基于LCTF的艇载高光谱数据采集与存储
技术创新
中文核心期刊《微计算机信息》（测控自动化）２００８年第２４卷第９－１期
３６０元／年邮局订阅号：８２－９４６
《现场总线技术应用２００例》
数采与监测
引言
根据光谱学理论，不同物质的分子结构特征和形状决定了其反射、吸收和辐射的电磁波特性。人们将成像技术与光谱技术结合在一起发展了多光谱成像和高光谱成像，利用高光谱图像可有效地区分和识别地物，从而大大提高了遥感应用的范围与能力。高光谱遥感是当前遥感的前沿技术，具有波段多，光谱分辨率高的优点，因而被广泛地应用于国土资源、生态、环境监测和城市遥感１中。艇载高光谱数据处理系统采用小型的嵌入式计算机ＰＣ／１０４，它具有良好的稳定性、
兼容性、抗震性以及低功耗（１Ｗ￣２．５Ｗ）等特点，从可靠性出发，我们将固态电子盘作为存放控制程序和图像数据的外存储设备。
１ＬＣＴＦ高光谱数据采集系统介绍
对于低空艇载遥感平台而言，为了便于后期图像的数据处理如自动拼接、定标、仿真、三维重现等，需要获取高质量、高分辨率的图像数据，高光谱数据除了二维几何图像外，还包含了光谱维。液晶可调谐滤光片ＬＣＴＦ（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＴｕｎａｂｌｅＦｉｌｔｅｒ）与红外相机是整个高光谱数据采集系统的重要部件，它们共同组成了多波段成像系统。ＬＣＴＦ成像光谱范围覆盖了从可见光到近红外波段，光谱带宽分辨率从５ｎｍ￣２０ｎｍ可选。相对于传统的滤光片，现在采用的是一种电调谐的ＬＣＴＦ２，它用电调谐代替机械滤光片转轮，由于具有能实现波段的快速调谐；有较高的空间分辨率和光谱分辨率；体积功耗小；重量轻；控制方便；对平台稳定性要求较低等优点，因而成为新一代高光谱数据采集的核心部件。数据采集与处理则由稳定性好、体积与功耗小的ＰＣ１０４嵌入式计算机进行操作与控制。
１．１系统结构
基于ＬＣＴＦ技术的高光谱成像系统由光学镜头、液晶可调谐滤光片ＬＣＴＦ和电荷耦合器件ＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ－ｃｏｕｐｌｅｄｄｅｖｉｃｅ）图像探测器组成。图１是相机外部结构图。其工作原理是：地物反射的太阳光经过光学镜头，由ＬＣＴＦ调谐滤波，在ＣＣＤ面阵探测器成像，通过ＣＣＤ相机的ＣａｍｅｒａＬｉｎｋ接口由ＰＣ１０４采集卡完成对ＣＣＤ相机的目标图像数据的获取，经由ＰＣＩ总线存放到ＰＣ１０４内存缓冲中，最终以文件形存储在硬盘上。图２为相机与ＰＣ１０４系统连接的结构图。
图１ＬＣＴＦ相机外部结构
图２数据采集系统结构
１．２软件设计
基于ＬＣＴＦ的艇载高光谱数据采集与存储
ＨｙｐｅｒＳｐｅｃｔｒａｌＤａｔａＡｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎａｎｄＳｔｏｒｉｎｇＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎＬＣＴＦ
方薇１罗军２钱玮１易维宁２张冬英３
ＦＡＮＧＷｅｉＬＵＯＪｕｎＱＩＡＮＷｅｉＹＩＷｅｉ－ＮｉｎｇＺＨＡＮＧＤｏｎｇ－ｙｉｎｇ
摘要：本文介绍了一种基于液晶可调谐滤光片ＬＣＴＦ的艇载高光谱数据采集系统，采集系统是由光学镜头、ＬＣＴＦ和ＣＣＤ探测器组成，试验中采用电调谐ＬＣＴＦ方法获取从４２０ｎｍ到７２０ｎｍ１６个波长的带宽分辨率为２０ｎｍ的高分辨率地物光谱数据。文章阐述了基于ＰＣ１０４计算机的数据采集与存储系统软硬件设计思路，介绍了一种可方便存储与读取的遥感数据文件格式ＨＤＦ。试验验证了该系统可满足高光谱遥感实际应用的需求。关键词：数据采集；高光谱遥感；液晶可调谐滤光片；ＨＤＦ中图分类号：ＴＰ３６８；ＴＰ７３文献标识码：Ｂ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＢａｓｅｄｏｎＬＣＴＦ（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＴｕｎａｂｌｅＦｉｌｔｅｒ）ａｈｙｐｅｒｓｐｅｃｔｒａｌｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎａｎｄｓｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｏｎｂｏａｒｄｏｆａｉｒｓｈｉｐｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｔｈｅｐａｐｅｒ．Ｔｈｅｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｃｏｎｓｉｓｔｅｄｏｆａｎｏｐｔｉｃｌｅｎｓ，ａＬＣＴＦａｎｄａ．ＣＣＤｃａｍｅｒａ．Ｕｓｉｎｇｂｙｅｌｅｃｔｒｉｃｔｕｎｅｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅｈｙｐｅｒｓｐｅｃｔｒａｌｄａｔａｏｆｔｈｅｏｂｊｅｃｔｓｏｎｇｒｏｕｎｄｗｈｉｃｈｃｏｎｓｉｓｔｓｏｆ１６ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｓｆｒｏｍ４２０ｎｍｔｏ７２０ｎｍｗｉｔｈ２０ｎｍｈｉｇｈｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄａｔｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．ＴｈｅｓｙｓｔｅｍｆｕｎｃｔｉｏｎａｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＰＣ１０４ｂａｓｅｄｈａｒｄｗａｒｅａｎｄｓｏｆｔｗａｒｅａｒｅｅｌａｂｏｒａｔｅｄ．ＩｎｔｈｅｓｙｓｔｅｍａＨＤＦｄａｔａｆｏｒｍａｔｗｈｉｃｈｓｐｅｃｉａｌｌｙｓｕｉｔｅｓｆｏｒｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇｆｉｅｌｄｗａｓｕｓｅｄｆｏｒｄａｔａｓｔｏｒｉｎｇ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｉｓｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｃｏｕｌｄｍｅｅｔｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆａｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ；ＨｙｐｅｒｓｐｅｃｔｒａｌＲｅｍｏｔｅＳｅｎｓｉｎｇ；ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＴｕｎａｂｌｅＦｉｌｔｅｒ；ＨＤＦ
文章编号：１００８－０５７０（２００８）０９－１－０１２２－０３
方薇：工程师
基金项目：高分辨光谱大气环境遥感监测新技术研究（２００６ＡＡ１２Ｚ１３１）
颁发部门：国家高技术研究发展计划（８６３计划）
（１．中国科学院合肥智能机械研究所；２．中国科学院安徽光学精密机械研究所；３解放军炮兵学院）
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数采与监测《ＰＬＣ技术应用２００例》
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高光谱数据采集模块通过总控模块的指令控制，分别实现
对相机的初始化（开／关机、加载动态连接库、开辟图像存储缓
存）、工作模式设置（包括曝光时间、波长选择和循环拍摄次数
等）、采集／存储和数据选择性下传等功能。图３为数据采集模块
工作流程。所有应用软件均用Ｃ＋＋语言开发。
１．３ＬＣＴＦ相机的数据采集
图３ＬＣＴＦ采集模块程序流程
液晶可调谐滤光片ＬＣＴＦ是一种新型光器件，它在很宽的
光谱范围内有高的透过率。本系统中ＬＣＴＦ相机的波段范围设
定为４２０ｎｍ到７２０ｎｍ，共计１６个波段，带宽分辨率２０ｎｍ，波长
