数据采集范文10篇

数据采集范文篇1

经济发展新常态下统计数据采集过程的创新在“企业一套表”的改革方面取得的成果比较显著。据有关数据调查显示，自2008年至今，将近十年的时间内，“企业一套表”已经从局部的试点到我国各企业的全面实施。随着“企业一套变”制度的实施，我国绝大部分的企业统计数据采集过程都已经进入了联网直报模式，从部分省市试点到全面实施，取得了重要的突破性成果。随着一套表的不断深入实施，现在大部分行业数据统计采集过程都已经实施联网直报模式，电子报表取代了传统的纸质报表，PDA数据采集也极大的方便了统计数据采集的过程。信息技术的支持之下，卫星定位以及IP地址访问的实时统计与监控，有效的预防了统计数据失真事件的发生。就像高考制度一直在改革，不断追随时代的发展满足我们高中生的具体要求一样。自2008年以来，统计数据采集过程一直在融合日新月异的科技发展，不断进行及时的变革与创新。就目前统计数据采集过程的实践意义来看，已经取得了突出的成效，发挥了重要的现实意义。主要表现在两个大的方面：第一，经济发展新常态下统计数据采集过程缩短了报表环节，提升了数据统计的准确性以及全面性。统计数据采集过程的拢长是过去一直困扰着各个企业的难题。经济新常态下统计数据采集过程的改革实现了互联网+与统计数据的融合，做好了全民的普及工作，很多问题上网一查便知。十分具体方便，涉及的范围也在逐渐拓展，统计数据的真实性得到了有效的保障。第二，经济发展新常态下统计数据采集过程极大的节约了人力资源管理，为公司节约了一大笔开支，也为我国的现代化建设提供了大批人力。随着计算机技术的发展，数据统计利用键盘上的几个键就能轻松的避免检复，减轻了企业报表统计人员的工作负担，对提升员工幸福指数产生了重要影响。目前经济发展新常态下统计数据采集过程依然在不断改革，也从侧面解读了信息时代的优越性。

二、经济发展新常态下统计数据采集过程中存在的问题以及解决策略

1.企业经营模式无法适应经济发展新常态下统计数据采集过程作者:单位:随着社会科技的不断发展，各行各业的交流不断增强，很多企业摆脱了单纯的行业经营模式，经营模式呈现出多样化的特点。这就导致了很多业务之间的分界线太过笼统，很难进行统计数据采集过程中的类别划定。网上销售与实体店销售同样也存在很多统计困难的问题，给人员的录入提出了挑战，很容易造成统计数据的缺失和重复。不只是企业，目前学校、政府也都出现了这样的问题。这就要求各部门加强经营模式的具体划分，把每一项的收支做好详细的区分。对涉及多方面投资的数据，归纳为同一类，与具体详细的数据统计区分开。完善“三新”的统计数据采集过程中相关的要求，进行新常态下经济统计数据采集过程的变革。2.正常报表期间，部分服务器设备运行不稳定，造成了统计误差作者:单位:新常态下的统计数据采集过程基本依靠联网直报的模式，就像高中的教务系统一样，只有到了规定的日期才能登陆。因为平台开通的时间比较短，信息量比较大很容易造成网页的瘫痪，直接影响了统计数据采集的过程。像报表这类数据量比较大的东西，还容易产生混乱，串行等问题。这就需要各行各业的加强服务器的资金投入，定期维修、保养服务器。尤其休息散热系统的维护，千万不能马虎大意，给统计数据采集过程提供有力的硬件保障。3.缺乏专业的统计人员，影响了经济发展新常态下统计数据采集过程的实施作者:单位:经济新常态下，统计数据采集过程必须依靠计算机，目前很多基层的统计人员专业知识缺乏。习惯了传统的纸质化报表，对统计数据采集过程的网络化无法适应。另一方面的原因就是因为报表统计员的工资标准较其他领域来说比较低，造成了很多计算机方面的专业人才流失。就像我们高中成绩、学费统计的时候，学校不可能花重金聘请一个专业的报表人员。这就需要各行各业定期对报表人员进行培训，各大高校加强基础计算机知识的教学，为经济发展新常态下统计数据采集过程提供技术支持。同时国家也应该注重网络人才的培养，加大资金投入。相关政策也应该随着经济发展的过程不断更新，提出新的统计数据采集过程的新模式，适应时展的要求。

三、经济发展新常态下统计数据采集过程的前景展望

随着我国综合国力的不断提升，国家对教育的投入不断加强，各行各业对统计数据采集过程的重视程度不断攀升，经济发展新常态下统计数据采集过程的内涵将会不断的丰富。随着互联网的不断普及，我国经济发展新常态下统计数据采集过程将会迎来美好的明天。

参考文献：

[1]汪连杰.经济新常态下对中国“新经济”的考察研究[J].求实,2017(5):34-43.

[2]王玉洁.经济新常态下统计工作的改革对策[J].经济研究导刊,2016(5):134-135.

[3]付庆武.利用大数据:统计新常态下保证统计数据质量的选择[J].统计与咨询,2015(3):10-11.

数据采集范文篇2

关键词：数据挖掘技术；状态数据；数据采集；应用系统

数据采集应用系统又被称之为高职院校人才培养工作状态数据采集应用系统，该数据采集应用系统在2008年得到教育部门批准并公布实施，这使数据采集应用系统成为高职院校进行方案评估的重要组成部分，并越来越受到各个高职院校的关注与重视。不过，由于数据采集应用系统出现的时间较短，各个高职院校还没有真正认识到数据采集应用系统的作用，对数据采集应用系统的框架体系与逻辑关系的理解仍旧需要一段时间，对应用系统中相关联的数据进行聚合，使其成为一种能够帮助学院进行教学决策与管理的价值信息，更需要探索一种新的数据分析方法，再加上高职院校只注重系统的服务评估功能而忽视了其他功能的挖掘与应用，这就造成许多高职院校只是在填报时才会用到该系统，而在填报过后便成为了摆设，这使数据采集应用系统的作用未得到真正发挥，利用率较低。为此，针对以上问题，通过数据挖掘技术对高职状态数据采集应用系统进行深化分析。

1数据挖掘技术

大数据具有增长速度快、海量、多样、真实、价值密度低五大特点，从数据本身进行分析，所谓数据挖掘技术便是通过算法搜索，从海量的大数据中对价值密度低的价值数据进行挖掘与收集的过程。数据挖掘技术和计算机科学有着紧密的联系，通过数据的统计、处理、机器学习、模式识别、情报检索等诸多手段来达成价值数据挖掘目的。这些手段能使企业决策者根据价值数据来对策略进行调整，以此降低风险，并做出正确决策。数据挖掘由三个阶段构成：数据准备、数据挖掘、结果表达。

2数据挖掘技术在高职状态数据采集应用系统中的深化基础

高职状态数据采集应用系统属于一种数据仓库，该系统每进行一次数据采集便会采集到超过50万条的数据，通过将状态数据采集应用系统与互联网技术进行结合，还能使数据采集应用系统一次性采集到的数据量更多。以知识管理理论对数据进行分析，数据自身是不会提供太多价值信息的，因此，需要将这些采集到的数据进行转化，使其成为有效信息，并利用科学的数据分析方法，通过关联、聚类、聚合等方法来对这些海量的数据进行分析。现如今，数据分析在各行各业中发挥越来越重要的作用，数据挖掘技术的相关理论与方法也使数据采集应用系统具备极高的应用价值与意义。可以说，数据挖掘技术作为一种新型信息处理技术，能对大量数据中人们所不知道而又潜在的有用信候进行提取，属于一种更深层次化的数据分析方式，其与传统分析方法的最大不同是传统分析方法具备非常明显的指向性特征，而其目的是通过结果来对预设命题的正确性进行验证，或是通过对预设模型的机理进行量化分析。而数据挖掘技术则是在没有任何比较明确的假设情况下对信息进行挖掘，找出信息的关联性，并获得那些难以通过直觉，甚至会违背直觉的相关信息，这样挖掘出的信息极有可能出人意料而又富有价值，可以说，数据挖掘技术是传统分析方法不断变革后的结晶。

