design used in some software-related technologies, including procedures modular design, database technology, Web technology, multi-threaded technology.The final chapter given the specific design of the font panel.This project is a successful application of VI in measurement domain,which testifies that VI is an available and effective solution and can be employed to accomplish majoritycomplicated measurement task.Key words: Virtual Instrument; DAQ; MySQL; PHP; LabVIEW目录摘要 (I)Abstract (II)目录 (IV)第一章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 课题背景 (1)1.2.1 测控技术的国内外发展现状 (1)1.2.2 虚拟仪器技术发展趋势 (3)1.3 本设计所做的工作 (5)1.3.1 多通道数据采集系统的设计 (5)1.3.2 远程数据检索的设计 (6)第二章虚拟仪器 (7)2.1 虚拟仪器技术概述 (7)2.1.1 虚拟仪器的概念 (7)2.1.2 虚拟仪器的特点及优势 (7)2.1.3 虚拟仪器和传统仪器的比较 (8)2.1.4 虚拟仪器测试系统的组成 (10)2.1.5 虚拟仪器I/O接口设备 (11)2.1.6 虚拟仪器的软件结构 (13)2.2 虚拟仪器的开发软件 (13)2.2.1 虚拟仪器的开发语言 (13)2.2.2 图形化虚拟仪器开发平台——LabVIEW (14)2.2.3 基于LabVIEW平台的虚拟仪器程序设计 (15)第三章系统设计理论及硬件平台的实现 (17)3.1 PC机 (17)3.2 数据采集理论 (17)3.2.1 数据采集技术概论 (17)3.2.2 采集系统的一般组成及各部分功能描述 (19)3.2.3 传感器 (21)3.2.4 信号调理 (21)3.2.5 输入信号的类型 (22)3.2.6 输入信号的连接方式 (25)3.2.7 测量系统分类 (25)3.2.8 选择合适的测量系统 (27)3.3 数据采集卡的选择 (29)3.3.1 数据采集卡的主要性能指标 (30)3.3.2 数据采集卡(DAQ卡)的组成 (31)3.3.3 NI PCI-6221数据采集卡 (31)3.4 本设计总体硬件框图 (32)第四章系统软件设计的相关技术 (33)4.1 程序模块化设计概述 (33)4.1.1 程序设计的模块化原则 (33)4.1.2 软件系统的模块化设计原则 (34)4.1.3 本设计的软件系统模块划分 (35)4.2 数据库技术 (36)4.2.1 数据库技术概述 (36)4.2.2 ADO与数据库的交互技术 (38)4.2.3 MySQL数据库 (38)4.3 Web技术 (39)4.3.1 Web技术概述 (39)4.3.2 PHP技术 (41)4.3.3 远程数据访问系统 (43)4.4 多线程技术 (43)4.4.1 Windows的多线程机制 (43)4.4.2 LabVIEW与多线程 (44)4.4.3 多线程技术在本设计中的应用 (44)4.5 系统具体应用程序的实现 (45)4.5.1 数据采集部分程序 (45)4.5.2 数据保存部分程序 (45)4.5.3 历史数据查询部分程序 (46)4.5.4 报警记录部分程序 (46)第五章系统软件的具体实现 (48)5.1 登录系统 (48)5.2 通道参数配置 (49)5.3 实时数据显示 (50)5.4 历史数据查询 (50)5.5 报警记录 (51)第六章总结 (53)致谢 (54)参考文献 (55)附录远程数据检索系统代码 (57)第一章绪论1.1 引言测控技术在现代科学技术、工业生产和国防科技等诸多领域中应用十分广泛,它的现代化已被认为是科学技术、国防现代化的重要条件和明显标志。
