数据采集系统方案(集锦17篇)_数据采集系统方案
发表时间:2019-11-29数据采集系统方案(集锦17篇)。
✪ 数据采集系统方案
基于USB2.0总线的高速数据采集系统设计
摘要:本文主要介绍支持USB2.0高速传输的EZ-USB FX2单片机CY7C68013,并详细说明用此芯片实现高速数据采集系统和相应的Windows驱动程序及底层固件程序的开发过程。
关键词:CY7C68013 USB2.0 数据采集 固件
1 引言
现代工业生产和科学研究对数据采集的要求日益提高,在瞬态信号测量、图像处理等一些高速、高精度的测量中,需要进行高速数据采集。现在通用的高速数据采集卡一般多是PCI卡或ISA卡,存在以下缺点:安装麻烦、价格昂贵;受计算机插槽数量、地址、中断资源限制,可扩展性差;在一些电磁干扰性强的测试现场,无法专门对其做电磁屏蔽,导致采集的数据失真。
通用串行总线USB是1995年康柏、微软、IBM、DEC等公司为解决传统总线不足而推广的一种新型的通信标准。该总线接口具有安装方便、高带宽、易于扩展等优点,已逐渐成为现代数据传输的发展趋势。基于USB的高速数据采集卡充分利用USB总线的上述优点,有效解决了传统高速数据采集卡的缺陷。
2 硬件设计
2.1支持USB2.0高速传输的CY7C68013
Cypress Semiconductor公司的EZ-USB FX2是世界上第一款集成USB2.0的微处理器,它集成了USB2.0收发器、SIE(串行接口引擎)、增强的8051微控制器和可编程的外围接口。FX2这种独创性结构可使数据传输率达到56Mbytes/s,即USB2.0允许的最大带宽。在FX2中,智能SIE可以硬件处理许多USB1.1和USB2.0协议,从而减少了开发时间和确保了USB的兼容性。GPIF(General Programmable Interface)和主/从端点FIFO(8位或16位数据总线)为ATA、UTOPIA、EPP、PCMCIA和DSP等提供了简单和无缝连接接口。
CY7C68013的GPIF引擎具有自动传输数据结构的特性,这种特性使得外围设备和主机通过CY7C68013可以无缝的、高速的.传输数据。为了实现高速的数据传输,CY7C68013CPU不会直接参与数据的传输,而是直接利用GPIF的自动传输数据模式。图1和图2说明了主机IN和OUT数据传输过程。
2.1.1 端点缓冲区
FX2包含3个64字节端点缓冲区和4K可配置成不同方式的缓冲,其中3
个64字节的缓冲区为EP0、EP1IN和EP1OUT。EP0作为控制端点用,它是一个双向端点,既可为IN也可为OUT。当需要控制传输数据时,FX2固件读写EP0缓冲区,但是8个
SETUP字节数据不会出现在这64字节EP0端点缓冲区中。EP1IN和EP1OUT使用独立的64字节缓冲区,FX2固件可配置这些端点为BULK、INTERRUPT或ISOCHRONOUS传输方式,这两个端点和EP0
一样只能被固件访问。这一点与大端点缓冲区EP2、EP4、EP6和EP8不同,这四个端点缓冲区主要用来和片上或片外进行高带宽数据传输而无需固件的参与。EP2、EP4、EP6和EP8是高带宽、大缓冲区。它们可被配置成不同的方式来适应带宽的需求。
2.1.2 接口信号
在利用GPIF进行高速数据传输系统设计时,GPIF waveforms的编辑是非常重要的,它控制着整个数据传输过程的读写时序。此时CPU的作用已经非常小了,它只起着下载代码到内部RAM以及在固件中如何触发GPIF waveforms的作用。FX2专门为GPIF提供了外围接口信号,如8位或16位的数据线、控制信号、Ready信号以及地址线。
IFCLK(双向时钟信号):IFCLK是一个参考时钟,可以配置成输入或输出。当配置为输出时,IFCLK被FX2驱动为
30MHz或48MHz;当配置为输入时,时钟范围为5-48MHz。
GPIFADR[8:0](输出):GPIF使用GPIFADR信号为外部设备提供地址线,在总线上地址值是自增的。
FD[15:0](双向):这是USB主机通过FX2和外部设备进行数据传输的数据线,它可配置成8位或16位。当16位时,FD[7:0]代表端点FIFO
中的第一个字节,FD[15:8]代表第二个字节。