事实上，经过教育界诸多专家对数据采集应用系统的不断完善，在数据采集应用系统颁布应用的三年里，系统结构与信息的采集量都发生了极大改变，以版本来说，最初的数据采集应用系统是08c版的，之后经过不断的改进已经成为现今的10a001版，原有采集字段仅为594字段，现如今已经增长到了750个字段，采集字段的大幅增加，也使数据采集应用系统的信息容量得到了大幅度扩充，其数据仓库特征也越来越明显，尤为重要的是数据间的关联度不断增加，使其成为数据挖掘技术的深化基础，从客观上来说，通过数据挖掘技术的应用来进行数据分析，能为数据采集应用系统创造更加有利便捷的条件。

3数据挖掘技术深化高职状态数据采集的应用系统分析

数据挖掘技术在高职状态数据采集应用系统中的应用方法主要有关联、分类、聚类、估计、细分或预测等，数据挖掘技术的自身理论与思维方式给数据采集应用系统带来了广阔的发展空间。在这些应用方法中，以聚类分析方法和关联规则分析方法最为易于理解和实施，以下便对这种主要方法在高职状态数据采集应用系统中的深化应用进行探讨。

3.1关联规则分析

在关联规则方法中，数据是以孤立、单独的形式分散存在的，这也使单独的数据不能形成信息，不过将这些单独、分散而又相互关联的信息数据收集起来，则能多角度、全方位地对某一对象进行高效的价值辨别。而对于刚开始接触数据采集应用系统的用户来说，在数据采集应用系统使用过程中，应以海量信息数据作为依据来对高职院校在人才培养过程中的各个方面进行判断与价值辨别，这就造成系统用户往往感觉无从下手，只会对各个表格中的数据进行割裂而孤立地分析，更加难以找出数据之间的关联性与内在规律，同样难以对这些相互关联的数据进行聚合，这使高职院校难以将人才培养工作过程中的关键要素进行全面呈现，以此帮助管理人员进行工作决策。而通过关联规则挖掘方法的应用，则由数据采集应用系统提供数据，并对人才培养工作的所有关键要素进行分析，通过挖掘与之相关的所有数据，能更加清晰地呈现数据与指标间的相关关系及关联规则。例如，在对高职院校的“兼职教师队伍”建设现状进行分析时，利用数据挖掘技术中的关联规则分析方法，能将兼职教师的人数和整个高职院校的教师总数量进行对比，能清楚地知道兼职教师在整个高职院校的教师队伍中占据的比例，再将兼职教师数量和高职院校所设置的专业数量进行对比，还可清楚地知道各个专业所安排的平均兼职教师数量等等。这些与之对比的数据均分散在整个系统中，但它们都和兼职教师队伍有着很强的内在关联，通过对这些与之关联的数据进行采集，能非常直观地对某个方面的具体工作情况进行真实反映。通过将这些数据进行聚合，还能非常直观地反映高职院校对专业教师队伍建设的重视程度及总体规则，并将其与预期的高职院校教师队伍规划进行比较，能清楚地知道当前教师队伍建设能否满足学校师资建设的发展需要，具体的实施情况如何等问题。

3.2聚类分析

在聚类分析中，对于不同的数据，通过关联规则分析，能获得大量的价值信息。而对于同一类的数据，则将这些数据利用聚类分析思路进行相应整合，这样能使信息的呈现更加丰富，并能对某项工作的进程及各个部门间的差异进行真实可靠的反映。例如，在对高职院校的师生比情况进行分析时，利用聚类分析将历年的院校招生情况及教师人数情况进行对比，能非常直观地对院校在历年中的师生比情况进行衡量，当发现每一年的学生数量都有所增长，而教师数量增长不大时，则可以通过师生比来衡量院校的教师增长数量难以满足学院的教学要求，应加强师资队伍建设。

3.3聚合分析

对于不同系数中的同类数据来说，可以通过聚合分析的方法来对系部间的差距进行直观衡量与观察，仅仅对同一系部中的数据进行分析，是难以获得较多有价值信息的，而通过聚合分析方法将不同系部中的同类数据进行聚合，则能使数据信息变得更加丰富，进而可以非常直观地了解到不同系部在相同工作之间的差距，从而使院校管理人员能根据这种差距来对工作差距较大的系部进行加强。

4结语

综上所述，数据挖掘技术在高职院校状态数据采集应用系统中的应用案例比比皆是，这也证明了数据挖掘技术能使院校状态数据采集系统的作用得到更进一步的发挥，使数据采集应用系统能对各类数据进行有效挖掘与转化，并将其应用到高职院校的管理与教学工作中，提高了高职院校的管理服务水平，为高职院校管理人员提供大量的有效信息。可以说，数据挖掘技术在很大程度上促进了高职院校状态数据采集系统的深化应用。

参考文献：

[1]张晓蕾.基于Android平台的人才培养工作状态数据采集管理系统的设计与实现[D].成都:电子科技大学硕士论文,2014.

[2]苏世文,王国庆.高职院校人才培养工作状态数据采集平台的柔性UML模型设计[J].江苏经贸职业技术学院学报,2013(2).

数据采集范文篇3

远程自动抄表系统主要采用计算机网络、通讯技术队表计数据进行自动的读取与处理。在电力营销数据采集方面，合理运用自动抄表技术，不但能够提高抄表的准确性，还能够节约大量的人力资源，有效减少由于人为因素而导致的错误账单，提高电力管理部门获得相关数据信息的准确性。在自动抄表系统中最为关键的是电子式电能表和电能表与抄表主机之间的通讯。光纤通讯比较适合于上层通讯网的相关要求，它具有较强的抗干扰能力、频带宽、传输距离较远、传输速率较高的特点。近年来，随着成功应用扩频通讯技术，自动抄表系统中更加广泛地应用低压电力线载波通讯，这种通讯方式方便准确，而且成本低。

电力负荷控制

(1)削峰：在对年度削峰计划进行制定时，需要按照年度负荷的延续曲线，对削峰目标进行确定。可采取①减荷，在峰荷期间让客户主动停用，能够间断负荷避峰；②直接控制负荷，通过分散型或者集中的控制装置对峰荷时的负荷直接控制；③在峰荷时通过分时电价的方式来刺激客户降荷，制定合理的高峰电价；④采用可间断供电的电价，对客户进行可间断供电从而控制负荷，电力公司给予客户不同的电价优惠。一般提前通知时间有三种ld和4h以及lh，并且规定控制的时间每天不低于6h。(2)填谷：在电网低谷时鼓励客户用电，从而提高低谷负荷，碾平负荷曲线。可采取①低谷时贮热，贮热负荷需要较高的热容量，从而在夜间低谷的6-8h内，通过电加热后，能满足一天中剩余l6-18h的用热供应；②通过季节性电价和非峰用电电价来鼓励客户填充年度低谷。(3)政策性节电降载：可采取①通过审查用电设备。从而提出降载方案与节电措施；②使用双燃料的采暖系统，在电网低谷采用电采暖；在电网高峰时切换电采暖为燃油采暖或者煤气采暖；③采用太阳能对电能进行替代，从而降载；④向使用蒸汽的客户推广热电联产，降低公用电网的负载，协助降峰。

数据采集范文篇4

关键词：USBLabVIEW数据采集

通用串行总线USB（UniversalSerialBus）作为一种新型的数据通信接口在越来越广阔的领域得到应用。而基于USB接口的数据采集卡与传统的PCI卡及ISA卡相比具有即插即用、热插拔、传输速度快、通用性强、易扩展和性价比高等优点。

USB的应用程序一般用VisualC++编写，较为复杂，花费的时间较长。由美国国家仪器（VI）公司开发的LabVIEW语言是一种基于图形程序的编程语言，内含丰富的数据采集、数据信号分析分析以及控制等子程序，用户利用创建和调用子程序的方法编写程序，使创建的程序模块化，易于调试、理解和维护，而且程序编程简单、直观。因此它特别适用于数据采集处理系统。利用它编制USB应用程序，把LabVIEW语言和USB总线紧密结合起来的数据采集系统将集成两者的优点。USB总线可以实现对外部数据实时高速的采集，把采集的数据传送到主机后再通过LabVIEW的功能模块顺利实现数据显示、分析和存储。

