數據采集范例

1系統及其原理

基于通用信號處理開發板，利用FPGA技術控制AD9233芯片對目標模擬信號采樣，再將采樣量化后的數據寫入USB接口芯片CY7C68013的FIFO中，FIFO寫滿后采用自動觸發工作方式將數據傳輸到PC機。利用VC＋＋6．0軟件編寫上位機實現友好的人機交互界面，將傳輸到PC機上的數據進行儲存和實時回放。本系統主要實現以下兩大功能：1）ADC模塊對目標模擬信號進行采樣，利用FPGA技術將采樣后的數據傳輸到USB接口芯片CY7C68013的FIFO中存儲。2）運用USB2．0總線數據傳輸技術，將雷達回波信號數據傳輸到PC機實時回放。分為應用層、內核層和物理層3部分。應用層和內核層主要由軟件實現。應用層采用VC＋＋6．0開發用戶界面程序，為用戶提供可視化操作界面。內核層基于DriverWorks和DDK開發系統驅動程序，主要起應用軟件與硬件之間的橋梁作用，把客戶端的控制命令或數據流傳到硬件中，同時把硬件傳輸過來的數據進行緩存。物理層主要以FPGA為核心，對USB接口芯片CY7C68013進行控制，通過USB2．0總線實現對中頻信號采集。系統設計采用自底向上的方法，從硬件設計開始逐步到最終的應用軟件的設計。

2硬件設計

FPGA在觸發信號下，控制ADC采樣輸入信號，并存入FIFO中。當存滿時，將數據寫入USB接口芯片CY7C68013，同時切換另一塊FIFO接收ADC轉換的數據，實現乒乓存儲，以提高效率。FPGA模塊的一個重要作用是控制USB接口芯片CY7C68013。當ADC采樣后，數據進入FPGA模塊，FPGA控制數據流將其寫入CY7C68013的FIFO中，以便于USB向PC機傳輸。CY7C68013的數據傳輸模式采用異步slaveFIFO和同步slaveFIFO切換模式。通過實測，前者傳輸速度約為5～10Mbit／s，后者傳輸速度最高可達20Mbit／s，傳輸速度的提高可通過更改驅動程序的讀取方式實現。

3軟件設計

3．1USB驅動程序設計

USB2．0總線傳輸技術最高速率可達480Mbit／s。本系統采用批量傳輸的slaveFIFO模式。CY7C68013芯片內部提供了多個FIFO緩沖區，外部邏輯可對這些端點FIFO緩沖區直接進行讀寫操作。在該種傳輸模式下，USB數據在USB主機與外部邏輯通信時無需CPU的干預，可大大提高數據傳輸速度。Cypress公司為CY7C68013芯片提供了通用的驅動程序，用戶可根據需求開發相應的固件程序。

摘要:

數據自動化采集技術是建筑施工現場管理中的一種新信息技術。該技術的運用是跟蹤定位項目對象，實時傳輸數據信息，并通過計算機處理分析數據信息，進而向現場監控人員傳遞施工現場的具體情況，從而對施工現場進行有效監控和管理?；趶娀ㄖ┕がF場管理的目標，本文從功能用途方面對數據自動化采集技術進行分類，再對數據自動化采集技術在建筑施工現場管理中的應用展開深入研究，希望對提高施工現場管理水平有一定的借鑒作用。

關鍵詞:

自動化數據采集技術;施工現場管理;應用

0前言

一般而言，實時有效的施工現場數據信息收集對建筑工程管理有重要影響。傳統的數據收集技術需要消耗大量的人力、財力、時間等，現場監控人員往往需要消耗近一半的時間來收集和處理數據信息，而且人工數據收集對工作人員有一定的經驗要求。然而復雜繁瑣的人工數據收集往往導致信息不及時或者數據誤差較大等，造成決策失誤、效率低下等問題。先進自動化技術和信息技術促使施工現場高效管理的實現。借助數據自動化采集技術來跟蹤定位項目對象，并及時傳輸和處理數據信息，進而向現場監控人員傳遞施工現場的具體情況，從而對施工現場進行有效監控和管理。

1建筑施工現場自動化數據采集技術

1引言

目前我國大中型水面艦船的武器系統采用了較多的新技術，技術維護保障任務比較繁重，對作戰系統的標校提出了更高的技術要求。作戰系統標校數據的積累與分析是提高武器系統作戰能力的有效途徑。傳統作戰系統標校數據存儲主要為紙質數據，數據類型和格式的不統一造成了分析處理存在困難，限制了數據分析對武器系統技術保障的支撐作用，同時這些數據僅僅作為檢驗驗收的依據，檢驗驗收后將其歸檔不再利用，實際上這些數據大都可以在檢查使用過程中作為可靠性和可用性參考數據，具有利用價值。基于此，本文設計了作戰系統標校數據采集與分析系統，通過對作戰系統標校數據的規范化錄入、利用相關的數據處理技術進行數據的挖掘與分析，通過人機交互等方式實現標校數據的應用，為提升作戰系統標校信息化保障能力提供有力支撐。