CTL[5:0](输出):FX2为外部设备提供了几个控制信号,如读写选通、使能等。
RDY[5:0](输入):FX2提供了几个状态检测信号,它可以检测外部设备的状态,如FIFO的空、满、半满等。
GSTATE[2:0](输出):这是调试信号,表示GPIF波形执行的状态,通常连接到逻辑分析仪上。
2.2 AD9238
AD9238是一个双通道的12位
A/D转换器,采用单3V供电,速度可以是20MSPS、40MSPS和65MSPS;低功耗,工作在20MSPS时,功耗为180mW,40MSPS时,功耗为330mW,65MSPS时,功耗为600mW;具有500MHz 3dB带宽的差分输入;片上参考源及SHA;灵活的模拟输入范围:1Vp-p~2Vp-p;适用于:超声波设备,射频通讯,电池电源仪器,低价示波器等。本系统采用20MSPS的AD9238,可充分发挥USB在高速传输模式下的数据传输优势。
2.3 数据采集系统
该数据采集系统整个框图如图3所示,该系统由以下几部份组成:USB控制器、FIFO、CPLD、AD9238以及数据采集前端电路。
图3 数据采集系统框图
CPLD主要是控制时序,时钟分频等。FIFO主要是起着高速数据缓冲作用,当FIFO半满时,数据开始向USB主机发送。我们采用的是同步FIFO,时钟信号接IFCLK,当FIFO的/RD信号和/OE信号有效时,每个IFCLK上升沿就输出一个数据;当FIFO的/WR信号有效时,IFCLK上升沿就读进一个数据。AD9238的20MHz时钟信号是通过CPLD分频所得。当程序使能AD9238的/OEB_A和/OEB_B信号时,AD9238双通道开始进行数据采集并向FIFO写数据。
系统前端的调理电路采用的是AD公司的AD8138,该放大器具有较宽的模拟带宽(320MHz,-3dB,增益1),而且可以实现将单端输入变成差分输出的功能。此项功能在现代高速模数变换电路中非常有用,因为几乎所有的高速A/D芯片都要求模拟信号为差分输入,虽然部分芯片的手册中提到对于单端输入信号也可使用,但这样一来会使A/D转换结果的二次谐波增大,降低信噪比(SNR)。AD8138很好的解决了这个问题,用户可以很容易的将单端信号转换成差分输出而不必使用变压器,并且它的输入阻抗高达6MΩ,可以直接与输入信号相连而省略隔离放大器,大大精简了电路结构。图4为AD8138的典型应用电路。
图4 AD8138典型应用电路
3
; 软件设计
3.1 Windows驱动程序设计
USB设备驱动程序基于WDM。WDM型驱动程序是内核程序,与标准的Win32用户态程序不同。采用了分层处理的方法。通过它,用户不需要直接与硬件打它道(在USB驱动程序中尤为明显),只需通过下层驱动程序提供的接口号访问硬件。因此,USB设备驱动程序不必具体对硬件编程,所有的USB命令、读写操作通过总线驱动程序转给USB设备。但是,USB设备驱动程序必须定义与外部设备的通讯接口和通讯的数据格式,也必须定义与应用程序的接口。
Cypress公司提供了完整的CY7C68013驱动程序源码、控制面板程序及固件的框架,这大大提高了用户开发的进度。用户只需稍加修改或不需任何修改即可使用所带驱动程序,软件开发者大量的时间主要集中在应用程序和固件的开发。本文所述的数据采集系统驱动程序就在原来的基础上进行了简单的修改来满足我们的需要。根据我们自己的需求,一般只需修改DeviceIoControl例程,如我们主要增加了控制数据传输函数、启动和停止AD、复位FIFO等,即IOCTL_START_AD、IOCTL_STOP_AD、IOCTL_RESET_FIFO。
3.2 底层固件设计
要实现USB2.0的高带宽数据传输,必须使用它特有的GPIF特性,在开发固件前,首先必须根据实际需要对GPIF waveform进行编辑。CY7C68013开发工具中带有一个GPIF Designer,如图5所示,编辑完waveform后,选择Tools->Export to GPIF.c File来输出GPIF.c文件,然后将该文件加入keil c工程进行编译。
由于CY7C68013的EP2、EP4、EP6、EP8四个端点共享4K FIFO缓冲区,所以在该系统中,我们将EP2配置成4K的缓冲区,并设置为IN。用EP1OUT作为AD的控制参数传递,如启动和停止AD数据输出、复位FIFO等。在固件程序中,最重要的就是TD_Init()和TD_Poll()两个函数。