1USB及其在数据采集设备中的应用

USB自1995年在Comdex上亮相以来，已广泛地为各PC厂家所支持。现在生产的PC几乎都配置了USB接口，Microsoft的Windows98、NT以及MacOS、Linux等流行操作系统都增加对USB的支持。USB具有速度快、设备安装和配置容易、易于扩展、能够采用总线供电、使用灵活等主要优点，应用越来越广泛。

一个实用的USB数据采集系统硬件一般包括微控制器、USB通信接口以及根据系统需要添加的A/D转换器和EPROM、SRAM等。为了扩展其用途，还可以加上多路模拟开关和数字I/O端口。系统的A/D、数字I/O的设计可沿用传统的设计方法，根据采集的精度、速率、通道数等诸元素选择合适的芯片，设计时应充分注意抗干扰性，尤其对A/D采集更是如此。在微控制器和USB接口的选择上有两种方式：一种是采用普通单片机加上专用的USB通信芯片；另一种是采用具备USB通信功能的单片机。USB的另一大优点是可以总线供电，在数据采集设备中耗电量通道不大，因此可以设计成总线供电。

一个USB设备的软件一般包括主机的驱动程序、应用程序和写进ROM里面的Firmware。Windows98提供了多种USB设备的驱动程序，但还没有一种专门针对数据采集系统，所以必须针对特定的设备编制驱动程序。尽管系统已经提供了很多标准接口函数，但编制驱动程序仍然是USB开发中最困难的一件事。通常采用WindowsDDK实现，但现在有许多第三方软件厂商提供了各种各样的生成工具，如Compuware的DriverWorks、BlueWaters的DriverWizard等软件能够轻易地生成高质量的USB驱动程序。单片机程序的编制也同样困难，而且没有任何一家厂商提供了自动生成的工具。编制一个稳定、完善的单片机程序直接关系到设备性能，必须给予充分的重视。以上两个程序是开发者所关心的，而用户却不太关心。用户关心的是如何高效地通过鼠标操作设备，如何处理和分析采集进来的大量数据。因此还必须有高质量的用户软件。用户软件必须有友好的界面、强大的数据分析和处理能力以及提供给用户进行再开发的接口。

2LabVIEW及其外部动态链接库的调用

LabVIEW是美国国家仪器（NI）公司开发的一种基于图形程序的虚拟仪表编程语言，其在测试与测量、数据采集、仪器控制、数字信号分析、工厂自动化等领域获得了广泛的应用。LabVIEW程序称为虚拟仪器程序（简称VI），主要包括两部分：前面板（即人机界面）和方框图程序。前面板用于模拟真实仪器的面板操作，可设置输入数值、观察输出值以及实现图表、文本等显示。框图程序应用图形编程语言编写，相当于传统程序的源代码。其用于传送前面板输入的命令参数到仪器以执行相应的操作。LabVIEW的强大功能在于层次化结构，用户可以把创建的VI程序当作子程序调用，以创建更复杂的程序，而且，调用阶数可以是任意的。LabVIEW这种创建和调用子程序的方法使创建的程序模块化，易于调试、理解和维护。LabVIEW编程方法与传统的程序设计方法不同，它拥有流程图程序设计语言的特点，摆脱了传统程序语言线形结构的束缚。LabVIEW的执行顺序依方块图间数据的流向决定，而不像一般通用的编程语言逐行执行。在编写方框图程序时，只需从功能模块中选用不同的函数图标，然后再以线条相互连接，即可实现数据的传输。

LabVIEW虽有接口卡的驱动和管理程序，但主要是针对NI公司自己生产的卡。对于普通的I/O卡，还不能直接被LabVIEW所应用，必须采取其他方法。其中可以用LabVIEW的PortIn和PortOut功能，但此法应用简单，无法实现较复杂的接口功能。而采用动态链接库，可以根据具体需要编写适当的程序，灵活利用LabVIEW的各项功能。用户可以自己编写DLLs实现LabVIEW与硬件的链接。用VC++6.0编制动态链接库，首先生成DLL框架，AppWizard将自动生成项目文件，但不产生任何代码，所有代码均需用户自己键入。DLL需要的文件有：①h函数声明文件；②c源文件；③def定义文件。H文件的作用是声明DLL要实现的函数原型，供DLL编译使用，同时还提供应用程序编译使用。C文件是实现具体文件的源文件，它有一个入口点函数，在DLL被初次调用的运行，做一些初始化工作。一般情况下，用户无须做什么初始化工作，只需保留入口点函数框架即可。def文件是DLL项目中比较特殊的文件，它用来定义该DLL项目将输出哪些函数，只有该文件列出的函数才能被应用函数调用。要输出的函数名列在该文件EXPORTS关键字下面。

3基于AN2131Q的单光子采集系统

该采集系统由笔者自行开发并用于单光子计数种子活性快速检测仪中。它主要由将光子信号转为电信号的光电倍增管（PMT）及其辅助电路和基于AN2131Q的USB采集卡组成。PMT及其前置放大器、放大器、甄别器等辅助电路能将微弱的光子信号转换为15ns的标准TTL脉冲信号，脉冲信号经过分频处理后再被USB采集，USB将采集的结果实时地传给主机处理。

3.1USB采集卡的硬件组成

该采集卡由微控制器、USB通信接口、主机以及数字I/O端口组成，如图1所示。

笔者设计了一种同步传输方式的单片方案，应用了内置微处理器的USB设计——EZ-USBAN2131Q。它是Cypress公司的一种内嵌微控制器的80脚USB芯片，包含三个8位多功能口，8位数据端口，16位地址端口，二个USB数据端口，二个可定义16位的定时/计数器和其他输入输出端口。其采用一种基于内部RAM的解决方案，允许客户随时不断地设置和升级，不受端口数、缓冲大小和传输速度及传输方式的限制。片内嵌有一个增强型8051微控制器，其4个时钟的循环周期使它比标准8051的速度快3倍。采用同步传输方式将单片机的计数值实时传送给主机，而主机对计数器的控制信号则采用块传输方式传送。EZ-USB是Cypress公司推出的USB开发系统，它为USB外设提供了一种很好的集成化解决方案。EZ-USB在其内核已做了大量繁琐的、重复性的工作，这样就简化了开发代码，进而缩短了开发周期。此外，开发商还提供了配套的开发软件（包括编译软件uVision51、调试软件dScope51、控制软件EZUSBControllPanel）以及驱动程序GPD（GeneralPurposeDriver）接口，以便于用户进行开发使用。

图2开启设备和获取采集数据的流程图

3.2USB采集卡的软件构成

在USB的Firmware中，采取同步传输（IsochronousTransactions）和块传输（BulkTransactions）两种传输方式。同步方式用来实时传送采集的数据，块传输主要用来传输主机命令信号和USB的状态信息。块传输中利用端点（Endpoint）2。两种传输方式的核心中断程序如下：

voidISR_Sutok(void)interrupt0//块传输方式

{

//initializethecoutersinthe8051

TMOD=0x05；

TCON=0x10；

TH0=0；

TL0=0;

Thb=0,

TH0=0；

TL0=0;

thb=0；

EZUSB_IRQ_CLEAR（）；

USBIRQ=bmSUTOK;//ClearSUTOKIRQ

}

voidISR_Sof(void)interrupt0//同步传输方式

{

if(TCON&0x21){//Dealwiththecounteroverflow

TH0=0;

Tl0=0;

THB++;

TCON&=0xdf;}

IN8DATA=TH0;//3Bytescounterresult

IN8DATA=TL0；

IN8DATA=THB；

EZUSB_IRQ_CLEAR（）；

USBIRQ=bmSOF;//ClearSOFIRQ

}

在LabVIEW应用程序中设计了一Usb.dll文件作为LabVIEW与USB的驱动程序。由于EZ-USB开发系统中已经提供了底层驱动程序（GPD）接口函数，用户只需调用这些函数即可与USB设备连接。因此在DLL的编制中只需调用它提供的函数，大大节约了开发时间，提高了开发速度。创建的Usb.dll文件中包含了如下五个输出函数，功能说明如表1所示。

