数据采集范例

1系统及其原理

基于通用信号处理开发板，利用FPGA技术控制AD9233芯片对目标模拟信号采样，再将采样量化后的数据写入USB接口芯片CY7C68013的FIFO中，FIFO写满后采用自动触发工作方式将数据传输到PC机。利用VC＋＋6．0软件编写上位机实现友好的人机交互界面，将传输到PC机上的数据进行储存和实时回放。本系统主要实现以下两大功能：1）ADC模块对目标模拟信号进行采样，利用FPGA技术将采样后的数据传输到USB接口芯片CY7C68013的FIFO中存储。2）运用USB2．0总线数据传输技术，将雷达回波信号数据传输到PC机实时回放。分为应用层、内核层和物理层3部分。应用层和内核层主要由软件实现。应用层采用VC＋＋6．0开发用户界面程序，为用户提供可视化操作界面。内核层基于DriverWorks和DDK开发系统驱动程序，主要起应用软件与硬件之间的桥梁作用，把客户端的控制命令或数据流传到硬件中，同时把硬件传输过来的数据进行缓存。物理层主要以FPGA为核心，对USB接口芯片CY7C68013进行控制，通过USB2．0总线实现对中频信号采集。系统设计采用自底向上的方法，从硬件设计开始逐步到最终的应用软件的设计。

2硬件设计

FPGA在触发信号下，控制ADC采样输入信号，并存入FIFO中。当存满时，将数据写入USB接口芯片CY7C68013，同时切换另一块FIFO接收ADC转换的数据，实现乒乓存储，以提高效率。FPGA模块的一个重要作用是控制USB接口芯片CY7C68013。当ADC采样后，数据进入FPGA模块，FPGA控制数据流将其写入CY7C68013的FIFO中，以便于USB向PC机传输。CY7C68013的数据传输模式采用异步slaveFIFO和同步slaveFIFO切换模式。通过实测，前者传输速度约为5～10Mbit／s，后者传输速度最高可达20Mbit／s，传输速度的提高可通过更改驱动程序的读取方式实现。

3软件设计

3．1USB驱动程序设计

USB2．0总线传输技术最高速率可达480Mbit／s。本系统采用批量传输的slaveFIFO模式。CY7C68013芯片内部提供了多个FIFO缓冲区，外部逻辑可对这些端点FIFO缓冲区直接进行读写操作。在该种传输模式下，USB数据在USB主机与外部逻辑通信时无需CPU的干预，可大大提高数据传输速度。Cypress公司为CY7C68013芯片提供了通用的驱动程序，用户可根据需求开发相应的固件程序。

摘要:

数据自动化采集技术是建筑施工现场管理中的一种新信息技术。该技术的运用是跟踪定位项目对象，实时传输数据信息，并通过计算机处理分析数据信息，进而向现场监控人员传递施工现场的具体情况，从而对施工现场进行有效监控和管理。基于强化建筑施工现场管理的目标，本文从功能用途方面对数据自动化采集技术进行分类，再对数据自动化采集技术在建筑施工现场管理中的应用展开深入研究，希望对提高施工现场管理水平有一定的借鉴作用。

关键词:

自动化数据采集技术;施工现场管理;应用

0前言

一般而言，实时有效的施工现场数据信息收集对建筑工程管理有重要影响。传统的数据收集技术需要消耗大量的人力、财力、时间等，现场监控人员往往需要消耗近一半的时间来收集和处理数据信息，而且人工数据收集对工作人员有一定的经验要求。然而复杂繁琐的人工数据收集往往导致信息不及时或者数据误差较大等，造成决策失误、效率低下等问题。先进自动化技术和信息技术促使施工现场高效管理的实现。借助数据自动化采集技术来跟踪定位项目对象，并及时传输和处理数据信息，进而向现场监控人员传递施工现场的具体情况，从而对施工现场进行有效监控和管理。

1建筑施工现场自动化数据采集技术

1引言

目前我国大中型水面舰船的武器系统采用了较多的新技术，技术维护保障任务比较繁重，对作战系统的标校提出了更高的技术要求。作战系统标校数据的积累与分析是提高武器系统作战能力的有效途径。传统作战系统标校数据存储主要为纸质数据，数据类型和格式的不统一造成了分析处理存在困难，限制了数据分析对武器系统技术保障的支撑作用，同时这些数据仅仅作为检验验收的依据，检验验收后将其归档不再利用，实际上这些数据大都可以在检查使用过程中作为可靠性和可用性参考数据，具有利用价值。基于此，本文设计了作战系统标校数据采集与分析系统，通过对作战系统标校数据的规范化录入、利用相关的数据处理技术进行数据的挖掘与分析，通过人机交互等方式实现标校数据的应用，为提升作战系统标校信息化保障能力提供有力支撑。