《基于嵌入式的多通道数据采集系统设计》篇一一、引言随着科技的不断进步,嵌入式系统在多领域中发挥着越来越重要的作用。
多通道数据采集系统作为嵌入式系统的一种应用,在工业控制、医疗设备、环境监测等领域有着广泛的应用需求。
本文将详细介绍基于嵌入式的多通道数据采集系统的设计,包括其设计原理、系统架构、关键技术及实际应用等方面。
二、设计原理基于嵌入式的多通道数据采集系统设计,主要依托于嵌入式系统的硬件和软件资源,实现对多通道数据的实时采集、传输和处理。
该系统设计的基本原理包括以下几个方面:1. 硬件设计:根据实际需求,选择合适的嵌入式处理器、存储器、通信接口等硬件设备,搭建多通道数据采集系统的硬件平台。
2. 软件设计:根据硬件平台的特点,编写相应的驱动程序、操作系统及应用程序,实现对多通道数据的实时采集、传输和处理。
3. 数据采集:通过传感器等设备,实时采集多通道数据,并将数据传输至嵌入式系统进行处理。
三、系统架构基于嵌入式的多通道数据采集系统架构主要包括硬件层、驱动层、操作系统层和应用层四个部分。
1. 硬件层:包括嵌入式处理器、传感器、存储器、通信接口等硬件设备,构成系统的硬件基础。
2. 驱动层:负责驱动硬件设备的运行,包括传感器驱动、通信驱动等。
3. 操作系统层:负责管理系统的资源和任务调度,为上层应用程序提供接口。
4. 应用层:根据实际需求,编写相应的应用程序,实现对多通道数据的实时采集、传输和处理。
四、关键技术在基于嵌入式的多通道数据采集系统设计中,关键技术主要包括以下几个方面:1. 传感器技术:传感器是数据采集的核心设备,其性能直接影响到数据采集的准确性和可靠性。
因此,选择合适的传感器及其相应的信号处理技术是关键。
2. 数据传输技术:为实现多通道数据的实时传输,需要采用高速、稳定的通信技术,如串口通信、网络通信等。
3. 数据处理技术:对采集到的数据进行处理和分析,提取有用的信息,为后续的决策和控制提供依据。
一.引言电子课程设计,是锻炼大学生动手能力的一个绝佳的机会,为以后走上工作岗位提供一个很好的锻炼机会。
运用自己学到的知识,通过查找资料,制定设计方案,绘制原理图,制作PCB板,焊接元器件,组装调试电路,通过测试电路参数,计算理论与实际的误差,论证自己的设计方案。
遇到问题及时解决问题,从中总结经验与教训,最后写出设计论文。
电子技术日新越益的发展,各种新型电子器件和集成电路应用越来越广泛,电子系统功能越来越强大,电路图也越来越复杂,印刷电路板的走线越来越复杂和精密,以往用手工的方法绘制电路原理图和设计线路板已经很难适应当前电子工业飞速发展的形势。
所幸的是计算机的发展和普及较好地解决了这个问题。
目前,人们可以在计算机上利用各种商品化的软件对电子线路进行各种有效的分析和设计。
课程设计即为电子电路的设计、仿真、安装、调试、印制电路板的设计。
1.内容摘要:在测量仪器中,数据的采集是必须的,而且数据采集器的好坏直接影响测量仪器的测量精度。
具有一个精度高、转换速度快、性能稳定的数据采集器的测量仪器才能符合测量的要求。
为此,我们设计了多路数据采集系统,此系统主要由A/D转换器和单片机构成,A/D 转换器在单片机的控制下完成对模拟信号的采集和转换功能,最后由数码管显示采集的电压值。
此设计通过调试完全满足设计的指标要求。
2.设计任务:1.理解键盘和数码显示器与MCU的接口方法;2.理解模数转换器原理以及与MCU的接口方法;3.编程实现键盘(单键或矩阵键)控制采集通道;4.采集的电压和通道数显示在LED上;3.方案论证及选择:此设计主要由三大部分组成:单片机最小系统、A/D模数转换电路和数码管显示电路。
3.1 单片机系统:方案一:采用专用的数字信号处理器(例如DSP),其特点是处理速度快,精度高、效果好,但此类处理器价格昂贵,市场上少有,不易购买。
方案二:采用通用的微处理器(如MCS-51系列);这种处理器的性能优良、价格便宜,容易购买。
机床网络分布式伺服系统中的多通道数据采集与处理技术研究随着信息技术的快速发展,机床行业也在不断向数字化、网络化方向迈进。
机床网络分布式伺服系统作为现代机床的核心部件,对于机床的精密加工和高效生产起着至关重要的作用。
在机床网络分布式伺服系统中,多通道数据的采集和处理技术研究是关键环节之一,它直接影响到机床的性能和生产效率。