精确度为７／８ｎｍ，调谐反应时间最大为５０毫秒，半角可视范围
７．５度，最大帧频１０ｆｐｓ。
艇载主控计算机ＰＣ１０４通过ＵＳＢ口向ＬＣＴＦ控制器发送
电调谐命令及对滤光片进行初始化操作，由电信号的强弱实现
对波长的调谐。对ＬＣＴＦ相机的拍摄操作是由计算机通过ＰＣＩ
总线向采集卡发送拍摄指令，采集卡遵循ＣａｍｅｒａＬｉｎｋ协议对
ＣＣＤ相机接口进行拍摄控制。
高光谱采集系统中，ＣＣＤ相机主要实现地面图像数据的采
集。ＣＣＤ面阵探测器分光敏区和蔽光区，探测器光敏区１０２４×
１０２４个像元在曝光期间根据地物光强积累电荷，一旦曝光完
毕，光敏区内积累的电荷被高速地转移到另外一个１０２４×１０２４
像元的蔽光区；在蔽光区，图像帧被每次一行地读出，与此同
时，下一帧又开始曝光。本系统采用ＤＡＬＳＡ公司１Ｍ３０型科学
级数字ＣＣＤ相机，该相机探测器是帧转移体系结构，具有像元
复位和反晕功能，无需快门，像元分辨率为１０２４×１０２４，视场角
１６．６度，在飞艇移动平台高度５００￣１０００米时，地面分辨率为
０．１￣０．２米，数据精度１２位，帧频可达每秒３０帧，即对一个波段
的图像数据ＣＣＤ可以在３３．３ｍｓ内完成采集。考虑到ＬＣＴＦ电
调谐的最大响应时间需５０ｍｓ，因此ＬＣＴＦ相机帧频设定为１０
ｆｐｓ，即每获取一组ＬＣＴＦ原始１６个波长的图象数据需要１．６
秒。上述采集速度满足艇载飞行平台在某一定点低空稳定平衡
时间２秒的要求。
基于ＰＣ／１０４的高光谱数据采集系统已成功应用于低空高
分辨光谱大气环境遥感监测。图４是在湖北地区获取的部分高
光谱立体图像数据。试验过程中ＬＣＴＦ装置垂直于地面观测，高
度５００米；试验中ＬＣＴＦ从４２０ｎｍ调谐到７２０ｎｍ，间隔２０ｎｍ，一
组数据共１６个波长。图４为６８０，７００，７２０ｎｍ连续３个波长的
图像数据。由图可见，该高光谱数据采集系统分辨率较高，成像
质量较好。
２ＬＣＴＦ相机的数据存储
文件是数据保存的主要形式，目前国际上普遍采用ＨＤＦ
文件格式存储遥感数据。ＨＤＦ是一种自我描述、多对象的文件
格式４，主要用于存储和分发科学数据，易于容纳将来新增加的
数据模式，且与其他标准格式兼容性好，它是一个计算平台无
关的文件格式，ＨＤＦ文件格式已经成为遥感应用中应用最广的
格式之一。
图４６８０－７２０ｎｍ局部图像
ＬＣＴＦ高光谱数据采集系统搭建于低空艇载飞行，由于飞
行平台的可移动性，且１６波长图像并不是在同一时间内成像，
所以采集获得的高光谱图像数据必须先进行图像配准，才能进
行后期数据分析和应用。实验中通过配准、定标等数据处理，最
终将１６个原始图像ｒａｗ格式文件合并生成ＨＤＦ格式标准遥感
图像文件，存储于硬盘中。按采集周期２秒计算，获取１６个不
同波长的数据，故数据量为１０２４×１０２４×１６×１２ｂｉｔ＝２４０Ｍｂｉｔ。实际
存储器开设２ｂｙｔｅ来容纳１２比特的数据，故实际存储量为
１０２４×１０２４×１６×１６ｂｉｔ＝２６８Ｍｂｉｔ，即占３２ＭＢ。
２．１ＨＤＦ文件结构与数据类型
２．１．１文件结构
ＨＤＦ文件格式比较复杂，在一组文件里，可以包含许多不
同种类的信息。每一个ＨＤＦ文件结构包括一个文件号（ｆｉｌｅｉｄ）、
至少一个数据描述符（ｄａｔａｄｅｓｃｒｉｐｔｏｒ）、没有或多个数据内容
（ｄａｔａｅｌｅｍｅｎｔ）。文件头是一个４字节的值，占用ＨＤＦ的前４个
字节，是文件格式的标志。数据描述符１２字节长，由４个域组
成，分别为：一个２字节的标签、一个２字节的引用字、一个４
字节的数据偏移量以及一个４字节的数据长度。数据内容是数据对
象的原始数据部分，包含每个象素的值，它的大小由数据描述符最后
４字节的数据长度确定。
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数采与监测
２．１．２数据类型
ＨＤＦ文件主要有６种基本数据类型，分别是：光栅图像、
调色板、科学数据集、注解、虚拟数据和虚拟组。ＨＤＦ为每一个数据类型
分别提供了不同的应用程序接口，利用这些接口函数可以对每一种数据类型进行操作。
２．２ＨＤＦ文件操作
ＨＤＦ文件操作主要有文件的创建、
读取、保存和信息查询，利用ＨＤＦ提供的库可以实现对ＨＤＦ不同数据类型的操作，头文件ｈｄｆ．ｈ和ｍｆｈｄｆ．ｈ分别封装了操作ＨＤＦ文件所需要的函数和涉及到的数据类型，在对文件进行操作之前，首先把ＨＤＦ库和头文件添加到项
目工程中，然后就能够调用函数进行不同的操作。
２．３ＨＤＦ应用编程方法
科学数据集（ＳＤＳ）是一个用来存储和描述科学数据多维数组的
数据结构，每一个科学数据集必须包含一个科学数据集数组、一个名字、一个数据类型和数据集数组的维数，此外它还有三种可选的组件：预定义属性、用户定义属性和维数尺度４。
遥感图片是经常使用的信息源。为了对高光谱数据进行亮度计算对比、统计分析、仿真等不同处理，将ＬＣＴＦ相机拍摄到的１６幅不同波段的原始图像文件保存在一个ＨＤＦ文件里，统一进行存储。原则上，这些数据文件可以保存到各种ＨＤＦ不同的数据类型中，也可以保存为同一种数据类型。这里，我们把１６个波段图像文件保存为
１６个不同的科学数据集，对相机的定标文件单独保存为另一个科学
数据集，其它的辅助信息和文件说明统一放到注释数据中。保存文件和从ＨＤＦ文件中读取信息的算法编程分别说明如下：
ｖｏｉｄＳａｖｅＡｓＨＤＦ（）｛
创建同时打开一个ＨＤＦ文件；
Ｆｏｒ（ｊ＝０；ｊ＜１６；ｊ＋＋）｛
设置并打开科学数据集（ＳＤＳ）名称；
读取原始文件名中的文件数据保存到缓冲区中；将缓冲区中的数据写到打开文件的数据集里；关闭当前科学数据集；
｝
把定标文件写入科学数据集；打开注释
设置ＨＤＦ文件信息和辅助信息；保存到注释中；关闭注释、文件；
｝
ｖｏｉｄＯｐｅｎＨＤＦ（）｛
根据文件名打开ＨＤＦ文件；
读取文件信息获取其中科学数据集数目；选择所要打开的某个数据集并打开它；读取科学数据集各种参数信息；读取科学数据集具体数据；对数据进行其他操作；关闭数据集、文件；
｝
３小结
利用电调谐多波段ＬＣＴＦ和ＣＣＤ面阵探测器组成的高光谱成
像系统，可获取可见光４２０ｎｍ－７２０ｎｍ带宽为２０ｎｍ的１６个波长地物图像数据，成像质量良好。经初步的数据处理生成了可用于光谱分析的高光谱标准遥感图像数据。该成像系统体积小、数据处理功能强大，可有效地应用于空间受限的窄小遥感艇载检测平台。该系统搭载在飞艇平台，于５００米低空进行了成功的野外试验。有关艇载设备数据与地面的通信方式将在另外的文章中介绍。
本文作者创新点：
本文介绍了一种新的高光谱探测技术，提出一种轻小型、高可靠性的高光谱数据采集系统，将ＬＣＴＦ调谐技术应用到高光谱遥感系统中。基于这种方法，文章给出了该数据采集系统的软、硬件设计、实现过程以及利用ＨＤＦ图像文件格式打包存储海量数据和各种图象信息，方便索引。参考文献
［１］钱乐祥，泮学芹，赵芊．中国高光谱成像遥感应用研究进展．国土资源遥感ＮＯ．２，２００４
［２］Ｓｈｉｎ－ＴｓｏｎＷｕ．ＤｅｓｉｇｎｏｆａＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＢａｓｅｄＴｕｎａｂｌｅＥｌｅｃ－ｔｒｏｏｐｔｉｃＦｉｌｔｅｒ．ＡｐｐｌｉｅｄＯｐｔｉｃｓ，１９８９，２８：４８－５２
［３］柴家凤，费仁元，王民等基于ＰＣ／１０４总线的数据采集系统设计及应用微计算机信息［Ｊ］２００６，６－２：７０－７１，１１８［４］ＨＤＦ４．３使用简介［Ｊ］。国家卫星气象中心。
作者简介：方薇（１９７７－－），女，安徽合肥人，中国科学院合肥智能机械
研究所，研究方向：计算机应用研究与信息处理。
Ｂｉｏｇｒａｐｈｙ：ＦＡＮＧＷｅｉ（１９７７－－），ｆｅｍａｌｅ，ｎａｔｉｖｅｐｌａｃｅ：ＨｅｆｅｉｉｎＡｎｈｕｉｐｒｏｖｉｎｃｅ，ＳｈｅｉｓｗｏｒｋｉｎｇａｔＴｈｅＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＩｎｔｅｌｌｉ－ｇｅｎｔＭａｃｈｉｎｅｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ．Ｔｉｔｌｅ：Ｒｅ－ｓｅａｒｃｈＡｓｓｉｓｔａｎｔ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｆｉｅｌｄ：Ｃｏｍｐｕｔｅｒｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｉｎｆｏｒ－ｍａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ．