表1Usb.dll包含函数的功能说明

Control主机对USB设备的控制

ReadResult获取USB发送到主机的数据

StartIsoStream启动设备的同步传输流

StartThread得到标准设备的设备描述符

StopThread关闭设备的同步传输流

其定义如下：

LPSTR_declspec(dllexport)_stdcallControl(intinput);

int_declspec(dllexport)_stdcallReadResult(void);

int_declspec(dllexport)_stdcallStartIsoStream(void);

int_declspec(dllexport)_stdcallStartThread(void);

int_declspec(dllexport)_stdcallStopThread(void)；

开启设备和获取采集数据的过程如图2所示。它的主要功能有：开启或关闭USB设备、检测USB设备、设置USB数据传输管道（pipe）和端点（endpoint）、实时从USB接口采集数据、显示并分析数据。

数据采集范文篇5

关键词：通用串行总线实时数据采集设备固件驱动程序

在现代工业生产和科学技术研究的各行业中，通常需要对各种数据进行采集。目前通用的通过数据采集板卡采集的方法存在着以下缺点：安装麻烦，易受机箱内环境的干扰而导致采集数据的失真?熏易受计算机插槽数量和地址、中断资源的限制，可扩展性差。而通用串行总线USB（UniversalSerialBus）的出现，很好地解决了上述问题，很容易实现便捷、低成本、易扩展、高可靠性的数据采集，代表了现代数据采集系统的发展趋势。

1系统硬件设计与实现

1．1硬件总体结构

基于USB总线的实时数据采集系统硬件组成包括模拟开关、A／D转换器、单片机、USB接口芯片，其硬件总体结构如图1所示。多路模拟信号经过模拟开关传到A／D转换器转换为数字信号?熏单片机控制采集，USB接口芯片存储采集到的数据并将其上传至PC，同时也接收PC机USB控制器的控制信息。

1．2PDIUSBD12芯片

USB接口芯片采用Philips公司的一种专用芯片PDIUSBD12（以下简称D12）。该芯片完全符合USB1．1规范，集成了SIE、320B的多配置FIFO存储器、收发器、电压调整器、SoftConnect、GoodLink、可编程时钟输出、低频晶振和终端电阻等，支持双电压工作、完全自动DMA操作、多中断模式，内部结构如图2所示。

单片机通过8位并行接口传送经过A／D转换的采集数据，存储在FIFO存储器中。一旦存满，串行接口引擎SIE立刻对数据进行处理，包括同步模式识别、并／串转换、位填充／不填充、CRC校验、PID确认、地址识别以及握手鉴定，处理完毕后数据由模拟收／发器通过D＋、D－发送至PC。上述过程遵循USB1.1协议。D12与89C51的具体实现电路如图3所示。

2系统软件设计与实现

系统软件包括USB设备固件编程、驱动程序和应用程序。其中设备固件是整个系统的核心，它控制芯片D12采集数据、接收并处理USB驱动程序的请求和应用程序的控制指令。

2．1USB设备固件程序设计与实现

设备固件是设备运行的核心，用C语言设计。其主要功能是控制A／D模块的数据采集；接收并处理驱动程序的请求，如请求描述符、请求或设置设备状态、请求设备设置、请求或设置设备接口等USB1.1标准请求；控制芯片D12接收应用程序的控制指令等。其程序主框图如图4所示。单片机检测到D12后进入主循环。此时PC机先发令牌包给D12，D12接收到令牌包后给单片机发中断，单片机据中断类型设定标志位Status；最后执行相应标志位的中断服务程序。单片机通过A／D模块的中断入口控制A／D模块的数据采集。

2．2驱动程序设计与实现

USB系统驱动程序采用分层结构模型：较高级的USB设备驱动程序和较低级的USB函数层。其中USB函数层由通用串行总线驱动程序模块（USBD）和主控制器驱动程序模块（HCD）组成。

图3PDIUSBD12与89C51的具体实现电路

为使驱动程序具有通用性，也为简化应用程序的开发，编写了供应用程序调用的动态链接库。这样应用程序只需调用此库提供的接口函数即可完成对USB设备的操作。USB函数层（USBD及HCD）由Windows98提供，负责管理USB设备驱动程序与USB控制器之间的通信、加载及卸载USB驱动程序等。目前Windows98提供的多种USB设备驱动程序并不针对实时数据采集设备，因此采用DDK开发工具设计专用的设备驱动程序。其由四个模块组成：初始化模块、即插即用管理模块、电源管理模块以及I／O功能实现模块。

初始化模块提供一个DriverEntry入口点执行一系列的初始化过程。

即插即用管理模块实现USB设备的热插拔及动态配置。当Windows98检测到USB设备接入时，查找相应的驱动程序，并调用它的DriverEntry例程，PnP管理器调用驱动程序的AddDevice例程，告诉它添加了一个设备；然后驱动程序为USB设备建立一个功能设备对象。在此过程中，驱动程序收到一个IRP＿MN＿START＿DEVICE的IRP，包括设备分配的资源信息。至此，设备被正确配置，驱动程序开始与硬件进行对话。电源管理模块负责设备的挂起与唤醒。

I／O功能实现模块完成I／O请求的大部分工作。当动态链接库提出I／O请求时调用Win32API函数DeviceToControl向设备发出命令；然后由I／O管理器构造一个IRP并设置其MajorFunction域为IRP＿MJ＿DEVICE＿CONTROL。USB设备驱动程序收到该IRP后取出其中的控制码，并利用一个开关语句找到对应的例程入口。

2．3应用程序设计与实现

应用程序采用VisualBasic6．0编写。由于其只需调用动态链接库，故开发较简单。主要功能包括检测USB设备、开启／关闭USB设备、设置A／D状态和数据采集端口、显示并分析实时采集的数据。主框图如图5所示。

由于D12的端点1的FIFO为16字节，端点2的FIFO为64字节，当缓冲区存满后自动将数据打包，由SIE自动发送数据包。程序获得数据包后需延迟至下组数据包准备完毕，从而保证程序与数据采集同步。另外程序还发出停止采集和关闭USB设备的命令。

3系统特点

基于USB总线的实时数据采集系统严格遵循USB1．1协议，有以下特点：

（1）易于扩展。最长传输距离5m，采用USBHub可达30m；最多可同时接127个设备。

（2）电磁干扰影响极小。本系统放置在计算机外部，不受板卡间的电磁干扰影响；若在电磁干扰极强的环境下工作，需专门为其设计电磁屏蔽方案。

（3）安装方便，支持即插即用。克服了以往数据采集板卡需要打开机箱的麻烦。

数据采集范文篇6

关键词：声卡数据采集频率测量

一、概述

数据采集是信号分析与处理的一个重要环节,在许多工业控制与生产状态监控中,都需要对各种物理量进行数据采集与分析。但是，专用数据采集卡的价格一般比较昂贵，而我们PC机的声卡就是一个很好的双通道数据采集卡。实际测量中，在满足测量要求的前提下，可以充分利用计算机自身资源，完成数据采集任务，从而节省成本。

本文利用vc编程实现了声卡的双通道数据采集，并且对信号进行频谱分析同时实时测量出信号的频率。还利用声卡的DA通道，实现了正弦波、方波、三角波输出的信号发生器。波形发生器产生的信号同时还可以作为内部测试用信号，检验数据采集的准确性。

二、声卡数据采集系统硬件组成

LineOut

图1声卡数据采集的硬件组成图

利用声卡进行数据采集的硬件组成如图1所示。通常，利用声卡的LineIn端作为信号输入端口，两路被测的模拟信号经过左右声道，A/D转换进入计算机，通过vc编写的虚拟仪器界面显示出来。声卡一般都具有单、双声道输入,从而可实现单双通道的采集.双通道采集时,声卡采用并行采集,并具有采样保持功能,两个通道的数据不存在时间差,第一通道和第二通道数据存储在同一个数据缓冲区中,且等间隔存储,奇数序列是一个通道数据,偶数序列为另一个通道数据.读取数据时,将缓冲区中的数据全部读入到一个数组中,然后对该数组数据,采用隔一点取一点的方法,将数据分开并分别存到另外的两个数组中,即将两个通道的数据分开,从而实现了双通道的采集.单通道采集时,缓冲区中仅仅是一个通道的数据,直接保存到一个数组即可。同时，信号发生器产生的波形也可经过Lineout端输出。