多通道数据采集是指在机床网络分布式伺服系统中,同时采集多个通道传感器的数据。
这些传感器可以用于监测机床各个关键部件的工作状态,如温度、振动、压力等参数。
通过实时采集这些数据,可以对机床进行准确监测和故障诊断,提高机床的可靠性和稳定性。
同时,多通道数据采集也可以用于统计分析制造过程中的工艺参数,优化机床的加工过程,提高产品的质量和生产效率。
多通道数据的采集不仅涉及到传感器的选择和布置,还需要考虑数据的传输和存储。
传感器的选择应根据机床的具体工作环境和要求来确定,可以采用压力传感器、温度传感器、位移传感器等不同类型的传感器。
布置传感器时,应合理选择传感器的位置,确保能够准确采集到机床各个关键部件的数据。
数据的传输和存储一般采用网络通信和数据库技术来实现。
通过网络传输数据可以实现数据的远程监测和管理,方便用户对机床进行实时监控和控制。
数据的存储可以采用分布式数据库技术,将数据存储在不同的节点上,提高数据的可用性和可靠性。
在多通道数据采集的基础上,机床网络分布式伺服系统还需要进行数据的处理和分析。
数据处理主要包括数据滤波、数据校正和数据压缩等步骤。
数据滤波是为了去除数据中的噪声和干扰,提取出有效的信号。
可以采用数字滤波算法,如低通滤波、中值滤波等来实现。
数据校正是为了修正传感器的误差和漂移,提高数据的准确性。
可以采用校准曲线、温度补偿等方法来进行数据校正。
数据压缩是为了减小数据存储和传输的压力,提高系统的效率。
可以采用压缩算法,如哈夫曼编码、小波变换等来进行数据压缩。
除了数据的采集和处理,多通道数据还可以用于机床的故障诊断和预测维护。
大数据文献综述范文docx(一)引言概述:本文旨在综述大数据领域的相关文献,通过对现有研究成果的整理和分析,归纳出目前大数据领域的研究热点和发展趋势,为进一步的研究提供参考和借鉴。
正文:一、大数据的定义与特征1. 大数据的概念及演变2. 大数据的四个基本特征:3V(Volume、Velocity、Variety)+ Value3. 大数据与传统数据的差异与联系4. 大数据对经济、社会、科学等领域的影响二、大数据的采集与存储1. 大数据采集的主要方法:传感器网络、物联网等2. 大数据存储的常用技术:分布式文件系统、NoSQL数据库等3. 大数据采集和存储过程中面临的挑战及解决方案4. 大数据隐私与安全保护的技术与方法三、大数据的分析与挖掘1. 大数据分析的基本流程与方法:数据清洗、数据集成、数据挖掘、模型建立、结果验证等2. 大数据分析常用的算法和技术:关联规则挖掘、聚类分析、分类与预测等3. 大数据分析的应用领域与案例研究4. 大数据分析在决策支持中的作用与价值四、大数据的可视化与交互1. 大数据可视化的基本原理及方法2. 大数据可视化工具的比较与选择3. 大数据可视化的应用案例与效果评估4. 大数据可视化的交互技术与方法五、大数据的发展趋势与挑战1. 大数据发展趋势:云计算、边缘计算、人工智能等技术的融合与应用2. 大数据面临的挑战:数据质量、隐私与安全、算法效率等问题3. 大数据发展的政策与法律环境4. 大数据发展的前景与应用展望总结:通过对大数据领域相关文献的综述,可以发现大数据在经济、社会和科学领域的重要作用和潜在价值。
同时,大数据采集、存储、分析与可视化面临许多挑战和难题,需要我们进一步研究和探索。
随着技术的不断发展和应用的深入推广,大数据必将在各个领域中发挥更大的作用,为社会进步和经济发展提供有力支持。
《基于嵌入式的多通道数据采集系统设计》篇一一、引言随着现代科技的不断进步,数据采集系统的设计变得愈发重要。
特别是对于需要同时处理多个通道的数据采集系统,嵌入式技术已成为重要的支撑手段。
本篇论文将重点讨论基于嵌入式的多通道数据采集系统的设计,分析其设计原理、实现方法和应用场景。
二、系统设计概述基于嵌入式的多通道数据采集系统,主要由嵌入式硬件平台和多通道数据采集模块组成。
该系统设计的目的在于实时、高效地获取多路数据信息,对各种信号进行精确测量和处理。
通过集成高性能的微处理器和大规模集成电路技术,该系统可以实现对复杂数据的快速处理和传输。
三、硬件设计1. 嵌入式硬件平台:嵌入式硬件平台是整个系统的核心,负责数据的处理和传输。
它通常由微处理器、存储器、接口电路等组成。