（２３００３１安徽合肥中国科学院合肥智能机械研究所）方薇
（２３００３１ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＭａｃｈｉｎｅｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ）ＦＡＮＧＷｅｉ
通讯地址：（２３００３１安徽合肥西郊董铺中国科学院合肥智能机
械研究所）方薇
（收稿日期：２００８．０７．１３）（修稿日期：２００８．０８．２５）
（上接第６５页）
［３］缪学勤．现场总线与工业以太网技术最新进展（Ｃ）
第五届工业仪表与自动化学术会议论文集．２００４，４：１７－３１
作者简介：唐瑞尹，女，１９７６年出生，硕士，讲师，主要从事工业过程
控制方面的研究。
Ｂｉｏｇｒａｐｈｙ：ＴＡＮＧＲｕｉ－ｙｉｎ（１９７６－），Ｍａｓｔｅｒ＇ｓｄｅｇｒｅｅ，ｌｅｃｔｕｒ－
ｅｒｓ，ｗｏｒｋｉｎｇｉｎＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｃＣｏｎｔｒｏｌ，ＨｅｉｂｅｉＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ｍａｉｎｌｙｉｎｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｐｒｏｃｅｓｓｃｏｎ－ｔｒｏｌｓｔｕｄｙ．
（０６３００９河北理工大学计控学院）唐瑞尹粘山坡王嘉伟（０６３００９华北煤炭医学院）何鸿鲲
（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｃＣｏｎｔｒｏｌ，ＨｅｉｂｅｉＰｏｌｙ－ｔｅｃｈｎｉｃＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔａｎｇｓｈａｎ，Ｃｈｉｎａ）ＴＡＮＧＲｕｉ－ｙｉｎＮＩＡＮＳｈａｎ－ｐｏＷＡＮＧＪｉａ－ｗｅｉ
（Ｌｉｂｒａｒｙ，ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＣｏａｌＭｅｄｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔａｎｇｓｈａｎ０６３００９，Ｃｈｉｎａ）ＨＥＨｏｎｇ－ｋｕｎ
通讯地址：（０６３００９河北唐山新华西道４６号河北理工大学计控学院）唐瑞尹
（收稿日期：２００８．０７．１３）（修稿日期：２００８．０８．２５）
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数据采集处理项目技术方案
xxx大数据库中心数据库 投资商和企业数据采集处理项目 项目编号： 技术方案 xxx有限公司 二○一七年六月 目录 1 引言 ................................................................................................................................................................... 1.1 项目背景 (2) 1.2 项目目标............................................................................................................................................. 1.3 建设原则............................................................................................................................................. 1.4 参考规范............................................................................................................................................. 1.5 名词解释............................................................................................................................................. 2 云数据采集中心 ............................................................................................................................................... 2.1 需求概述............................................................................................................................................. 2.2 总体设计 (7) 2.3 核心技术及功能 ................................................................................................................................. 3 大数据计算平台 ............................................................................................................................................... 3.1 需求概述........................................................................................................................................... 3.2 总体设计........................................................................................................................................... 3.3 数据模型设计................................................................................................................................... 4 数据运营 ......................................................................................................................................................... 4.1 数据挖掘分析 .................................................................................................................................... 