图5 GPIF Designer
在TD_Init()中主要完成GPIF相应寄存器的初始化,如下:
void TD_Init(void) // Called once at startup
{
// set the CPU clock to 48MHz
CPUCS = ((CPUCS & ~bmCLKSPD) | bmCLKSPD1);
SYNCDELAY;
EP2CFG = 0XE8; // EP2IN, bulk, size 1024, 4x buffered
SYNCDELAY;
EP4CFG = 0x00; // EP4 not valid
SYNCDELAY;
EP6CFG = 0x00; // EP6 not valid
SYNCDELAY;
EP8CFG = 0x00; // EP8 not valid
SYNCDELAY;
FIFORESET = 0x80; // set NAKALL bit to NAK all transfers from host
SYNCDELAY;
FIFORESET = 0x02; // reset EP2 FIFO
SYNCDELAY;
FIFORESET = 0x00; // clear NAKALL bit to resume normal operation
SYNCDELAY;
EP2FIFOCFG = 0x01; // allow core to see zero to one transition of auto out bit
&
nbsp;SYNCDELAY;
EP2FIFOCFG = 0x11; // auto out mode, disable PKTEND zero length send, word ops
SYNCDELAY;
EP6FIFOCFG = 0x09; // auto in mode, disable PKTEND zero length send, word ops
SYNCDELAY;
GpifInit (); // initialize GPIF registers
SYNCDELAY;
EP2GPIFFLGSEL = 0x02; // For EP2IN, GPIF uses FF flag
SYNCDELAY;
// global flowstate register initializations
FLOWLOGIC = FlowStates[19]; // 0011 0110b - LFUNC[1:0] = 00 (A AND B), //TERMA/B[2:0]=110 (FIFO Flag)
SYNCDELAY;
FLOWSTB = FlowStates[23]; // 0000 0100b - MSTB[2:0] = 100 (CTL4), not //used as strobe
SYNCDELAY;
GPIFHOLDAMOUNT = FlowStates[26]; // hold data for one half clock (10ns) assuming //48MHz IFCLK
SYNCDELAY;
FLOWSTBEDGE = FlowStates[24]; // move data on both edges of clock
SYNCDELAY;
FLOWSTBHPERIOD = FlowStates[25]; // 20.83ns half period
SYNCDELAY;
// reset the external FIFO
OEA |= 0x07; // turn on PA0、 PA1、 PA2 as output pin
IOA |= 0x07; // pull PA0、 PA1、 PA2 high initially
IOA &= 0xFB; // bring PA2 low
EZUSB_Delay (1); // keep PA2 low for ~1ms, more than enough time
IOA |= 0x04; // bring PA2 high and exit reset
IOA &= 0xFC; // bring PA0、 PA1 low and enable AD