在硬件设计过程中,需要根据具体的应用需求和性能要求,选择合适的微处理器和存储器等硬件设备。
2. 多通道数据采集模块:多通道数据采集模块负责从多个通道中获取数据。
每个通道都需要配备相应的传感器和信号处理电路,以实现对不同类型数据的精确测量。
此外,还需要设计合理的信号传输路径和接口电路,以确保数据的快速传输和处理。
四、软件设计1. 操作系统:嵌入式系统的软件设计通常采用实时操作系统(RTOS)。
RTOS能够提供高效的任务调度和资源管理功能,确保系统在处理多任务时具有实时性和稳定性。
2. 数据采集与处理:软件设计过程中,需要编写相应的数据采集和处理程序。
这些程序负责从多通道数据采集模块中获取数据,进行必要的预处理和计算,并将处理后的数据存储到嵌入式硬件平台的存储器中。
3. 通信接口:为了实现与其他设备或系统的通信,需要设计相应的通信接口程序。
这些程序负责将处理后的数据通过通信接口传输到其他设备或系统中,以实现数据的共享和传输。
五、系统实现在系统实现过程中,需要完成硬件和软件的集成和调试。
首先,根据硬件设计图和电路原理图,完成嵌入式硬件平台的搭建和多通道数据采集模块的连接。
多通道数据采集和分析系统研究文献综述文献综述课题名称:多通道数据采集和分析系统研究(下位机)课题类型:姓名:学号:学院:专业:年级:指导教师:2011年3月12日多通道数据采集和分析系统研究(下位机)中文摘要由于数据采集系统的应用范围越来越宽,所涉及到的测量信号和信号源的类型越来越多,对测量的要求也越来越高,国内现在已有不少数据测量和采集的系统,但很多系统存在功能单一、采集通道少、采集速率低、操作复杂,并且对测试环境要求较高等问题。
目前针对多通道数据采集体统的研究主要集中在数据传输的同步性、系统容量及低能耗等特点。
人们需要一种应用范围广、性价比高的数据采集系统。
本文主要对目前国内外多通道数据采集系统的研究及发展方向进行分析,并对几种较常用到的多通道数据采集系统的基本情况做了简单的介绍。
常用的多通道数据采集系统有运用单片机、DSP、CPLD、FPGA以及基于LabVIEW平台的虚拟仪器。
针对目前多通道数据采集体统的研究主要集中在数据传输的同步性、系统容量及低能耗等特点。
有些研究虽然在同步性上有所突破,但在系统容量或者能耗方面仍需改进,或者在能耗方面取得一定的成就,但系统的精度或分辨率等均达不到要求。
总之,多通道数据采集系统不仅在应用上是多种多样的,它的实现方式也是纷繁复杂的。
关键词:多通道数据采集系统实现方式虚拟仪器Multi-Channel Data Acquisition and Analysis System(Lower Computer)AbstractAs the application of data acquisition system is become more and more wide,it means that there is more measuring signal and more kinds of signal source need to be measured, and the requirement of these measurements is also in-creasingly high. There are quite a few system of data collecting and measuring,but lots of these systems are neither poor in functions,nor lack of acquisition channels, or low in gathering rate, complex to operate, and the most serious problem is that the requirement of test environment is absolutely higher. Nowadays, the research of multichannel data acquisition systems focus on the synchrony of data transmission 、the capacity of system and low consumption of energy. We