为了保护声卡，被测信号并不是直接进入声卡，而是先经过一个信号调理电路，对信号进行放大或限幅，滤波等处理，信号调理电路如图2所示。（a）图是直流电平叠加模块：C1代表信号的输入，D1代表叠加直流电平后信号的输出，电位器R8控制输入直流电平的大小；（b）图是信号叠加模块：A1、A2代表叠加信号的输入，B1代表叠加后信号的输出；（c）图是模拟滤波模块：LPIN代表滤波器的输出，LPOUT代表滤波器的输出，调节R6可以控制输出的、幅度大小。当然可以根据需要在调理电路中加入一些其它的模块。

图2信号调理电路

三、声卡采集系统的软件编程

微软公司已经提供了一系列API函数用于对声卡的操作，为了将需要用到的函数封装成了一个类，编程时只需直接调用。使用的API函数有：

waveInGetDevCaps实现声卡的性能测试

waveInOpen打开波形输入设备

waveInPrepareHeader为波形输入准备缓冲区

waveInAddBuffer将数据缓存发送给波形输入设备驱动

waveInStart启动向波形输入缓冲区存储数据

waveInUnprepareHeader释放波形输入缓冲区

waveInStop停止向波形输入缓冲区存储数据

waveInClose关闭波形输入设备

设计的软件界面如图3所示。目前所实现的功能有：

图3软件界面设计

1．两路波形发生器。可产生正弦波、方波和三角波，并且频率和幅值可调。

2．频谱分析仪。可以对采集的信号进行频谱分析。频谱分析采用了快速傅立叶变换（FFT）算法，并且将其封装成独立的函数，方便调用。

3．频率计。同时还可以实时地测量出采集到的信号的频率。在利用程序计算频率时，一般采用两种方法。一种是利用快速傅立叶变换，它的优点是不仅能对标准的周期波形进行测量，而且能够计算出各种复杂波形和信噪比非常低的信号的频率值，缺点是分辨率受到限制。另一种计算频率的方法是采用脉冲计数法。它的优点是测量低频信号时精度高，但它不适合波形复杂和信噪比低的信号频率测量。所以在测量过程中，程序先判断信号上述的性质，根据信号的性质，自动地采用相应的测量方法。

四、小结

采用声卡制作的信号采集系统,具有廉价、方便等优点,它可用于振动、噪声、位移、温度、压力等各种物理量的测试。但是一般的声卡支持的采样频率有11025、22050和44100，对高频信号的采集会出现失真。总之，运用廉价的声卡，辅以适当的软件编程，可以构成一个较高采样精度，中等采样频率且具有很大灵活性的数据采集系统。

参考文献

[1]种兰祥，阎丽，张首军．基于计算机声卡的多通道数据采集系统．西北大学学报,2002．

[2]云升，姚晓，夏志忠．vc++声卡低层音频服务的编程技术．计算机应用,2002．

数据采集范文篇7

关键词：USBRS485数据采集

在工业生产和科学技术研究的各行业中，常常利用PC或工控机对各种数据进行采集。这其中有很多地方需要对各种数据进行采集，如液位、温度、压力、频率等。现在常用的采集方式是通过数据采集板卡，常用的有A/D卡以及422、485等总线板卡。采用板卡不仅安装麻烦、易受机箱内环境的干扰，而且由于受计算机插槽数量和地址、中断资源的限制，不可能挂接很多设备。而通用串行总线（UniversalAerialBus，简称USB）的出现，很好地解决了以上这些冲突，很容易就能实现低成本、高可靠性、多点的数据采集。

1USB简介

USB是一些PC大厂商，如Microsoft、Intel等为了解决日益增加的PC外设与有限的主板插槽和端口之间的矛盾而制定的一种串行通信的标准，自1995年在Comdex上亮相以来至今已广泛地为各PC厂家所支持。现在生产的PC几乎都配备了USB接口，Microsft的Windows98、NT以及MacOS、Linux、FreeBSD等流行操作系统都增加了对USB的支持。

1.1USB系统的构成

USB系统主要由主控制器(HostController)、USBHub和USB外设(PeripheralsNode)组成系统拓扑结构，如图1所示。

1.2USB的主要优点

·速度快。USB有高速和低速两种方式，主模式为高速模式，速率为12Mbps，另外为了适应一些不需要很大吞吐量和很高实时性的设备，如鼠标等，USB还提供低速方式，速率为1.5Mb/s。

·设备安装和配置容易。安装USB设备不必再打开机箱，加减已安装过的设备完全不用关闭计算机。所有USB设备支持热拔插，系统对其进行自动配置，彻底抛弃了过去的跳线和拨码开关设置。

·易于扩展。通过使用Hub扩展可拨接多达127个外设。标准USB电缆长度为3m（5m低速）。通过Hub或中继器可以使外设距离达到30m。

·能够采用总线供电。USB总线提供最大达5V电压、500mA电流。

·使用灵活。USB共有4种传输模式：控制传输(control)、同步传输(Synchronization)、中断传输(interrupt)、批量传输(bulk)，以适应不同设备的需要。

2采用USB传输的数据采集设备

2.1硬件组成

一个实用的USB数据采集系统包括A/D转换器、微控制器以及USB通信接口。为了扩展其用途，还可以加上多路模拟开关和数字I/O端口。

系统的A/D、数字I/O的设计可沿用传统的设计方法，根据采集的精度、速率、通道数等诸元素选择合适的芯片，设计时应充分注意抗干扰的性能，尤其对A/D采集更是如此。

在微控制器和USB接口的选择上有两种方式，一种是采用普通单片机加上专用的USB通信芯片。现在的专用芯片中较流行的有NationalSemiconductor公司的USBN9602、ScanLogic公司的SL11等。笔者曾经采用Atmel公司的89c51单片机和USBN9602芯片构成系统，取得了良好的效果。这种方案的设计和调试比较麻烦，成本相对而言也比较高。

另一种方案是采用具备USB通信功能的单片机。随着USB应用的日益广泛，Intel、SGS-Tomson、Cypress、Philips等芯片厂商都推出了具备USB通信接口的单片机。这些单片机处理能力强，有的本身就具备多路A/D，构成系统的电路简单，调试方便，电磁兼容性好，因此采用具备USB接口的单片机是构成USB数据采集系统较好的方案。不过，由于具备了USB接口，这些芯片与过去的开发系统通常是不兼容的，需要购买新的开发系统，投资较高。

USB的一大优点是可以提供电源。在数据采集设备中耗电量通常不大，因此可以设计成采用总线供电的设备。2.2软件构成

Windows98提供了多种USB设备的驱动程序，但好象还没有一种是专门针对数据采集系统的，所以必须针对特定的设备来编制驱动程序。尽管系统已经提供了很多标准接口函数，但编制驱动程序仍然是USB开发中最困难的一件事情，通常采用WindowsDDK来实现。目前有许多第三方软件厂商提供了各种各样的生成工具，象Compuware的driverworks,BlueWaters的DriverWizard等，它们能够很容易地在几分钟之内生成高质量的USB的驱动程序。

设备中单片机程序的编制也同样困难，而且没有任何一家厂商提供了自动生成的工具。编制一个稳定、完善的单片机程序直接关系到设备性能，必须给予充分的重视。

以上两个程序是开发者所关心的，用户不大关心。用户关心的是如何高效地通过鼠标来操作设备，如何处理和分析采集进来的大量数据，因此还必须有高质量的用户软件。用户软件必须有友好的界面，强大的数据分析和处理能力以及为用户提供进行再开发的接口。

3实现USB远距离采集数据传输

传输距离是限制USB在工业现场应用的一个障碍，即使增加了中继或Hub，USB传输距离通常也不超过几十米，这对工业现场而言显然是太短了。

现在工业现场有大量采用RS－485传输数据的采集设备。RS－485有其固有的优点，即它的传输距离可以达到1200米以上，并且可以挂接多个设备。其不足之处在于传输速度慢，采用总线方式，设备之间相互影响，可靠性差，需要板卡的支持，成本高，安装麻烦等。RS－485的这些缺点恰好能被USB所弥补，而USB传输距离的限制恰好又是RS－485的优势所在。如果能将两者结合起来，优势互补，就能够产生一种快速、可靠、低成本的远距离数据采集系统。