}
在TD_Poll()中主要完成外部FIFO状态的检测和数据的传输,主要程序部分如下:
void TD_Poll(void)
{
if ( GPIFTRIG & 0x80 ) // if GPIF interface IDLE
✪ 数据采集系统方案
重生以后给自己网站备份数据用了一个很土的办法,用到了WINRAR批处理备份的功能,希望给有些朋友能用的着,
我的服务器配置是windows2003+IIS+PHP+MYSQL5
首先服务器里需要装个WINRAR,在WINRAR安装目录下建立个批处理文件(gamefxp.bat)件内容为:
winrar a -ag-YY.MM.DD d:bakgamefxpgamefxpdata D:mysqldatagamefxpdata
然后在自己控制面板里任务计划里选个时间运行这个批处理文件,这个批处理就是停止自己网站备份自己MYSQL数据库,里面的意识是先停止IIS的服务,然后是MYSQL的服务器,然后运行WINRAR进行按照目前的时间进行备份,“d:bakgamefxpgamefxpdata”这个是说你备份存放的地址,“D:mysqldatagamefxpdata”代表你数据库存放的地址,
最后备份好的文件会在d:bakgamefxpgamefxpdata目录下显示出,批处理备份好会自动重新启动IIS和MYSQL。
这个方法虽然很好土,但是很实用,希望站长朋友能多备份备份。
✪ 数据采集系统方案
在单片机数据采集电路的设计中,做到了电路设计的最小化,即没用任何附加逻辑器件做接口电路,实现了单片机对AD678转换芯片的操作。
AD多功能的高精度参考电源、内部时钟和三态缓冲数据输出等部件,所以只需要很少的'外部元件就可以构成完整的数据采集系统,而且一次A/D转换仅需要5ms。
在电路应用中,AD678采用同步工作方式,12位数字量输出采用8位操作模式,即12位转换数字量采用两次读取的方式,先读取其高8位,再读取其低4位。根据时序关系,在芯片选择/CS=0时,转换端/SC由高到低变化一次,即可启动A/D转换一次。再查询转换结束端/EOC,看转换是否已经结束,若结束则使输出使能/OE变低,输出有效。12位数字量的读取则要控制高字节有效端/HBE,先读取高字节,再读取低字节。整个A/D操作大致如此,在实际开发应用中调整。
由于电路中采用AD678的双极性输入方式,输入电压范围是-5~+5V,根据公式Vx10(V)/4096*Dx,即可计算出所测电压Vx值的大小。式中Dx为被测直流电压转换后的12位数字量值。
RS232接口电路的设计
AT2个接收器和1个电压发生器电路提供TIA/EIA-232-F电平。Max232芯片起电平转换的功能,使单片机的TTL电平与PC的RS232电平达到匹配。
串口通信的RS232接口采用9针串口DB9,串口传输数据只要有接收数据针脚和发送针脚就能实现:同一个串口的接收脚和发送脚直接用线相连,两个串口相连或一个串口和多个串口相连。在实验中,用定时器T1作波特率发生器,其计数初值X按以下公式计算:
串行通信波特率设置为1200b/s,而SMOD=1,fosc=6MHz,计算得到计数初值X=0f3H。在编程中将其装入TL1和THl中即可。
为了便于观察,当每次测量电压采集数据时,单片机有端口输出时,用发光二极管LED指示。
软件编程
软件程序主要包括:下位机数据采集程序、上位机可视化界面程序、单片机与PC串口通信程序。单片机采用C51语言编程,上位机的操作显示界面采用VC++6.0进行可视化编程。在串口通信调试过程中,借助“串口调试助手”工具,有效利用这个工具为整个系统提高效率。单片机编程
下位机单片机的数据采集通信主程序流程如图中断子程序如图采集子程序如图4所示。单片机的编程仿真调试借助WAVE2000仿真器,本系统有集成的ISP仿真调试环境。
在采集程序中,单片机的编程操作要完全符合AD678的时序规范要求,在实际开发中,要不断加以调试。最后将下位机调试成功而生成的.bin文件固化到AT89S51的Flash单元中。
人机界面编程
打开VC++6.0,建立一个基于对话框的MFC应用程序,串口通信采用MSComm控件来实现。其他操作此处不赘述,编程实现一个良好的人机界面。数字直流电压表的操作界面如图5所示。运行VC++6.0编程实现的Windows程序,整个样机功能得以实现。