also need a wide application and high ratio of data acquisition system. This paper focuses on the research of multi-channel data acquisition system and developing direction, and introduced the situation of several frequently used systems briefly. As a matter of fact, all of these systems are using DSP microcontroller, or based on FPGA, CPLD,virtual instrument at LabVIEW platform. Aiming at the research of multi-channel data acquisition systems are focuses on the synchrony of data transmission and the capacity of system and low energy consumption,etc. Some research,while in synchronicity has breakthrough, but on the capacity of system is still need to be improved, or made some achievements on energy saving, but are short in the accuracy and resolution of system. Anyhow, multi-channel data acquisition system is not only varied in application,but also its realization way is complicated.Key words: Multi-channel data acquisition system Realization way Virtual instrument一、课题国内外现状数据采集与处理一直是生产实践研究与应用领域的一个热点和难点。
多通道数据采集系统的设计与实现引言进来,我在网上浏览了200余篇有关数据采集系统的文献。
下载了其中100多篇,详细研读了其中50余篇。
我了解到在当今社会各个领域,包括科研和实验研究,数据采集系统有着不可代替的作用,数据采集和处理进行得越及时,工作效率就越高,取得的经济效益就越大.数据采集系统性能的好坏主要取决于它的精度和速度,在保证精度的条件下,还要尽可能地提高采样速度,以满足实时采集、实时处理和实时控制的要求。
数据采集系统涉及多学科,所研究的对象是物理或生物等各种非电或电信号,如温度、压力、流量、位移等模拟量,根据各种非电或电信号的特征,利用相应的归一化技术,将其转换为可真实反映事物特征的电信号后,经A/D转换器转换为计算机可识别的有限长二进制数字编码,即数字量,并进行存储、处理、显示或打印。
以此二进制数字编码作为研究自然科学和实现工业实时控制的重要依据,实现对宏观和微观自然科学的量化认识。
Microsoft Visual C++是Microsoft公司推出的开发Win32环境程序,面向对象的可视化集成编程系统。
它不但具有程序框架自动生成、灵活方便的类管理、代码编写和界面设计集成交互操作、可开发多种程序等优点,而且通过简单的设置就可使其生成的程序框架支持数据库接口、OLE2,WinSock网络、3D控制界面。
本课题研究的是利用PC机上的声卡作为数据采集卡构建数据采集系统。
利用VC编程实现多通道数据采集并对数据采集进行控制和处理。
正文1.研究背景及发展近况国外数据采集技术较上世纪有了很大的发展,从最近国外公司展示的新产品可以看出,主要的发展方向可以概括为使用方便、功能多样和体积减小三个方面。
国内数据采集技术起步比较晚,国内的数据采集系统与国外数据采集系统相比,在技术上仍然存在一定的差距,主要表现在:(1) 由于整个国内的微电子技术还与世界水平有一定差距,模数转换芯片的速度还不能达到世界先进水平,同时高速PCB设计方面的人才比较稀少,所以国内较少研制出速度非常高同时性能又非常好的数据采集系统。