这种系统的基本思想是：在采集现场，将传感器采集到的模拟量数字化以后，利用RS－485协议将数据上传。在PC端有一个双向RS－485～USB的转换接口，利用这个转接口接收485的数据并通过USB接口传输至PC机进行分析处理。而主机向设备发送数据的过程正好相反：主机向USB口发送数据，数据通过485～USB转换口转换为485协议向远端输送，如图3所示。

在图3的方案中，关键设备是485～USB转换器。这样的设备在国内外都已经面市。笔者也曾经用NationalSemiconductor公司的USBN9602+89c51+MAX485实现过这一功能，在实际应用中取得了良好的效果。

需要特别说明的是，在485～USB转换器中，485接口的功能和通常采用485卡的接口性能（速率、驱动能力等）完全一样，也就是说，一个485～USB转换器就能够完全取代一块485卡，成本要低许多，同时具有安装方便、不受插槽数限制、不用外接电源等优点，为工业和科研数据采集提供了一条方便、廉价、有效的途径。

4综合式采集数据传输系统的实现

现在的数据采集系统通常有分布式和总线两种。采用USB接口易于实现分布式，而485接口则易于实现总线式，如果将这两者结合起来，则能够实现一种综合式的数据采集系统。实现方法是：仍然利用上面提到过的USB～485转换器实现两种协议的转换。由于USB的数据传输速率大大高于485，因此在每条485总线上仍然可以挂接多个设备，形成了图4所示的结构，其中D代表一个设备。

这种传输系统适用于一些由多个空间上相对分散的工作点，而每个工作点又有多个数据需要进行采集和传输的场合，例如大型粮库，每个粮仓在空间上相对分散，而每个粮仓又需要采集温度、湿度、二氧化碳浓度等一系列数据。在这样的情况下，每一个粮仓可以分配一条485总线，将温度、湿度、二氧化碳浓度等量的采集设备都挂接到485总线上，然后每个粮仓再通过485总线传输到监控中心，并转换为USB协议传输到PC机，多个粮仓的传输数据在转换为USB协议后可以通过Hub连接到一台PC机上。由于粮仓的各种数据监测实时性要求不是很高，因此采用这种方法可以用一台PC机完成对一个大型粮库的所有监测工作。

5前景展望

数据采集范文篇8

关键词：DSP；高速信号处理；船舶数据采集；系统设计

船舶数据采集是通过传感器等敏感元件对船舶的环境信息、自身信息以及海洋周边信息进行采集和信息处理的集成系统，船舶数据采集系统采集的船舶数据主要包括船舶的振动噪声数据、机械数据、电机数据、海洋混响数据以及目标声呐数据等，通过对船舶数据进行准确实时采集，实现对船舶的运行工况和运行状态监测，提高船舶的稳定运行能力。同时，进行船舶数据的优化采集，在船舶目标识别、水下探测识别、船舶故障诊断以及船舶工况评估等领域具有很好的应用价值[1]。随着高速信号处理芯片的运用和发展，采用集成的DSP芯片进行船舶数据采集系统设计具有可行性，DSP是专门用于信号处理的微处理器，通过敏感传感器进行船舶数据的原始信息采样，对采样的船舶数据进行自适应滤波和信息融合处理，利用DSP芯片进行系统设计，实现船舶采集数据的信号分析和滤波检测，提高船舶数据的集成分析和处理能力[2]，本文提出基于DSP技术的船舶数据采集系统设计方案，采用TMS320C50DSP芯片作为船舶数据采集系统的核心处理芯片，数据采集系统包括传感器模块、滤波模块、信号检波模块以及PCI总线传输模块，首先进行系统的硬件总体设计构架，然后进行船舶数据采集系统的功能模块化设计，最后进行实验分析，展示了本文方法在提高船舶数据采集能力方面的优越性。

1系统总体设计构架

1.1系统设计指标及器件选择。本文设计的船舶数据采集系统能实现船舶回波检测、水声测量和信号滤波检测功能，采集的船舶数据主要包括船舶的噪声信息、振动数据以及混响数据，系统具有信号检波滤波和频谱分析功能，在船舶数据采集系统设计中，数据采集与信号处理系统设计是船舶数据采集系统的核心，在DSP中对接收的船舶数据进行FFT处理，分析船舶数据的频谱信息，在原始数据采集中，采用水声换能器基阵组成船舶传感器网络，传感器基阵采用均匀线列阵布置，传感器分为振动传感器、声传感器和压电磁场传感器，船舶数据采集系统采用前向和后向双通道数据采集模式设计，最后通过PCI集成总线进行多通道数据传输和物理信息转换，提高船舶数据的集成处理能力[3]。1.2系统总体设计构架及功能模块组成。本文设计的船舶数据采集系统分为3个主要模块，分别为传感器控制模块、数据处理模块、船舶数据是输出模块，根据上述技术指标和功能结构分析，得到本文设计的船舶数据采集系统的总体结构和模块组成如图1所示。根据上述总体设计构架，得出本文设计的船舶数据采集系统的功能模块主要包括传感器模块、滤波模块、信号检波模块以及PCI总线传输模块[4]。根据上述功能分析，得到本文设计的船舶数据采集系统的功能模块组成如图2所示。

2系统硬件模块化开发设计

本文设计的基于DSP技术的船舶数据采集系统以TMS320C50DSP芯片作为船舶数据采集系统的核心处理芯片[5]，在集成开发环境下进行船舶数据采集系统的硬件模块化设计，其中DSP信号处理器对船舶传感数据进行合理采样，设定合理的采样率，本文设计的船舶数据采集系统的硬件模块主要包括传感器模块、滤波模块、信号检波模块以及PCI总线传输模块，对各个功能模块组件的硬件设计具体描述如下：1）传感器模块。传感器模块采用传感器基阵接收船舶及周围环境产生的噪声信号和振动信号，并通过信号处理器进行检测和频谱分析，通过PCI总线将采集的传感器信息输入到信号检波器中进行包络放大和数据滤波处理，传感器的输出电压信号在0～4.55V之间，宽带阻抗匹配滤波增益为12dB，数据采集基阵的传送率可达132MB/s，系统的数据传输速率通过ISA,EISA及MCA总线实现自适应控制，传感器模块的PCI9054LOCAL总线支持主模式（DirectMaster）和从模式（DirectSlave）的2种数据采集协议。2）滤波模块。滤波模块是船舶数据采集的噪声滤波功能，由Mux101多路ADSP21160处理器对船舶数据采集系统的滤波电路进行单周期控制，采用自适应均衡处理方法进行船舶数据输出通道的自适应均衡处理，考虑到输入信号的倍频特征，在滤波器的末端加入阻抗电容进行信号增益控制，使用一个5阶开关电容低通滤波器进行级联滤波，用DSP控制PPI_CLK周期，降低电路之间的相互干扰。4）信号检波模块。信号检波模块采用通用PPI模式进行船舶数据采集后的信号检波和增益放大处理，采用DSP作为信号处理器进行集成信号处理，采用并行外设接口（PPI）进行交流耦合处理，实现信号检波和时序逻辑控制，信号检波模块的电路设计如图3所示。5）PCI总线传输模块。PCI总线传输模块利用PCI建立船舶数据采集系统的桥接芯片，在每个功能模块中进行多通道的船舶数采集，船舶数据采样的总线时钟由CLKBUF给出，采用CAN总线驱动器实现1.15～5.5V电平的自由转换，得到船舶数据采集系统的总线传输模块电路设计如图4所示。根据上述设计，在PCB中进行船舶数据采集系统的集成开发设计。

3仿真实验与结果分析

为了测试本文方法在实现船舶数据采集系统实现船舶数据优化采集的性能，进行仿真实验，对船舶数据采集的实验平台建立在VisualDSP++开发环境基础上，数据采集的初始采样频率设定为200kHz，采样时间间隔为12ms，船舶数据采样时长为1024，数据采样转换脉冲频谱增益为24dB，得到数据采集输出如图5所示，分析可知，采用本文方法进行船舶数据采集，接收信号具有较高的频谱增益，输出信噪比较高，测试结果表明，本文方法进行数据采集增益放大倍数为12dB，数据采集的时钟频率为33MHz，总线传输速率可达到264MB/s，具有卓越的指标性能表现。