功能结果
根据上面所述工作原理及实施方案,在实践中很好地实现了整个样机的功能,各项指标达到了预先的设计要求。电路工作稳定,每次测量均伴有LED发光指示,可视化界面显示也正常。
AD678转换精度是12位,它的分辨率为1/4096。这为整机系统的高精度提供了保障。为了提高测量精度,运用了AD678自带的校准电路,这样使其A/D转换精度更高。在实际测量中,整机测量精度达到了0.8%。
✪ 数据采集系统方案
小型水电站信息化系统是重要的一个环节,其具备综合性特点,是一项综合所有信息的管理系统,在这一阶段中,包含的东西较多,分别为工程、生产、设备管理、监控系统,数据整合与信息发布,办公自动化等。在现有的信息数据采集期间,系统会根据已经规划完成的计划来管理各个方面的信息资源,这对于用户而言,能够起到很高的帮助,用户在找寻相关信息数据的时候,能够借助浏览的形式加以查询,与此同时,用户还可以按照有关的要求,对其进行操作、管理以及检测等。在应用小型水电站信息化管理系统的.时候,可以看出,该项系统自身是信息化和自动化相互联系到一起的综合性系统,具备的功能较多,包含内容广泛,操作起来比较的简单,其中主要涉及到管理决策、用电量以及声像等各个环节的数据信息,在实际的运行操作期间,它不仅可以有效的监督、控制以及储存相关的参数,与此同时,还可以明确分析存在的问题,加以解决。进而在借助上述信息的基础上来全面的监督和控制水电站中的各项设备,完成整项水电站的信息化管理。对于小型水电站信息化管理系统而言,在管理水库的时候,也可以引进信息化,其中主要体现在以下几个环节中:(1)收集水库中有关的信息;小水电信息化数据采集系统能够有效的收集水库中的信息。对于用户而言,要想较为详细的掌握和认识到水库的实际运行状态,那么登上浏览器搜索便可以获取。(2)具备稳定监测大坝的性能;在这一环节中,可以设置监测点,将数据整理到一起,对信息数据进行分析,然后在此基础上建立健全的大坝监测管理制度。(3)具备动态性监督水库中水量储存情况的功能;收集以及传输水库中的水量,对其实施监测工作,然后将水库汛情更加直接的体现出来。(4)具备详细监测闸门的功能;这一方面涉及到闸门实际运行现状、操作情况以及自主报警等。(5)根据监控视频来监督水电站运行情况;利用网络将视频直接发送到办公室中,加以查阅。
小型水电站的信息化系统中主要依照的技术便是信息数据采集监控系统,该项系统运行原理是有效的管理以及运用小型水电站中包含的各种新型数据。并且,信息化系统是小型水电站中不可缺少的一个环节,其信息化程度对于综合管理以及技术管理水平有着直接的影响,所以要加以重视,合理应用,以此提升整个水电站的发电效益。
[1]孙小江,董维芬,陶志坚,蒋汉贵.面向小水电站的信息化技术及其应用[J].电工技术,.
[2]陈梦影,向娈.PLC在小型水电站低压压缩空气系统中的应用[J].湖北水利水电职业技术学院学报,2017.
[3]李家银,周佳.浅谈水电站监控系统信息优化处置策略[J].信息技术与信息化,(z1).
✪ 数据采集系统方案
目前, 政府统计机构主要通过联网直报、发表调查、 入户访问、记账户记账、现场采价、实割实测、 电话访问等方式采集原始数据。下面是.jinpinTjian ul li a小编为大家带来的统计数据采集方法的知识,欢迎阅读。
联网直报:
联网直报系统就是要在规模以上工业、资质内建筑业、 限额以上批发和零售业、 限额以上住宿和餐饮业及全部房地产开发经营业等国民经济行业法人单位及所属的产业活动单位, 重点服务业法人单位, 以及其他第三产业重点耗能法人单位等统计调查中, 实现统计对象通过互联网直接上全国数据中心报送原始数据。
发表调查:
对于未纳人联网直报系统又具有一定规模的企业
(单位) ,政府统计机构在采集这类统计调查对象的原始数据时,一般先向统计调查对象发放统计调查表, 由统计调查对象按照要求自行填写, 并在规定的期限内提交政府统计部门。
入户访问:
对于个体经营户、 个人以及部分规模较小的企业(单位) 的统计调查, 政府统计部门一般由调查员或者辅助调查员入户,通过现场询问统计调查对象, 直接获取相应统计资料。 目前, 在人口变动调查、 劳动力调查、 住户统计调查制度中, 广泛使用入户访问调查方式采集原始数据; 在规模以下工业、 限额以下批发和零售业、 限额以下住宿和餐饮业、 规模以下服务业等统计调查制度中, 采用发表调查和入户访问相结合的方式采集原始数据。