(2) 数据采集系统的内存不大,数据采集系统本身的信号处理功能不强,在现场只能做一些简单的数据分析,大多数的处理要离线到计算机上去做。
(3) 系统的软件水平以及人机界面方面的水平还不是很高,设备操作起来有很多不人性化的地方。
虽然国内与国外在数据采集技术上存在差距,但是总体来看这个差距在不断缩小,在不久的将来中国的数据采集系统肯定会晋升国际一流的水准。
随着数字化步伐的不断加深,数据采集技术作为走进数字世界的一把钥匙,必须要紧跟数字化的脚步,只有掌握了尖端的数据采集技术才能在这个飞速变化的世界具有竞争力。
数据采集系统常见的结构有三种:多通道分时复用数据采集系统、多通道同步数据采集系统和分布式数据采集系统,其中多通道同步数据采集系统是目前数据采集系统的主流设计结构。
在现代信号处理系统中,多通道同步数据采集系统广泛应用于各种军用、商用和工业领域中,如雷达系统、弹上设备及通信系统等。
为了更快速更全面地分析系统,在采集系统主要信号时,往往需要对一些相关信号进行测量。
早先的多通道分时复用数据采集系统只能实现循环采集多路信号,不能得到多个通道同一时刻的采样点,并且数据采集的速率也不是很高,而多通道同步数据采集系统恰恰弥补了分时复用数据采集系统的不足。
多通道同步数据采集系统的具体实现有很多种,下面介绍一些常见的设计方案:1.嵌入式数据采集系统嵌入式数据采集系统是多通道同步数据采集系统的传统实现方案,该数据采集系统以CPU 为核心控制器。
当前的处理器技术已经非常成熟,很多数据采集系统都采用CPU 作为控制器,从低端的51单片机到高端的ARM、PowerPC、DSP。
使用51单片机等低端处理器开发数据采集系统的主要优势在于价格便宜,系统的软硬件设计与配置规模都是以满足数据采集系统功能要求为原则,因此系统具有较高的性价比,一般用于实现低端数据采集系统。
但是低端的嵌入式数据采集系统中单片机一般做的工作只是控制,速度不高,实时性不好,不可能去完成一些实时的处理工作,同时单片机的结构简单,接口数量和类型都比较少,功能扩展能力很差。
高端的嵌入式数据采集系统中核心控制器采用的是高端处理器,例如ARM、PowerPC、DSP和MIPS等,这些处理器的处理速度非常快,像IBM的PowerPC 750 最快能工作在667MHz,这就意味着高端数据采集系统能够完成大量实时信号处理的工作。
近年来带有嵌入式操作系统的数据采集系统已经成为一个趋势,市场上常见的有基于ARM 的Linux数据采集系统、基于PowerPC的VxWorks数据采集系统等。
2.基于FPGA的数据采集系统可编程逻辑门阵列FPGA(Filed Programmable GateArray)是在GAL/PAL、PLD等可编程器件的基础上进一步发展出来的产物。
FPGA 与传统的专用集成电路(ASIC)不同,它是一种可以随时修改功能的IC,这也是FPGA的一个重要优势。
FPGA 的基本结构由6部分组成,分别为可编程输入/输出单元、基本可编程逻辑单元、嵌入式块RAM、丰富的互连布线资源、底层嵌入功能单元和内嵌专用硬核。
传统的数据采集系统往往采用单片机或数字信号处理器(DSP)来控制A/D、存储电路以及其它外围电路的工作,但是由于单片机本身的指令周期以及处理速度的影响,其时钟频率较低,各种功能都要靠软件的运行来实现。
软件运行时间在整个采样过程中占很大的比例,效率非常低,很难满足系统对数据采集系统实时性和同步性的要求。
而基于DSP的数据采集系统,虽然处理速度快,但成本较高,过于频繁的中断会使CPU的效率降低,响应速度变差。
采用可编程逻辑器件设计数据采集系统,具有开发周期短、集成度高、功耗低、工作频率高、设计费用低、编程配置灵活等一系列优点。
此外,还可以在FPGA芯片内实现采集控制、缓冲、预处理、传输控制、通信等功能。
当然采用FPGA作为数据采集系统的控制器也存在一些问题,主要由于FPGA内部RAM资源比较少,会在某种程度上降低系统的传输速率。
3.虚拟数据采集系统虚拟数据采集系统是一种基于虚拟仪器(Virtual Instrument)技术的数据采集系统。
虚拟仪器的起源可以追溯到上世纪70年代,计算机测控系统在国防、航天等领域已经有了长足的发展。