2系统的基本组成

作战系统标校数据采集与分析系统总体由数据录入分系统、数据分析分系统、人机交互分系统三个分系统组成。

2．1数据录入分系统

数据录入分系统主要是将基础数据和通过数据预处理得到的作战系统标校数据一并进行录入，构建作战系统标校数据库。采用的录入方法为人机交互操作录入。

2．2数据分析分系统

摘要：主干光缆监测管理系统的数据管理是主干光缆线路运维数智化的关键。本文重点研究影响地理信息数据、光纤光学长度数据精度的因素，并讨论数据采集的需求及实施方案。实际应用情况表明，数据的精准采集及维护对光缆线路数智化运维有较好的提升作用。

关键词：主干光缆监测管理地理信息数据采集

1引言

国家广播电视总局在《关于促进智慧广电发展的指导意见》中指出“要推动‘云、网、端’资源要素相互融合和智能配置，构建高速、泛在、智慧、安全的新型综合广播电视传播覆盖体系”。有线网络的智慧化建设中，各地纷纷建设网络资源管理系统，以GIS为基础的广电网络资源管理系统主要是把地理信息和网络资源的数据资料、网络拓扑进行直观展现，针对各类资源的关联性展开深度探究。海量的资源数据，如管道、路由、链路、设备、端口、业务等，逐级逐层呈现在一张图上，便于使用者掌握网络资源分布状况，了解线路网络覆盖和联通情况。浙江省广电主干光缆网覆盖全省11个地市，线路总长1850km。为提升安播保障能力，浙江广联有线电视传输中心建设了主干光缆线路的监测管理系统，其包括光纤监测和资源管理两大部分，结合监测和资管两部分的数据进行线路运维的数智化应用。建设过程中，光缆的数据采集极为重要，如何既精准又便捷地采集、规范化数据维护更新是系统的基础问题。本文主要聚焦数据采集的需求分析及具体方案的制定，并介绍系统的实际应用情况。

2需求分析

监测管理系统的数据采集需求主要包括采集的数据类型和提升数据采集精准度。根据监测管理系统的功能设计要求，除了线路地理信息数据外，为了对主干光缆线路进行故障点的精准定位，还需要采集光缆的各类光学测试距离。线路资源的采集包括管网、杆路、接续盒等；数据类型包括经纬度、高度以及线路的光学测试距离。数据采集要求为数据精度高、采集仪器便携经济、采集操作步骤少。

2.1地理信息数据精度分析

摘要：本汽车数据采集方案通过利用现代通讯技术上传现场采集到的数据传输到云平台，让不在现场的专业技术人员也可远在千里之外及时得到数据进行相关分析，也起到云数据备份的功能，防止数据丢失，帮助处理问题，提高工作效率。最后试验证明系统在满负荷八路高速CAN，500KBPS信号情况下，云端收到的误码率可以达到千万分之一的水平，系统满足实际需要。

关键词：数据采集；CAN总线；云数据备份；4G网络

新型号的汽车在进入路试后，经常碰到各种各样的故障，需要专业人员进行及时的数据分析处理，以判定是哪一个系统和部件出了问题。通过数据采集器采集车辆数据，然后及时本地压缩存储后再通过4G无线网络上传到远在千里之外的云平台存储备份。让专业人员进行数据分析，查找问题，加快研发进度。

1系统网络组成

系统分三部分组成，带数据采集器的路试车辆、负责云端数据接收和分发的后台服务器以及应用和操控的网络电脑。在路试的每个车辆，配备一个数据采集器，其ID与车辆的特征码绑定，以区分是那一辆车的数据。每个数据采集器最多可提供八路的can信号的数采集。分布式的应用电脑透过网络读取后台服务器的数据开展业务。