4.2 数据分析处理的主要工作 ................................................................................................................ 4.3 数据分析团队组织和管理 ................................................................................................................ 5 安全设计 ........................................................................................................................................................... 6 风险分析 ........................................................................................................................................................... 7 部署方案 ........................................................................................................................................................... 8 实施计划 ........................................................................................................................................................... 9 技术规格偏离表 ............................................................................................................................................... 10 售后服务承诺 ................................................................................................................................................. 11 关于运行维护的承诺 ..................................................................................................................................... 12 保密措施及承诺 ............................................................................................................................................. 13 培训计划 .........................................................................................................................................................
数据采集及传输处理
数据采集及传输处理 摘要 本文主要阐述了基于数字采集与传输处理系统的设计基本思想，包括硬件实现，应用软件实现以及驱动程序设计，同时也介绍了基于MAX485数据传输系统。 硬件的主要组成部分为AT89C51，ADC0809，MAX485，8155，LED显示。 用软件编程控制硬件实现的过程：发送方的设备把模拟信息转换为数字信息后，发送到接收方的设备上。接收设备利用LED来显示数据。 使用的核心芯片是AT89C51，这个芯片可以很好地满足我们的要求。数据采集系统用来采集模拟数据，并将模拟数据存放于存储器中作以后发送用。A/D转换器将模拟形式转换为数字量表示。使用ADC0809作为A/D转换器，它可以把连续的模拟信号转变成数字形式。选用MAX485连接两台机器进行传递信息. 软件编程的语言使用的是C 语言，它的运行的环境是keil软件。 关键词: 单片机AT89C51,ADC0809,MAX485,LED显示.
Abstract This article introduces the base method according to data collection and transmitting process system, including the hardware design, the application software design and the design of the program design, also introduces the data transmitting system according to the MAX485. The necessary hardware consists of AT89C51，ADC0809，MAX485，8155，LED display. The process of the programme of software controlling hardware operation as follow: The device on the transmitting computer converts the analog signals to digital format and this digital format is transmitted to the receiving computer. The device on the receiving computer uses the information to driver LED display. The key chip we use is AT89C51. This chip can meet our need perfectly. Data acquisition system is used to acquire analog data and store it on storage devices for later transmitting. A/D converter converts an analog format into an equivalent digital representation. We use the ADC0809 as A/D converter, which is used to convert continuous analog signals into digital format. We choose the MAX485 as the device, which is used to connect two computers for transmitting information. The programme of software language is C language, which of operation is keil software. Key words: MCS-AT89C51, A/D converter, MAX485, LED display.