微型计算机的出现使仪器的软件化成为可能。
虚拟仪器是基于计算机技术的仪器,通过在通用计算机上加上软件和硬件,使得用户在操作这台计算机时,就像在操作一台自己设计的专用传统电子仪器。
在虚拟仪器系统中,硬件仅仅是为了解决信号的输入输出,软件才是整个仪器系统的关键,任何一个使用者都可以通过修改软件的方法,很方便地增减仪器系统的功能与规模。
虚拟仪器技术的出现,彻底打破了仪器功能由厂家定义,用户无法改变功能的模式,虚拟仪器技术给予用户充分发挥自己的才能和想象力的空间。
用户可以随心所欲地根据自己的需求,设计自己的仪器系统,以满足各种各样的应用。
要实现信号的多通道采集和分析功能,在传统的数据采集系统中,首先必须要选择合适的传感器来保证采集系统的精确度和灵敏度,然后还需要实现数字信号处理算法来对采集到的信号进行实时处理。
信号速度要求越来越快,实时数据采集及数据处理的实现也就相应变得十分困难。
而将虚拟仪器应用于数据采集系统,就可以有效地改善这种状况,计算机技术以其高效性增强了采集系统实时信号处理的能力。
一般的计算机数据采集系统包括传感器、信号调理器、数据采集卡和控制软件等。
其中数据采集卡的主要技术指标包括位数(即采样分辨率)、转换速度等。
其中数据采集板是核心部件,其采样频率、采样精度和通道数等直接影响着采集到的信号的质量和数量。
现阶段大多数数据采集系统多应用商用的数据采集板,一般像12位采样精度、数据采集频率是200kHz,8路采样通道能够满足多种应用需要,但其价格昂贵,有些功能可能并不实用。
所以本课题就考虑到利用廉价的PC声卡代替昂贵的商用数据采集卡的可行性。
声卡作为语音信号与计算机的接口卡件,其最基本的一项功能就是A/D转换。
实际上,除了语音外,很多信号的频率都落在音频范围内(比如机械量信号,过程量信号等),当我们需要对这些信号进行采集时,使用声卡作为采集卡是一种相当令人满意的解决方案,其理由是:(1)价格便宜。
一般声卡的价格,比起自己从头到尾开发一块采集卡的成本低得多。
比起目前市场上的采集卡的价格,更是不可同日而语相应地产品成本也会降低;(2)即买即用。
完全省略了A/D卡的硬件开发过程,很大程度上缩短了产品的开发周期;(3)灵活性好。
量化位数可编程(8位或16位);采样频率可编程(一般声卡的最高采样频率可达200kHz,并且连续可调);采样通道可编程(1通道或2通道);由于可以使用在Windows 操作系统下,因此可用通用的软件开发工具对其进行开发(如Delphi,VB,VC等)。
声卡的技术指标(如采样频率,带宽等)满足水声测量中的需要,所以用声卡搭建数据采集系统是可行的。
2.系统软件开发技术研究目前,常见的应用在Windows平台上的信号采集软件开发方法有基于MA TLAB,LABVIEW和VB、VC等。
MA TLAB具有强大的数据分析与处理功能,其内部的数据采集工具箱(DAQToolbox)提供了方便的数据采集函数。
可以对外部物理世界的信号进行实时的采集。
MATLAB自带的数据采集工具箱(Data AcquiSition Too1box)是为简化和加快数据采集工作而设计的。
然而在编辑软件界面方面却比较繁琐,无法令人满意。
LabVIEW是一种程序开发环境,由美国国家仪器(NI)公司研制开发。
是一款强大的图形界面开发软件,LABVIEW用图标代替文本行创建应用程序的图形化编程语言,可视化编程,完成后的界面美观大方都是它的优点,但其数据分析和处理功能却无法与MATLAB相比。
Microsoft Visual C++是Microsoft公司推出的开发Win32环境程序,面向对象的可视化集成编程系统。
它不但具有程序框架自动生成、灵活方便的类管理、代码编写和界面设计集成交互操作、可开发多种程序等优点,而且通过简单的设置就可使其生成的程序框架支持数据库接口、OLE2,WinSock网络、3D控制界面。
VC可以便捷的搭建系统界面,又可以精确而迅速的进行数据分析和处理。
综合了MA TLAB和LABVIEW的优点。
总结数据采集与分析系统设计是一门综合性学科,它涉及传感器原理及应用,电子测量技术以及数字信号处理等多门学科,而数据本身就多种多样,在采集方面就有很多的方法。
传统的数据采集与分析是通过各种专业采集仪器来实现的。
每台仪器只能用于某些特定的测量分析项目,应用范围较窄。