4结　语

数据采集范文篇9

现代工业生产和科学研究对数据采集的要求日益提高。目前比较通用的是在PC或工控机内安装数据采集卡（如A／D卡及422、485卡）。但这些数据采集设备存在以下缺陷：安装麻烦、价格昂贵、受计算机插槽数量、地址、中断资源的限制，可扩展性差，同时在一些电磁干扰性强的测试现场，可能无法专门对其作电磁屏蔽，从而导致采集的数据失真。

传统的外设与主机的通讯接口一般是基于PCI总线、ISA总线或者是RS－232C串行总线。PCI总线虽然具有较高的传输速度（132Mbps），并支持“即插即用”功能，但其缺点是插拔麻烦，且扩展槽有限（一般为5～6个），ISA总线显然存在同样的问题。RS－232C串行总线虽然连结简单，但其传输速度慢（56kbps），且主机的串口数目也有限。

通用串行总线（UniversalSerialBus，简称USB）是1995年康柏、微软、IBM、DEC等公司为了解决传统总线的不足，而推出的一种新型串行通信标准。该总线接口具有安装方便、高带宽、易扩展等优点，已经逐渐成为现代数据传输的发展趋势。基于USB的数据采集系统充分利用USB总线的上述优点，有效地解决了传统数据采集系统的缺陷。USB的规范能针对不同的性能价格比要求提供不同的选择，以满足不同的系统和部件及相应不同的功能，从而给使用带来极大方便。

2系统介绍

2．1数据采集系统的结构与功能

常见的数据采集系统的硬件总体结构如图1所示。其中数据采集接口卡是硬件部分的核心，它包括A／D转换器、微控制器、USB通信接口等。

在高速数据采集系统中?由于现场输入信号是高频模拟信号，因而信号的变化范围都比较大?如果采用单一的增益放大?那么放大以后的信号幅值有可能超过A／D转换的量程?所以必须根据信号的变化相应地调整放大器的增益。在自动化程度较高的系统中?希望能够在程序中用软件控制放大器的增益?AD8321正是这样一种具有增益可编程功能的芯片。AD8321是美国AD公司生产的一种增益可编程线性驱动器。它具有频带宽、噪声低、增益可编程且易于与单片机进行串行通信等优点，十分适合在数据采集系统中做前置放大。

经过调理后的信号可送入模／数变换器（ADC）进行A／D变换。笔者选用的ADC是TLC5540，它是一种高速8位模拟数字转换器，能以高达每秒40M的采样速率进行转换，由于采用半闪速结构和CMOS工艺制造，因此功耗和成本很低。其75MHz（典型值）的模拟输入带宽使该器件成为欠采样应用的良好选择。该器件带有内部电阻，可用于从5V电源产生2V满度的基准电压，以减少外部元件数。数字输出置于高阻方式。它仅需要5V电源工作，可由USB总线供电。

由于数据采集接口卡是硬件部分的核心，因此应选择能适用USB协议的合适芯片。EZ－USBFX2是一种USB2．0集成微控制器。它的内部集成了USB2．0收发器、串行接口引擎（SIE）、增强的8051微控制器和一个可编程的串行接口。其主要特性如下：

带有加强的8051内核性能，可达到标准8051的5～10倍，且与标准8051的指令完全兼容；集成度高，芯片内部集成有微处理器、RAM、SIE（串行接口引擎）等多个功能模块，从而减少了多个芯片接口部分需要时序配合的麻烦；采用软配置，在外设未通过USB接口接到PC机之前，外设上的固件存储在PC上；而一旦外设连接到PC机上，PC则先询问外设是“谁”（即读设备描述符），然后将该外设的固件下载到芯片的RAM中，这个过程叫做再枚举。这样，在开发过程中，当固件需要修改时，可以先在PC机上修改好，然后再下载到芯片中；具有易用的软件开发工具，该芯片开发系统的驱动程序和固件的开发和调试相互独立，可加快开发的速度。

2．2方案选择

FX2有三种可用的接口模式：端口、GPIF主控和从FIFO。

在“端口”模式下，所有I／O引脚都可作为8051的通用I／O口。

在“从FIFO”模式下，外部逻辑或外部处理器直接与FX2端点FIFO相连。在这种模式下，GPIF不被激活，因为外部逻辑可直接控制FIFO。这种模式下，外部主控端既可以是异步方式，也可以是同步方式，并可以为FX2接口提供自己的独立时钟。

“GPIF主控”接口模式使用PORTB和PORTD构成通向四个FX2端点FIFO（EP2?EP4?EP6和EP8）的16位数据接口。GPIF作为内部的主控制器与FIFO直接相连，并产生用户可编程的控制信号与外部接口进行通信。同时，GPIF还可以通过RDY引脚采样外部信号并等待外部事件。由于GPIF的运行速度比FIFO快得多，因此其时序信号具有很好的编程分辨率。另外，GPIF既可以使用内部时钟，也可以使用外部时钟。故此，笔者选择了GPIF模式。

高速数据采集卡的设计存在两大难点：一是模拟信号的A／D高速转换；二是变换后数据的高速存储及提取。对于第一个问题，由于制造ADC的技术不断进步，这个问题已经得到解决。而对于第二个问题，一般的数据采集系统是将A／D转换后的数据先存储在外部数据存储器中，然后再对其进行处理。对于高速数据采集而言，这种方式将严重影响采集速度，且存储值也会受到很大限制。而改进方案是将A／D转换后的数据直接送至计算机内存，这样，采集速度将大大提高，而且可存储大量数据，以便于下一步的处理。

为了解决同步问题，可以由CPLD产生同步时钟信号提供给ADC和FX2。在本数据采集系统的设计中，CPLD同时还可用于产生不同的控制信号，以便对采样进行实时控制。CPLD是复杂可编程逻辑器件，它包括可编程逻辑宏单元、可编程I／O单元和可编程内部连线。由于CPLD的内部资源丰富，因而可广泛应用在数据采集、自动控制、通讯等各个领域。在本系统的设计中，笔者选用的CPLD是Lattice公司的ispLSI1016。图2所示是其整个USB接口卡的硬件电路图。

3系统软件设计

该系统软件主要包括USB设备驱动程序、设备固件和应用程序。

3．1设备固件（Firmware）设计

设备固件是设备运行的核心，可采用汇编语言或C语言设计。其主要功能是控制CY7C68013接收并处理USB驱动程序的请求（如请求设备描述符、请求或设置设备状态，请求或设置设备接口等USB2．0标准请求）、控制芯片CY7C68013接收应用程序的控制指令、控制A／D模块的数据采集、通过CY7C68013缓存数据并实时上传至PC等。

即使外部逻辑或内置的普通可编程接口(GPIF)在没有CPU的任何干涉下能够通过四个大的端点FIFO来处理高速宽带数据，固件还是有如下固定的工作：

配置端点；通过控制端点零来响应主机请求；控制和监测GPIF的活动；利用USART处理所有的特殊请求任务，如计时器、中断、I／O引脚等。

3．2USB设备驱动程序开发

USB系统驱动程序采用分层结构模型?分别为较高级的USB设备驱动程序和较低级的USB函数层。其中USB函数层由两部分组成：较高级的通用串行总线驱动程序模块（USBD）和较低级的主控制器驱动程序模块（HCD）。

在上述USB分层模块中，USB函数层（USBD及HCD）由Windows提供，负责管理USB设备驱动程序和USB控制器之间的通信；加载及卸载USB驱动程序；与USB设备通用端点（endpoint）建立通信并执行设备配置、数据与USB协议框架和打包格式的双向转换任务。目前?Windows提供有多种USB设备驱动程序，但并不针对实时数据采集设备，因此需采用DDK开发工具来设计专用的USB设备驱动程序。该设备驱动程序应由初始化模块、即插即用管理模块、电源管理模块以及I／O功能等四个模块来实现。