单片机的应用于数据采集 存储 显示
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 第一章 设计任务与要求 1. 设计任务 单片机在工业控制系统诸多领域得到了极为广泛的应用。特别是其中的51系列的单片机的出现，具有更好的稳定性，更快和更准确的运算精度。本次设计以8051单片机为核心，实现空调的智能控制因为8051单片机应用广泛，性能稳定，抗干扰能力强，性价比高。而且还适用于仪器仪表，不仅能完成测量还可以进行数据的处理和监控等。 本次以单片机为主控器设计单片机主电路、数据采集接口电路扩展A/D 和D/A 接口，构成一路模拟量输入的数据采集系统，要求设计制作出硬件电路、LED 显示电路、时钟信号控制电路，能够实现对多路电压值进行测量，能够显示当前实际的温度值，温度值精度小数点后1位，可以通过ADC0809模数转换芯片将采集的模拟信号转换为数字信号并在LED 显示屏显示出来。 2. 设计要求 以单片机为控制器核心扩展A/D 和D/A 接口，构成一个多路模拟量输入的数据采集系统，要求设计制作出硬件电路，编制并调试出程序。 多路数据采样系统框图
第二章设计依据 单片机在工业控制系统诸多领域得到了极为广泛的应用。特别是其中的51系列的单片机的出现，具有更好的稳定性，更快和更准确的运算精度。本次设计以8051单片机为核心，实现空调的智能控制因为8051单片机应用广泛，性能稳定，抗干扰能力强，性价比高。而且还适用于仪器仪表，不仅能完成测量还可以进行数据的处理和监控等。 51系列单片机主要功能： ●8位CPU。 ●片内带震荡器，振荡频率f ose范围为1.2到12MHz;可有时钟输出。 ●128个字节的片内数据存储器。 ●4KB的片内程序存储器。 ●程序存储器的寻址范围为64KB。 ●片外数据存储器的寻址范围为64KB。 ●21个字节专用寄存器。 ●4个8位并行I/O接口：p1、p2、p3、p0。 ●1个全双工串行I/O接口，可多机通信。 ●2个16位定时/计数器。 ●中断系统有5个中断源，可编程为2个优先级。 ●111条指令，含乘法指令和除法指令。 ●有强的位寻址、位处理能力。 ●片内采用单总线结构。 ●用单一+5V电源。 数据采样是智能仪表、自动控制系统中不可缺少的部分，本次设计中由于8051单片机本身不具备将电量信号转换成数字量的功能，所以必须扩展A/D、D/A接口。输入信号是用5 V 电源经电位器调节得到0~5 V的采样输入信号送入ADC电路。单片机分时对模拟输入信号进行采集，获得数值信号单片机内存储RAM中，也可以使用扩展RAM。经处理后的信号之后单片机将RAM中的数值量送入D/A转换电路，D/A电路通常输出与数字量相对应的模拟电流，经I/ V变换成模拟电压值。 第三章控制系统性能说明 单片机多通道温度采集测控系统采用集成温度传感器满足温度测量，并将温度信号转换成电流，转换为电压信号，通过放大电路最终交由模/数转换芯片转换成数字信号经单片机 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
数据采集存储与传输
数据采集、存储和传输 压缩机转速为8k转/分时，频率133.33 f≈Hz，若要分析到信号频率的4倍频时，有经验公式得采样频率： 2.54133.33 1.33 f≥??≈kHz。所要采集的振动 s 信号是,x y轴两个方向的信号，故要使用采集卡的两个通道进行数据采集，所以，采样频率 f应大于2.66kHz。所以，采集卡的最高采样速率达到3kHz即可满足 s 转速为8k转/分的压缩机的振动信号采集。 中断采集： 在LabView中软件触发方式比较简单，但采样速度较低，在采集振动信号时不能满足实际要求。而采用中断触发方式可以实现数据的高速采集，最高采样速率可达100kHz。 以下是LabView下采用中断触发方式实现数据高速采集时用到的几个关键子VI的简单介绍： DeviceOpen：打开指定的设备并返回一个驱动句柄，之后所有执行相应I/O 操作的子VI 都应基于该句柄参数所获得的配置数据。该子VI 必须在调用其他驱动子VI 之前调用。 AllocDSPBuf：为用户缓冲区分配参数Count 指定大小的空间。该子VI 的输出用作FAITransfer 子VI的输入，通过MemoryType 参数可以选择以电压形式或二进制形式显示数据。程序运行结束后，LabVIEW自动释放此内存空间。EnableEvent：通过指定相应的事件类型代码来使用或禁用一个指定的事件，并通知由DriverHandle所指定的硬件设备。 MultiChannelINTSetup：开始多通道中断触发方式的A/D转换，并将采集到的数据储存到内部缓冲区，该操作将一直进行，直到调用FAIStop子VI。该子VI 运行时将自动调用AllocINTBuf子VI，分配FAIINTStart.Count参数所指定大小的内部缓冲区。与用户缓冲区不同的是，在程序结尾需另外调用子VI释放此内存空间。通过该子VI可以设置采样率、各通道增益代码、循环方式、是否使用FIFO缓存器等。 WaitFastAIOEvent：使程序进入等待状态，直到设定的事件发生（内部缓冲区半满或全满，等待结束,内部缓冲区全满）或等待时间超出用户通过Timeout参数设定的值。该子VI可以用来捕获内部缓冲区半满或全满事件。BufferChangeHandler：将数据从内部缓冲区传送到用户缓冲区。该子VI能够判断内部缓冲区当前的状态是半满还是全满，从而执行不同的操作：半满时，从内部缓冲区取出1/2Count数量的数据到用户缓冲区；全满时，不做任何传输操作。要实现连续数据采集，程序中需要反复调用该子VI。此外，如果在AllocDSPBuf中选择的是以电压形式显示数据，该子VI还负责完成从原始数据到电压值的转换。 ClearOverHandler：用来处理FAI采样缓冲区的溢出状态，并清除溢出标志。即当采集数据的数量达到FAIINTStart.Count 的值后归零，重新开始计数。OverRun：显示缓冲区中的数据是否已被及时地传送出去；HalfReady：显示内部
基于LabVIEW的数据采集与处理系统设计
基于LabVIEW的数据采集与处理系统设计 摘要：虚拟仪器作为一种基于图形化编程的新型概念仪器，以计算机作为运行媒介，节省了大量的显示、控制硬件，越来越显示出它独有的优势。基于LabVIEW的数据采集与处理系统，整体采用了循环结构与顺序结构相结合的形式，实现了模拟信号的采集与实时动态显示，并且仿真出了对数据的采集和报警功能，并且能够存储数据，进行各种自定义设置，显示效果良好，对现实中的数据采集与处理系统具有很大的借鉴作用。 关键词：虚拟仪器；数据采集；数据处理；LabVIEW
The Design of Data Acquisition and Processing System Based on LabVIEW Abstract:As a kind of virtual instrument based on graphical programming the new concept of instruments, run at the computer as a medium, save a large amount of display, control hardware, more and more shows its unique advantages. Data acquisition and processing system based on LabVIEW, and the overall adopted loop structure and order structure, in the form of the combination of the dynamic analog signal acquisition and real-time display, and the simulation of the data collection and alarm function, and the ability to store data, for a variety of Settings, display effect is good, the reality of the data acquisition and processing system has a great reference. Keywords：Virtual Instrument;Data Collection;Data Processing;LabVIEW;