2数据采集器基本特点

本设计为满足汽车数据采集而设计，考虑到系统的复杂性及成本，最多提供八路高速can2.0采样，速率250kbps,500kbps，1Mbps可以调整。预留一路LINBus信号采样。采集数据除了can数据外，还包含设备身份信息，定位和采集时间的基本信息，可以满足使用要求。数据无线传输使用4G网络和wifi网络传输到指定的后台。且4G网络和wifi网络自动切换。在硬件方面，由于是和汽车一起野外测试，要求稳定可靠，能够抗得住极低温和极高温以及强烈震动的不良使用环境下的考验。还要满足汽车恶劣的电磁环境的使用要求。所以，在设计采集器时，我们选择了带汽车级别的AECQ100认证的主动器件，以及带AECQ200认证的被动器件，以保证在-40~85℃环境下使用的可靠性。在PCBA上的设计使用了八层板的设计，EDS器件的使用，金属外壳的使用。保证了该设备在强电磁环境下的稳定可靠。最终测试满足汽车部件的企业考核标准。

摘要：设计了一种基于PNI公司的磁感式传感器和MEMS加速度传感器的矿用钻孔测斜仪数据采集系统。论述了系统总体的结构，重点测斜仪对数据采集系统进行了研究，给出了利用磁感式传感器和MEMS加速度传感器融合的方法来测得地球磁场信息和重力场信息的方法，为测斜仪后续计算姿态信息和误差补偿奠定了良好的基础。设计的数据采集系统具有体积小、功耗低、可靠性高，成本低等特点，满足测斜仪数据采集系统要求。

关键词：磁感式传感器；MEMS加速度传感器；数据采集；测斜仪

0引言

煤矿井下钻探工艺是探查和治理地质构造、老空区、探放水、瓦斯泄压等致灾因素的常用手段［15］。目前钻探工艺中常采用钻孔测斜仪对钻孔轨迹进行测量，钻孔测斜仪测量测得两个重要的参数，倾角和方位角，从而计算出钻孔轨迹，以确定钻进轨迹是否按照设计的轨迹进行钻进，而倾角和方位角的计算需要得到地磁场信息和地球重力场信息，目前大多矿用钻孔测斜仪数据获得都是通过磁阻传感器或者磁通门传感器来感知地球磁场信息，这样的数据采集系统成本较高，测量的大多是电信号，处理电路相对复杂，体积大，功耗高，磁滞较大［69］。本文基于磁感式传感器和MEMS加速度传感器以及专用的测量驱动芯片设计的测斜仪数据采集系统具有磁滞小、响应速度快、功耗低、体积小、硬件结构简单的优点［1015］。可以为钻孔测斜仪后续的姿态解算以及误差补偿提供有力的支撑。

1采集系统总体结构

本文设计的测斜仪数据采集系统的整体框图如图1所示。系统主要由电源、2个SENR65和1个SENZ65磁感式传感器、采集驱动芯片3DMagIC、MEMS三轴加速度传感器、16位A／D转换芯片和STM32F103微处理器组成。3个单轴磁感式传感器配合3DMagIC采集驱动芯片用于测量地球磁场的地磁场信息；加速度的采集选用三轴MEMS加速度传感器测量，加速度传感器将采集到的加速度信息转换成模拟的电压值，通过16位A／D转换芯片转换后送入到STM32微处理器处理。通过RS232串口通信可以将采集到的信息通过上位机的VC程序显示，从而计算倾角、工具面向角、方位角。

2电源电路设计

摘要：主干光缆监测管理系统的数据管理是主干光缆线路运维数智化的关键。本文重点研究影响地理信息数据、光纤光学长度数据精度的因素，并讨论数据采集的需求及实施方案。实际应用情况表明，数据的精准采集及维护对光缆线路数智化运维有较好的提升作用。

关键词：主干光缆;监测管理;地理信息;数据采集

1引言

国家广播电视总局在《关于促进智慧广电发展的指导意见》中指出“要推动‘云、网、端’资源要素相互融合和智能配置，构建高速、泛在、智慧、安全的新型综合广播电视传播覆盖体系”。有线网络的智慧化建设中，各地纷纷建设网络资源管理系统，以GIS为基础的广电网络资源管理系统主要是把地理信息和网络资源的数据资料、网络拓扑进行直观展现，针对各类资源的关联性展开深度探究。海量的资源数据，如管道、路由、链路、设备、端口、业务等，逐级逐层呈现在一张图上，便于使用者掌握网络资源分布状况，了解线路网络覆盖和联通情况。浙江省广电主干光缆网覆盖全省11个地市，线路总长1850km。为提升安播保障能力，浙江广联有线电视传输中心建设了主干光缆线路的监测管理系统，其包括光纤监测和资源管理两大部分，结合监测和资管两部分的数据进行线路运维的数智化应用。建设过程中，光缆的数据采集极为重要，如何既精准又便捷地采集、规范化数据维护更新是系统的基础问题。本文主要聚焦数据采集的需求分析及具体方案的制定，并介绍系统的实际应用情况。