2系統的基本組成

作戰系統標校數據采集與分析系統總體由數據錄入分系統、數據分析分系統、人機交互分系統三個分系統組成。

2．1數據錄入分系統

數據錄入分系統主要是將基礎數據和通過數據預處理得到的作戰系統標校數據一并進行錄入，構建作戰系統標校數據庫。采用的錄入方法為人機交互操作錄入。

2．2數據分析分系統

摘要：本汽車數據采集方案通過利用現代通訊技術上傳現場采集到的數據傳輸到云平臺，讓不在現場的專業技術人員也可遠在千里之外及時得到數據進行相關分析，也起到云數據備份的功能，防止數據丟失，幫助處理問題，提高工作效率。最后試驗證明系統在滿負荷八路高速CAN，500KBPS信號情況下，云端收到的誤碼率可以達到千萬分之一的水平，系統滿足實際需要。

關鍵詞：數據采集；CAN總線；云數據備份；4G網絡

新型號的汽車在進入路試后，經常碰到各種各樣的故障，需要專業人員進行及時的數據分析處理，以判定是哪一個系統和部件出了問題。通過數據采集器采集車輛數據，然后及時本地壓縮存儲后再通過4G無線網絡上傳到遠在千里之外的云平臺存儲備份。讓專業人員進行數據分析，查找問題，加快研發進度。

1系統網絡組成

系統分三部分組成，帶數據采集器的路試車輛、負責云端數據接收和分發的后臺服務器以及應用和操控的網絡電腦。在路試的每個車輛，配備一個數據采集器，其ID與車輛的特征碼綁定，以區分是那一輛車的數據。每個數據采集器最多可提供八路的can信號的數采集。分布式的應用電腦透過網絡讀取后臺服務器的數據開展業務。

2數據采集器基本特點

本設計為滿足汽車數據采集而設計，考慮到系統的復雜性及成本，最多提供八路高速can2.0采樣，速率250kbps,500kbps，1Mbps可以調整。預留一路LINBus信號采樣。采集數據除了can數據外，還包含設備身份信息，定位和采集時間的基本信息，可以滿足使用要求。數據無線傳輸使用4G網絡和wifi網絡傳輸到指定的后臺。且4G網絡和wifi網絡自動切換。在硬件方面，由于是和汽車一起野外測試，要求穩定可靠，能夠抗得住極低溫和極高溫以及強烈震動的不良使用環境下的考驗。還要滿足汽車惡劣的電磁環境的使用要求。所以，在設計采集器時，我們選擇了帶汽車級別的AECQ100認證的主動器件，以及帶AECQ200認證的被動器件，以保證在-40~85℃環境下使用的可靠性。在PCBA上的設計使用了八層板的設計，EDS器件的使用，金屬外殼的使用。保證了該設備在強電磁環境下的穩定可靠。最終測試滿足汽車部件的企業考核標準。

摘要：設計了一種基于PNI公司的磁感式傳感器和MEMS加速度傳感器的礦用鉆孔測斜儀數據采集系統。論述了系統總體的結構，重點測斜儀對數據采集系統進行了研究，給出了利用磁感式傳感器和MEMS加速度傳感器融合的方法來測得地球磁場信息和重力場信息的方法，為測斜儀后續計算姿態信息和誤差補償奠定了良好的基礎。設計的數據采集系統具有體積小、功耗低、可靠性高，成本低等特點，滿足測斜儀數據采集系統要求。

關鍵詞：磁感式傳感器；MEMS加速度傳感器；數據采集；測斜儀

0引言

煤礦井下鉆探工藝是探查和治理地質構造、老空區、探放水、瓦斯泄壓等致災因素的常用手段［15］。目前鉆探工藝中常采用鉆孔測斜儀對鉆孔軌跡進行測量，鉆孔測斜儀測量測得兩個重要的參數，傾角和方位角，從而計算出鉆孔軌跡，以確定鉆進軌跡是否按照設計的軌跡進行鉆進，而傾角和方位角的計算需要得到地磁場信息和地球重力場信息，目前大多礦用鉆孔測斜儀數據獲得都是通過磁阻傳感器或者磁通門傳感器來感知地球磁場信息，這樣的數據采集系統成本較高，測量的大多是電信號，處理電路相對復雜，體積大，功耗高，磁滯較大［69］。本文基于磁感式傳感器和MEMS加速度傳感器以及專用的測量驅動芯片設計的測斜儀數據采集系統具有磁滯小、響應速度快、功耗低、體積小、硬件結構簡單的優點［1015］?？梢詾殂@孔測斜儀后續的姿態解算以及誤差補償提供有力的支撐。