基于树莓派的数据采集与存储
《嵌入式综合实践》 设计报告 目录 一、树莓派简介 (2) 二、配置树莓派 (3) 1.树莓派供电 (3)
2.手动对SD存储卡进行写操作（windows） (3) 3.连接笔记本电脑显示器 (3) 三、硬件电路连接 (6) 四、DHT11简介 (7) 五、获取DHT11传感器温湿度 (7) 六、安装本地MYSQL (9) 七、连接阿里云RDS数据库 (11) 八、上传数据到传感云 (13) 九、Cron 实现定时功能 (14) 一、树莓派简介 Raspberry Pi(中文名为“树莓派”,简写为RPi，或者RasPi/RPi)是为学生计算机编程教育而设计，只有信用卡大小的卡片式电脑，其系统基于Linux。随着Windows
10 IoT的发布，我们也将可以用上运行Windows的树莓派。自问世以来，受众多计算 机发烧友和创客的追捧，曾经一“派”难求。别看其外表“娇小”，内“心”却很强大，视频、音频等功能通通皆有，可谓是“麻雀虽小，五脏俱全”。 二、配置树莓派 1.树莓派供电 树莓派的供电装置与智能手机的充电器是一样的。基本规格为DC 5V(直流电)，至少达到700mA的输出电流，树莓派2的输出电流应该更大，比如1.5A或2A。 2.手动对SD存储卡进行写操作（windows） 选择一张4GB以上的SD存储卡，SD卡插入笔记本电脑卡槽(或者需要一个读卡器)。下载官方发行的树莓派操作系统发行包(https://www.360docs.net/doc/676930253.html,/downloads)，并解压到本地。用管理员权限打开Fedora ARM Installer（http://bit.ly/ISLPc4下载），将下载的镜像写入SD存储卡。如下图： 3.连接笔记本电脑显示器 网络设置：SD卡插入树莓派的SD卡插槽，把树莓派和路由器用网线连接。打开电脑“网络和共享中心”，点击“WLAN（***）”点击“属性”，点击“共享”，在“允许其他网络用户通过此计算机的Internet来连接”前打勾。
数据采集及传输处理系统
中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:1009-2552(2007)06-0073-03 数据采集及传输处理系统 杨永辉1,庞 宵1,李景杰2 (1.辽宁科技大学电子与信息工程学院,鞍山114044; 2.鞍钢计量厂,鞍山114001) 摘 要:为了方便地在现场监控电压或电流信号,显示出相应数值并预警出现问题的信号,很有必要设计一个低成本、观察方便、操作简易的处理系统。提出了基于数字采集及传输处理系统的基本设计思想,包括A D转换器与单片机的接口实现,MAX485的串口传输原理及并口驱动LED等,设计出了完整的电路结构与实现软件。为了编程方便及易于调试,采用C语言作为软件编程语言,开发环境是Keil软件。 关键词:数据采集;MAX485串行通信;AT89C51 System of data collection and transmitting&processing YANG Yong hui1,PANG Xiao1,LI Jing jie2 (1.School of Electronics and Information Engineering,Liaoning University o f Science and Technology,Anshan114044,China; 2.Angang Computation and Measure Company,A nshan114001,China) Abstract:In order to monitor voltage or current signals expediently at the local,display the corresponding values and alar m fault signals,it is very important to design a lo w cost system with convenient observation and straightforward operation.This article brings for ward an idea based on a system of digital data c ollection, transmitting and processing,introduces the interface between the A D converter and the single chip microcom puter,analyzes the principal of the transmitting system based on MAX485serial ports,describes the method of driving LED by parallel ports in detail,and designs a complete circuit architecture and imple mented software under this foundation.To program facilitatively and debug effortlessly,C language is adopted as the progra m ming language and the developed environment is Keil software. Key w ords:data collection;MAX485serial port communication;AT89C51 随着电子技术的迅速发展,单片机以其高可靠性、高性能、低价格、应用灵活等特点,在工业控制系统、数据采集系统、智能化仪器仪表、办公自动化等诸多领域得到极为广泛的应用。在自动控制领域,为了解设备的运行参数及运行状态,需要对各种物理量进行检测。通常采用的方法有:使用微机控制,但其设备复杂、成本较高;使用单CP U控制,虽然简单,但系统智能化及传输可靠性低。两种方法都不理想。 为了避免上述两种方法的不足,并满足现场要求,设计了一种借助单片机、显示器件、数据采集技术和现代通信技术,适用于电压和电流信号的数据采集及传输处理装置。1 方案的确定 在生产过程中需要下位机直接对生产过程进行检测,需要上位机控制并显示数据。为了提高系统的智能性、可靠性和实用性,本设计采用双C PU的方法,即在数据采集的发端和数据处理的收端都采用单片机控制,发端完成数据的采集、转换和发送,收端完成数据的接收、处理和显示功能。并在数据通信中采用差错控制技术以保证数据通信的可靠性。两片CPU都采用目前广泛应用的MC S51系列 收稿日期:2006-10-31 作者简介:杨永辉(1971-),男,1995年毕业于东北大学通信工程专业,辽宁科技大学电信学院任教,主要从事移动通信方 面的教学和科研。 73