初始化模块可提供一个DriverEntry入口点以执行大量的初始化函数。

即插即用管理模块用来实现USB设备的热插拔及动态配置。当硬件检测到USB设备接入时，Windows查找相应的驱动程序，并调用它的DriverEn-try例程，同时告诉它添加了一个设备；然后，驱动程序为USB设备建立一个FDO（功能设备对象）。在此处理过程中，驱动程序收到一个IRPMNSTARTDE-VICE的IRP，在它之中包括有设备的资源信息。至此，设备被正确配置，驱动程序开始与硬件进行对话。当然，在设备运行过程中，如果设备状态发生变化（拔除、暂停等），PnP管理器也同样发出相应的IRP，以便由驱动程序进行相应的处理。

电源管理模块负责设备的挂起与唤醒。

I／O功能实现模块可完成I／O请求的大部分工作。当应用程序提出I／O请求时，它将调用Win32API函数DeviceIoControl向设备发出命令，然后由I／O管理器构造一个IRP并设置其MajorFunction．域为IRPMJDEVICECONTROL。在USB设备驱动程序收到该IRP后?它将取出其中的控制码?并利用一个开关语句查找对应的程序入口。

3．3应用程序设计

应用程序设计由两个部分组成：动态链接库和应用程序。动态链接库负责与内核态的USB功能驱动程序通信并接收应用程序的各种操作请求，而应用程序则负责对所采集的数据进行实时显示、分析和存盘。

动态链接库的工作原理如下：当它收到应用程序开始采样的请求后，首先创建两个线程：采样线程和显示存盘线程。采样线程负责将采样数据写到应用程序提交的内存；而显示存盘线程则负责给应用程序发送显示和存盘消息。当应用程序接收到此消息后，便从它提交的内存中读取数据并显示和存盘。要注意的是：采样线程和显示存盘线程在读写应用程序提交内存时要保持同步。

PC机或工控机应用程序是数据实时采集系统的中心?可采用Labview编程。它是当今国际上唯一的编译型图形化编程语言，其特点如下：

（1）能完成对固体表面速度的实时测量；

（2）主介面与多重窗口结合?可完成数据连续采集、实时统计分析、系统参数设置、信号波形显示、被测参数输出等综合系统功能。

（3）能充分利用Labview开发平台和WINDOWS视窗所提供的良好操作环境?集曲线、图形、数据于一体?可准确描述过程参数的变化。

图3所示是用高速数据采集系统采集通过Lab-view显示的一个波形实例，其输入信号是一个频率为5MHz的正弦波。

数据采集范文篇10

一、目的意义

开展残疾人基础数据采集工作的主要目的，在于掌握全县各类残疾人的真实数量、结构、家庭状况，以及在医疗、康复、教育、劳动就业、社会保险等方面需求的准确数据，全面、准确、客观地反映全县残疾人的基本状况，为加快推进残疾人社会保障体系和服务体系建设，制定有关残疾人的政策和规划提供可靠的依据，更好地促进残疾人事业与经济社会协调发展。

二、对象范围

采集对象为具有县常住户口，持有第二代残疾人证的残疾人（持证残疾人）、达到残疾等级标准尚未办理残疾人证的残疾人（未持证残疾人），采集范围为县内的42个乡镇、街道。

三、时间安排

（一）准备阶段（7月19日至7月30日）

县残联制定实施方案，做好开展残疾人基础数据采集的资料准备工作，举办全县残疾人基础数据采集业务培训班；乡镇（街道）对数据采集员、村（社区）残疾人联络员进行业务培训。

（二）实施阶段（8月1日至9月30日）

8月1日--8月30日，各乡镇（街道）组织采集小组进村入户开展数据采集；

9月1日—9月15日，乡镇（街道）以村（社区）为单位整理数据采集表，统计相关数据上报县残联，并进行数据录入。

9月15日—9月30日，县残联汇总乡镇（街道）上报的数据，统计、分析相关数据上报市残联。

（三）总结阶段（10月中下旬）

10月中下旬各乡镇（街道）总结残疾人基础数据采集工作，并形成书面报告上报县残联，县残联根据年度工作目标考核的要求，对各乡镇（街道）残联完成残疾人基础数据采集任务情况进行考核，表彰残疾人基础数据采集工作先进单位和个人。

四、内容方式

残疾人基础数据采集以登记的户籍人口为准，主要内容为：残疾人家庭状况及其在医疗、康复、教育、劳动就业、社会保障等方面的需求情况（详见附件1、2）。

残疾人基础数据采集以乡镇（街道）为单位组成采集小组，进村（社区）入户开展数据采集，并分村（社区）整理汇总采集表上报乡镇（街道）；乡镇（街道）汇总各村（社区）的表册，录入数据信息库，统计相关数据上报县残联。数据采集表各乡镇（街道）整理成册并归档；县残联汇总乡镇（街道）上报的数据，统计相关数据上报市残联。

各乡镇（街道）根据实际情况，可采取集中采集与分散入户采集相结合、一人一表询问填表的方式进行。

五、调查经费

残疾人基础数据采集经费，从县级残疾人就业保障金中专项列支。按照专款专用、考核补助的原则，以完成采集1份完整、符合质量要求的《重庆市残疾人基础数据采集表》，每份表补助4元的标准，由县残联补给乡镇（街道）残联包干使用（其中数据采集表每张3元补助给采集人员，1元为数据录入、人员培训等费用）。

六、职责分工

残疾人基础数据采集工作实行分级负责制，县、乡镇（街道）、村（社区）残疾人组织，按照本工作方案认真履行各自的职责。

（一）县残联职责：拟定全县残疾人基础数据采集工作计划；制定数据采集工作方案；提供各乡镇（街道）已发二代证残疾人名册，印制《重庆市残疾人基础数据采集表》和汇总表；建立全县残疾人综合信息数据库；组织开展县级残疾人基础数据采集培训；对全县各乡镇（街道）进行指导检查和督促；负责对全县残疾人基础数据进行归类处理、综合分析；为县委、县政府和市残联领导提供决策依据。

（二）乡镇（街道）职责：加强对残疾人基础数据采集工作的领导，组织开展好本辖区内的残疾人基础数据采集工作，从人员调配、办公经费、交通工具等方面给予保障。

（三）乡镇（街道）残联职责：在当地党委、政府的领导下，制定工作措施，落实采集人员，组建采集队伍，组织参加培训,开展入户采集，汇总录入数据，整理采集表,分村（社区）统一归档。

（四）村（社区）残协职责：在残联和村（社区）“两委会”领导下，落实残疾人专职委员开展上门入户调查采集；按照采集数据的要求，实事求是填写调查表,发现问题及时上报处理；汇总数据采集表，上报乡镇（街道）残联。

七、工作要求

（一）目标要求：调查采集的数据必须真实可靠、全面、准确、客观地反映残疾人的基本状况，通过综合分析反映残疾人基本情况的数据，为制定残疾人有关的政策和规划提供科学依据。

（二）质量要求：调查信息的真实，是调查工作的生命，调查数据的准确，是衡量调查工作质量的唯一标准，必须注重工作质量，采集信息真实，力求数据准确，工作进度服从工作质量，工作措施确保工作质量，做到准确无误。

八、保障措施

（一）高度重视、精心组织。做好残疾人基础数据采集工作，达到残疾人人口情况明、家底清，不仅是残联的工作，也是各级党委、政府关心残疾人，支持残疾人事业发展，推进“两个体系”建设的依据和前提，因此，各级党委政府要高度重视，精心组织，各级残疾人组织要坚持采集原则，强化工作措施，确保全县残疾人基础数据采集工作取得实效。

为确保采集工作的质量，县残联抽调县医院、县益康医院、县精卫院医务人员和残联工作人员，组成多个指导小组，到乡镇（街道）进行督促、检查、指导。

（二）整合力量、落实人员。各乡镇（街道）残联是这次残疾人基础数据采集具体的实施者，残联理事长要亲自抓，要充分依靠乡镇（街道）党委、政府的领导和支持，调动村（社区）“两委会”积极性，发挥好基层残疾人组织的作用，组建好工作班子和数据采集队伍，做好数据采集工作。