1采集系統總體結構

本文設計的測斜儀數據采集系統的整體框圖如圖1所示。系統主要由電源、2個SENR65和1個SENZ65磁感式傳感器、采集驅動芯片3DMagIC、MEMS三軸加速度傳感器、16位A／D轉換芯片和STM32F103微處理器組成。3個單軸磁感式傳感器配合3DMagIC采集驅動芯片用于測量地球磁場的地磁場信息；加速度的采集選用三軸MEMS加速度傳感器測量，加速度傳感器將采集到的加速度信息轉換成模擬的電壓值，通過16位A／D轉換芯片轉換后送入到STM32微處理器處理。通過RS232串口通信可以將采集到的信息通過上位機的VC程序顯示，從而計算傾角、工具面向角、方位角。

2電源電路設計

摘要：主干光纜監測管理系統的數據管理是主干光纜線路運維數智化的關鍵。本文重點研究影響地理信息數據、光纖光學長度數據精度的因素，并討論數據采集的需求及實施方案。實際應用情況表明，數據的精準采集及維護對光纜線路數智化運維有較好的提升作用。

關鍵詞：主干光纜;監測管理;地理信息;數據采集

1引言

國家廣播電視總局在《關于促進智慧廣電發展的指導意見》中指出“要推動‘云、網、端’資源要素相互融合和智能配置，構建高速、泛在、智慧、安全的新型綜合廣播電視傳播覆蓋體系”。有線網絡的智慧化建設中，各地紛紛建設網絡資源管理系統，以GIS為基礎的廣電網絡資源管理系統主要是把地理信息和網絡資源的數據資料、網絡拓撲進行直觀展現，針對各類資源的關聯性展開深度探究。海量的資源數據，如管道、路由、鏈路、設備、端口、業務等，逐級逐層呈現在一張圖上，便于使用者掌握網絡資源分布狀況，了解線路網絡覆蓋和聯通情況。浙江省廣電主干光纜網覆蓋全省11個地市，線路總長1850km。為提升安播保障能力，浙江廣聯有線電視傳輸中心建設了主干光纜線路的監測管理系統，其包括光纖監測和資源管理兩大部分，結合監測和資管兩部分的數據進行線路運維的數智化應用。建設過程中，光纜的數據采集極為重要，如何既精準又便捷地采集、規范化數據維護更新是系統的基礎問題。本文主要聚焦數據采集的需求分析及具體方案的制定，并介紹系統的實際應用情況。

2需求分析

監測管理系統的數據采集需求主要包括采集的數據類型和提升數據采集精準度。根據監測管理系統的功能設計要求，除了線路地理信息數據外，為了對主干光纜線路進行故障點的精準定位，還需要采集光纜的各類光學測試距離。線路資源的采集包括管網、桿路、接續盒等；數據類型包括經緯度、高度以及線路的光學測試距離。數據采集要求為數據精度高、采集儀器便攜經濟、采集操作步驟少。

2.1地理信息數據精度分析

摘要：主干光纜監測管理系統的數據管理是主干光纜線路運維數智化的關鍵。本文重點研究影響地理信息數據、光纖光學長度數據精度的因素，并討論數據采集的需求及實施方案。實際應用情況表明，數據的精準采集及維護對光纜線路數智化運維有較好的提升作用。

關鍵詞：主干光纜監測管理地理信息數據采集

1引言

國家廣播電視總局在《關于促進智慧廣電發展的指導意見》中指出“要推動‘云、網、端’資源要素相互融合和智能配置，構建高速、泛在、智慧、安全的新型綜合廣播電視傳播覆蓋體系”。有線網絡的智慧化建設中，各地紛紛建設網絡資源管理系統，以GIS為基礎的廣電網絡資源管理系統主要是把地理信息和網絡資源的數據資料、網絡拓撲進行直觀展現，針對各類資源的關聯性展開深度探究。海量的資源數據，如管道、路由、鏈路、設備、端口、業務等，逐級逐層呈現在一張圖上，便于使用者掌握網絡資源分布狀況，了解線路網絡覆蓋和聯通情況。浙江省廣電主干光纜網覆蓋全省11個地市，線路總長1850km。為提升安播保障能力，浙江廣聯有線電視傳輸中心建設了主干光纜線路的監測管理系統，其包括光纖監測和資源管理兩大部分，結合監測和資管兩部分的數據進行線路運維的數智化應用。建設過程中，光纜的數據采集極為重要，如何既精準又便捷地采集、規范化數據維護更新是系統的基礎問題。本文主要聚焦數據采集的需求分析及具體方案的制定，并介紹系統的實際應用情況。