数据采集存储系统实验报告
数据采集存储系统 陈俣兵任加勒蔡露薇 摘要：本系统以C8051F360单片机最小系统为核心，结合FPGA及高速A/D数据采集模块，可靠地实现对一路外部信号进行采集、存储及FFT频谱分析。系统硬件可以分为模拟部分和数字部分。模拟电路主要包括信号调理电路、锁相环模块及A/D模块、D/A模块。调理电路主要调节信号的幅度及直流偏置，以满足A/D对输入信号1~2V的幅度要求。锁相环模块为A/D模块提供时钟信号，以实现对输入信号的整周期采样，防止频谱泄露。数字部分主要由FPGA实现，用于数据的存储、传输等。本系统对锁相环的使用实现了采样频率对输入信号的跟踪，大大增加了输入信号频率变化范围。测试显示本系统谐波分量测量误差小于1%，系统稳定可靠。 关键字：FFT C8051F360 FPGA 锁相环 一、方案选择与论证 1.系统整体方案比较与选择 方案一：采用扫频外差法。将输入信号和扫频本振产生的信号混频，使变频后信号不断移入窄带滤波器，进而逐个选出被测频谱分量。这种方法的优点是扫频范围大，但对硬件电路要求较高，分辨率不高，难以满足题目要求。 方案二：采用单片机来实现。采用单片机系统控制AD转换器将交流电压电流信号存入缓冲区后，由CPU进行频谱分析以及功率计算。此方案可以使控制模块的设计较为简单。但是，频谱分析的计算（如FFT）具有数据量大，乘法运算居多的特点。此弊端只能通过减少采样点数或外扩运算芯片来解决，前者会降低测量精度，而后者会增加外围硬件设计的复杂程度。 方案三：C8051F360单片机结合FPGA及锁相环模块实现。利用锁相环模块对输入信号频率进行跟踪，能够实现对信号每个周期采集相同点的数据，保证了单片机进行频谱分析（FFT运算）时，数据的正确性。利用FPGA设计两个双口RAM，一个用于存储采集的外部信号数据，另一个用于存储单片机进行FFT运算过程中的大量数据。此方案硬件电路十分简单，且能够按需求方便地改变采集的数据量大小，提高运算结果的精度。且FPGA的高精度晶振能保证AD均匀采样，为计算精度提供保障。 综上所述，本设计选用方案三。系统原理框图见图1-1； C8051F360单片机Cyclone II FPGA 高速ADC信号调理 LCD模块 键盘模块 模拟 信号 锁相环 模块 时钟信号 高速DAC信号调理信号 回放图1-1-1 系统原理框图
数据采集与传输系统实验报告
(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 数据采集与传输系统 摘要 该数据采集与传输系统以89C51及89C2051为核心，由数据采集模块、调制解调模块、模拟信道、测试码发生器、噪声模拟器、结果显示模块等构成。在本方案中仅使用通用元器件就较好的实现了题目要求的各项指标。其中调制解调模块、噪声模拟器分别采用单片机和可编程逻辑器件实现。本数据采集与传输系统既可对8路数据进行轮检，也可设置为对一路数据单独监控。本系统硬件设计应用了EDA 工具，软件设计采用了模块化的编程方法。传输码元速率为16kHz～48kHz的二进制数据流。另外，还使用了“1”：“01”、“0”：“10”的Manchester编码方法使数据流的数据位减少,从而提高传输速率。
一、方案设计与论证 首先，我们分析一下信道与信噪比情况。本题中码元传输速率为16k波特，而信号被限定在30k～50kHz的范围内，属于典型的窄带高速率数字通信。而信噪比情况相对较好。这是因为信号带宽仅为20kHz，而噪声近似为0～43kHz（）的窄带白噪声，这样即使在信号和噪声幅度比值为1：1的情况下，带内的噪声功率仍然比较小，所以系统具有较高的信噪比。 方案一： 常用的数字调制系统有：ASK、FSK、PSK等。其中FSK具有较强的抗干扰能力，但其要求的的带宽最宽，频带利用率最低，所以首先排除。ASK理论上虽然可行，但在本题目中，由于一个码元内只包括约两个周期的载波，所以采用包络检波法难以解调，也不可行。另外，对于本题目，还可以考虑采用基带编码的方法进行传输，如HDB3码，但这种编码方法其抗干扰能力较差，因此也不太适合。 方案二： PSK调制方式具有较强的抗干扰能力，同时其调制带宽相对也比较窄，因此我们考虑采用这种调制方式。为了简化系统，在实际实现时，我们采用了方波作为载波的PSK调制方式。当要求的数据传输速率较低（≤24kbps）时，对原始数据处理的方法如下：
数据采集与分析
审计数据采集与分析技术 计算机审计的含义 ?计算机审计有3层含义： –面向数据的审计 –面向现行信息系统的审计 –对信息系统生命周期的审计 面向数据的计算机审计流程 ?审前调查：电子数据的组织、处理和存储 ?数据采集：审计接口、数据库访问技术、数据采集技术 ?数据清理、转换、验证、建立中间表 ?数据分析：数据分析技术、SQL、审计软件 ?审计取证 一、审前调查及电子数据的组织、处理和存储 1.审前调查的内容和方法 ?对组织结构调查 ?对计算机信息系统的调查 ?提出数据需求 2.电子数据的组织、处理和存储 电子数据处理的特点 ?存储介质改变 ?基于一定的数据处理平台，有一定的数据模型 ?数据表示编码化（各种编码） ?带来系统控制和数据安全性的新问题 ?审计线索改变 如何表示数据 ?数据类型与数据取值 –数据类型决定了取值范围与运算范围 ?数据模型 –数据模型是对现实世界数据特征的抽象 –它提供模型化数据和信息的工具
数据模型的2个层次 ? ?概念模型 –E-R模型的要素 ?实体：客观存在并可以相互区分的事物，用方框表示 ?属性：实体的特征或性质，用椭圆表示 ?联系：实体之间的联系，用菱形表示 ?数据模型 –关系模型 –层次模型 –网状模型 数据模型的3个要素 ?数据结构 –描述模型的静态特征 –是刻画数据模型最重要的方面 ?数据操作 –描述模型的动态特性 ?数据检索 ?数据更新（增加、删除、修改） ?约束条件 –一组完整性规则的集合 ?实体完整性 ?引用（参照）完整性 ?用户定义的完整性 关系模型 ?关系模型是目前最常用的一种数据模型 ?关系数据库采用关系模型作为数据的组织方式 ?关系模型建立在严格的关系代数基础之上 ?关系模型概念单一，用关系表示实体以及实体之间的联系?关系数据库的标准语言SQL是一种非过程化语言，使用方便关系模型的数据结构 ?关系 –一张二维表，每一列都不可再分 –表中的行、列次序并不重要 ?元组 –二维表中的每一行，相当于一条记录 ?属性 –二维表中的每一列，属性有名称与类型。 –属性不可再分，不允许重复 ?主键 –由表中的属性或属性组组成，用于唯一确定一条记录?域
数据采集与传输系统
第5节 电子综合设计范例4----数据采集与传输系统 一、设计任务与要求 1、设计任务 设计制作一个用于8路模拟信号采集与单向传输系统。系统方框图参见下图。 2、设计要求 求 8路0-5V 分别可调的直流电压。系统具有在发送端设定8路顺序循环采集与器。 Hz 的带通滤波器(带外衰减优于35 dB/十倍频程)作为模拟信道。 压值。 个用伪随机码形成的噪声模拟发生器，伪随机码时钟频率为96 kHz ，周期为在解调器输入他(如自制用来定量测量系统误码的简易误码率测试仪，其方框图见下图，等等)。 ⑴ 基本要 ① 被测电压为指定某一路采集的功能。 ② 采用8位A/D 变换 ③ 采用3 dB 带宽为30～50 k ④ 调制器输出的信号峰-峰值Vsp －p 为0～1 V 可变，码元速率16 kbps ；制作一个时钟频率可变的测试码发生器(如0101…码等)，用于测试传输速率。 ⑤ 在接收端具有显示功能，要求显示被测路数和被测电 ⑵ 发挥部分 ① 设计制作一127位码元，生成多项式采f(x)=x 7+x 3+1。其输出峰-峰值V np-p 为0～l v 连续可调。 ② 设计一个加法电路，将调制器输出V sp-p 与噪声电压V np-p 相加送入模拟信道。 端测量信号与噪声峰-峰值之比(V sp-p /V np-p )，当其比值分别为1、3、5时，进行误码测试。测试方法：在8路顺序循环采集模式下，监视某一路的显示，检查接收数据的误码情况，监视时间为l min 。 ③ 在(V sp-p /V np-p )=3时，尽量提高传输速率，用上述第(2)项的测试方法，检查接收数据的误码情况。 ④ 其