2需求分析

监测管理系统的数据采集需求主要包括采集的数据类型和提升数据采集精准度。根据监测管理系统的功能设计要求，除了线路地理信息数据外，为了对主干光缆线路进行故障点的精准定位，还需要采集光缆的各类光学测试距离。线路资源的采集包括管网、杆路、接续盒等；数据类型包括经纬度、高度以及线路的光学测试距离。数据采集要求为数据精度高、采集仪器便携经济、采集操作步骤少。

2.1地理信息数据精度分析

1需求分析

根据目前车辆管理中存在的主要问题及公务车辆运行的现状，新形势下车辆管理的主要任务和目标是:实现车辆管理的智能化和精细化。主要体现在对各单位车辆的派遣实现自动化，车辆进入大门无需停车人工登记，而是自动识别、自动登记及自动放行;同时车辆监管部门可实时查看各所属单位的车辆出勤状况、进出时间查询，自动进行各种报表的生成等方面。具体功能需求如下:(1)网上批销假功能。对所有车辆派遣，实现网上请假、网上批假、网上销假功能，使车辆派遣手续更加快速便捷。(2)快速识别、记录进出大门的车辆。对车辆进出大门，实现快速自动识别并放行，无需人工审查。(3)自动记录车辆进出大门的时间，并进行各种条件的记录查询，对于超假车辆，能进行信息提醒。(4)对外来车辆出入进行自动记录。(5)信息分析汇总功能。能够对车辆的所有运行记录，进行显示，分析和汇总，并生成业务部门需要的各种表格。(6)具有自动添加和更改车辆、驾驶员信息功能，具有系统维护运行简单、方便特点。(7)具有用户管理和权限设置功能。使具有不同权限的用户，能够浏览各自管辖的车辆运行状况信息，而不能跨越权限。

2系统设计

2．1总体结构设计

根据需求分析和某单位一总部及四分部的具体情况。整个系统在总部架设一个系统服务器，然后在不同地方的四个分部各设一个数据采集服务器，总部系统服务器通过广域网同各分部数据采集服务器进行连接和通信;各数据采集服务器通过各分部内部局域网同大门出入两边终端读卡器1和读卡器2进行通信。由于要实现出入大门，自动识别和自动放行车辆，因此，采用有源FRID卡和FRID读卡器，对进出车辆进行自动识别和放行。由于有源卡，比较容易识别，同时识别距离也比较远，因此，为每辆车内配备一张有源FRID卡，当车辆进出大门时，读卡器自动识别并读取卡号信息，通过局域网，由分部数据采集服务器对读卡器所读到的车辆卡号信息进行采集，并通过总部系统服务器数据库中的请假记录进行比对，从而确定是否触发读卡器开启道闸放行车辆，同时分部数据采集服务器把所采集到的车辆的出入信息通过广域网发送到总部系统服务器进行存储，以备信息的分析和汇总。

2．2系统基本工作流程

当单位需要派遣车辆时，通过内部局域网登陆车辆管理系统，进行网上请假，车辆管理人员进行网上批假，然后驾驶员到汽车分队管理中队领取车辆出入FRID卡出车，车辆到达大门口通过地感线圈时，触发FRID读卡器发射信号，FRID读卡器自动读取车辆出入卡信息，并通过局域网发送到总部系统服务器的数据库中去，并依据系统数据库请假信息，自动进行开启道闸控制。同时把对应车辆的相关信息显示在LED大屏上，利用门卫进行简单判别。当车辆完成任务归队时，到达大门口通过地感线圈，触发入口FRID读卡器发射信号，并自动读取车载出入卡信息，通过数据采集服务器把车辆进门信息，发送至后台数据库，并自动开启道闸，容许车辆进入。驾驶员归队后，归还车辆出入卡及行车包，这样一次完整的出车流程就结束了。另外，对于外单位的车辆，在大门口，进行登记并发给临时出入卡。