2需求分析

監測管理系統的數據采集需求主要包括采集的數據類型和提升數據采集精準度。根據監測管理系統的功能設計要求，除了線路地理信息數據外，為了對主干光纜線路進行故障點的精準定位，還需要采集光纜的各類光學測試距離。線路資源的采集包括管網、桿路、接續盒等；數據類型包括經緯度、高度以及線路的光學測試距離。數據采集要求為數據精度高、采集儀器便攜經濟、采集操作步驟少。

2.1地理信息數據精度分析

1需求分析

根據目前車輛管理中存在的主要問題及公務車輛運行的現狀，新形勢下車輛管理的主要任務和目標是:實現車輛管理的智能化和精細化。主要體現在對各單位車輛的派遣實現自動化，車輛進入大門無需停車人工登記，而是自動識別、自動登記及自動放行;同時車輛監管部門可實時查看各所屬單位的車輛出勤狀況、進出時間查詢，自動進行各種報表的生成等方面。具體功能需求如下:(1)網上批銷假功能。對所有車輛派遣，實現網上請假、網上批假、網上銷假功能，使車輛派遣手續更加快速便捷。(2)快速識別、記錄進出大門的車輛。對車輛進出大門，實現快速自動識別并放行，無需人工審查。(3)自動記錄車輛進出大門的時間，并進行各種條件的記錄查詢，對于超假車輛，能進行信息提醒。(4)對外來車輛出入進行自動記錄。(5)信息分析匯總功能。能夠對車輛的所有運行記錄，進行顯示，分析和匯總，并生成業務部門需要的各種表格。(6)具有自動添加和更改車輛、駕駛員信息功能，具有系統維護運行簡單、方便特點。(7)具有用戶管理和權限設置功能。使具有不同權限的用戶，能夠瀏覽各自管轄的車輛運行狀況信息，而不能跨越權限。

2系統設計

2．1總體結構設計

根據需求分析和某單位一總部及四分部的具體情況。整個系統在總部架設一個系統服務器，然后在不同地方的四個分部各設一個數據采集服務器，總部系統服務器通過廣域網同各分部數據采集服務器進行連接和通信;各數據采集服務器通過各分部內部局域網同大門出入兩邊終端讀卡器1和讀卡器2進行通信。由于要實現出入大門，自動識別和自動放行車輛，因此，采用有源FRID卡和FRID讀卡器，對進出車輛進行自動識別和放行。由于有源卡，比較容易識別，同時識別距離也比較遠，因此，為每輛車內配備一張有源FRID卡，當車輛進出大門時，讀卡器自動識別并讀取卡號信息，通過局域網，由分部數據采集服務器對讀卡器所讀到的車輛卡號信息進行采集，并通過總部系統服務器數據庫中的請假記錄進行比對，從而確定是否觸發讀卡器開啟道閘放行車輛，同時分部數據采集服務器把所采集到的車輛的出入信息通過廣域網發送到總部系統服務器進行存儲，以備信息的分析和匯總。

2．2系統基本工作流程

當單位需要派遣車輛時，通過內部局域網登陸車輛管理系統，進行網上請假，車輛管理人員進行網上批假，然后駕駛員到汽車分隊管理中隊領取車輛出入FRID卡出車，車輛到達大門口通過地感線圈時，觸發FRID讀卡器發射信號，FRID讀卡器自動讀取車輛出入卡信息，并通過局域網發送到總部系統服務器的數據庫中去，并依據系統數據庫請假信息，自動進行開啟道閘控制。同時把對應車輛的相關信息顯示在LED大屏上，利用門衛進行簡單判別。當車輛完成任務歸隊時，到達大門口通過地感線圈，觸發入口FRID讀卡器發射信號，并自動讀取車載出入卡信息，通過數據采集服務器把車輛進門信息，發送至后臺數據庫，并自動開啟道閘，容許車輛進入。駕駛員歸隊后，歸還車輛出入卡及行車包，這樣一次完整的出車流程就結束了。另外，對于外單位的車輛，在大門口，進行登記并發給臨時出入卡。