基于FPGA的水声信号采集与存储系统设计
基于FPGA的水声信号采集与存储系统设计 摘要：为实现对水声信号的多通道同步采集并存储，提出了一种基于FPGA的多通道信号同步采集、高速大容量实时存储的系统设计方案，并完成系统的软硬件设计。该系统的硬件部分采用模块化设计，通过FPGA丰富的外围接口实现模块间的数据交互，软件部分采用Verilog HDL硬件描述语言进行编程，能够灵活的实现信号的采集及存储。实际应用表明，该设计具有功耗低，可高速实时存储，存储容量大，通用性强，易于扩展升级等特点。 水声信号采集存储系统是海洋环境调查仪器的重要组成部分。开展水声环境调查所使用的海洋仪器要求设备通道多、同步性好、采样率高、数据存储容量大。市场上常见的数据采集器多是采集某些固定种类的信号，动态范围比较小，通道数一般也比较少，有些还要求与主机进行接口等，这些都限制了其在水声信号采集中的应用。为满足需要，本文设计了适合于水声数据采集存储的较为通用的系统，系统单板具有8个采集通道，多个单板级联可实现多通道同步采集、USB高速存储。 1 总体设计 该系统总体结构如图1所示，上级电路通过级联接口发送采集指令，单片机初始化控制FPGA，控制FPGA首先判断单板是否为级联单板，再初始化相应的FPGA。采集模块的FPGA 向需要同步采集的通道对应的A/D芯片提供统一的时钟，使得A/D同步的选择相应的通道进行数据的同步采样和转换，其结果传给负责缓存的FPGA，缓存在DDR对应的存储空间，然后由ARM控制存储模块的FPGA从DDR空间读取数据进行本地存储。 2 系统硬件设计 系统硬件主要由控制模块、数据采集模块、缓存模块、存储模块几部分组成，系统硬件结构图如图2所示。单片机功耗低、接口丰富、可靠性高，被系统用做上电引导芯片;FPGA 器件具有集成度高、内部资源丰富、特别适合处理多路并行数据等明显优于普通微处理器的特点，所以系统采用XILINX公司不同型号的FPGA作为不同模块的主控芯片。针对系统设计中对采集存储实时性和同步性的要求，存储模块采用FPGA与ARM相结合的设计，采集主控制逻辑用ARM实现，FPGA负责数据的高速传输和存储。
数据采集和处理技术试题(卷)
一、绪论 （一）、1、“数据采集”是指什么? 将温度、压力、流量、位移等模拟量经测量转换电路输出电量后再采集转换成数字量后，再由PC 机进行存储、处理、显示或打印的过程。 2、数据采集系统的组成? 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。 3、数据采集系统性能的好坏的参数? 取决于它的精度和速度。 4、数据采集系统具有的功能是什么? （1）、数据采集，（2）、信号调理，（3）、二次数据计算，（4）、屏幕显示，（5）、数据存储，（6）、打印输出，（7）、人机联系。 5、数据处理系统的分类? 分为预处理和二次处理两种；即为实时（在线）处理和事后（脱机）处理。 6、集散式控制系统的典型的三级结构? 一种是一般的微型计算机数据采集系统，一种是直接数字控制型计算机数据采集系统，还有一种是集散型数据采集系统。 7、控制网络与数据网络的结合的优点? 实现信号的远程传送与异地远程自动控制。 （二）、问答题： 1、数据采集的任务是什么？ 数据采集系统的任务：就是传感器输出信号转换为数字信号，送入工业控制机机处理，得出所需的数据。同时显示、储存或打印，以便实现对某些物理量的监视，还将被生产过程中的PC机控制系统用来控制某些物理量。 2、微型计算机数据采集系统的特点是 （1）、系统结构简单；（2）、微型计算机对环境要求不高；（3）、微型计算机的价格低廉，降低了数据采集系统的成本；（4）、微型计算机数据采集系统可作为集散型数据采集系统的一个基本组成部分；（5）、微型计算机的各种I/O模板及软件齐全，易构成系统，便于使用和维修； 3、简述数据采集系统的基本结构形式，并比较其特点？ （1）、一般微型计算机数据采集与处理系统是由传感器、模拟多路开关、程控放大器、采样/保持器、A/D转换器、计算机及外设等部分组成。 （2）、直接数字控制型数据采集与处理系统（DDC）是既可对生产过程中的各个参数进行巡回检测，还可根据检测结果，按照一定的算法，计算出执行器应该的状态（继电器的通断、阀门的位置、电机的转速等），完成自动控制的任务。系统的I/O通道除了AI和DI外，还有模拟量输出（AO）通道和开关量输出（FDO）通道。 （3）、集散式控制系统也称为分布式控制系统，总体思想是分散控制，集中管理，即用几台计算机分别控制若干个回路，再用监督控制计算机进行集中管理。 （三）、分析题： 1、如图所示，分析集散型数据采集与处理系统的组成原理，系统有那些特点？ 集散式控制系统也称为分布式控制系统，总体思想是分散控制，集中管理，即用几台DDC计算机分
数据采集的实现与存储
科学技术学院 SCIENCE & TECHNOLOGY COLLEGE OF NANCHANG UNIVERSITY 《工程训练》报告 REPORT ON ENGINEERING TRAINING 题目数据采集的实现与存储 学科部、系：信息学科部 专业班级：082电子信息工程 学号：7020908097 学生姓名：葛剑鹏 指导教师：彭岚峰谢芳娟 起讫日期：2010.11.30~2010.12.13
目录 第一章数据采集的实现与存储的概述 (2) 1.1简介........................................................................错误！未定义书签。 1.2基本原理及结构....................................................错误！未定义书签。 第二章设计方案的选择和确定 (3) 2.1电路设计要求和指标 (3) 2.2 电路设计方案确定 (3) 第三章电路图设计..................................................................错误！未定义书签。 3.1各部分电路的设计..................................................错误！未定义书签。 3.2 总电路原理图........................................................错误！未定义书签。 3.3 总电路PCB.............................................................错误！未定义书签。 第四章性能测试与分析和实验总结 (13) 4.１性能测试............................................................错误！未定义书签。 4.２实验总结............................................................错误！未定义书签。