记账户记账:
主要用于住户收支与生活状况调查。政府统计部门抽选 一定数量的住户作为调查户,调查户需要按照国家制度要求记录现金收支日记账、家庭实物收支台账等, 再由政府统计部门按季收取这些日记账、 台账等原始记录。
现场采价:
主要用于居民消费价格、 商品零售价格和农业生产资料价格的'调查。政府统计部门的调查员需要到农贸市场、商场店) 、 服务网点等价格调查点, 按照定人、 定点、 定时原则,实地采价。
实割实测:
主要用于稻谷、 小麦、 玉米单位面积产量调查。由政府统计部门调查员或辅助调查员直接进人调查地块,在收获季节对小样本内的当季调查作物收割保存,待样本全部收获后将其晾晒、烘干、 脱粒、 测定含水率和杂质率后,作为推算单位面积农产量的依据。
电话访问:
对于一些面向社会公众的社情民意专项调查, 政府统计部门也开始广泛使用计算机辅助电话调查。
✪ 数据采集系统方案
电梯智能数据采集系统采用传感器采集电梯运行数据,通过微处理器进行数据分析,由网络传输至数据处理服务器,实现电梯困人救援、故障报警、日常管理、质量评估、隐患防范等功能的综合性电梯管理平台。电梯智能数据采集系统可融合电梯运行状态采集和视频语音监控系统技术、数据交换技术、网站服务技术、手机应用系统技术、标识及公示系统技术等。
【关键词】智能数据采集;物联网;电梯
随着电梯数量的不断增加,电梯安全检测部门应及时掌握各类电梯的运行状态,从而及时有效地预防各类电梯事故的发生,电梯网络化远程安全监控中心的建立也在逐步发展之中。电梯远程监控系统的故障信息记录数据库功能能够方便地使监控中心建立起一套反映电梯运行、故障及维修情况的电梯数据库系统。在电梯智能系统中,运用先进的科技化方法提高电梯安全管理水平和效率是电梯行业一直努力的方向。
1国内外研究现状
日本三菱公司、美国奥的斯各自开发了应用于电梯的智能数据采集系统。三菱公司的系统主要是基于89C51并运用VB5.0设计开发的,是通过不同通信线路把各个节点传感器和控制器的数据发送至主机,缺点主要是只能对自己生产的三菱电梯进行运行时的故障应急警报和处理。美国奥的斯电梯公司开发研制的电梯智能数据采集系统可以实现基础报警等功能并增加了多级报警的功能,其系统可以在电梯运行出现异常时及时发出警报信号,提供给管理者异常电梯的地点、具体问题和电梯内乘客的状况等各项信息,然后再向电梯服务发出中断信号。目前国内研制的多数电梯智能数据采集系统基本上都不能实现普遍网络的使用。物联网技术在电梯中得到了相应的应用,其在互联网应用的基础上进行了拓展和延伸,它通过热释电感应器、红外传感器、射频识别等各种传感装置把物品与互联网结合起来并遵照特定的协议进行数据信息通讯,不仅可以实现对物品的智能化识别、追踪和定位,还能完成对物品的监控和管理。基于物联网的平台,融合智能手机终端及移动互联网技术,可实现多平台的网络数据交换及管理。利用电梯作业过程的实时记录方法,管理单位无需投入大量资金安装监控设备即可达到较高的安全管理水平,电梯智能系统慢慢的向着高适应性和高兼容性发展。
2研究内容
电梯产业朝着网络化、信息化方向发展,智能电梯物联网监控系统将成为电梯行业的发展趋势,系统可通过特制的适配器,采集电梯相关运行数据,经由3G、4G、GPRS、以太网等方式进行数据传输,通过物联网云平台系统进行数据分析及综合处理,实现电梯故障预警、困人救援、日常管理、质量评估、隐患防范及多媒体传输。电梯智能数据采集系统将充分运用智能手机技术、互联网技术、物联网技术将电梯基础信息库、电梯维保人员、电梯服务的相关部门和人员等有机的.结合到一起,实现对电梯整个生命周期(出产、安装、维修、保养、检验、检测)全部事件和状态(开关门是否到位、是否平层、楼层位置等)的完整记录。电梯智能数据采集系统需包含:2.1电梯电子信息化管理运用计算机将电梯相关信息数字化管理,包含电梯使用登记信息、电梯地理信息、电梯检验检测信息等;2.2电梯的远程监控通过电话线或GPRS通讯方式,可以在监控中心监控到电梯的运行状态和故障信息;2.3物联网监控运用宽带网络或3G网络实现对电梯的运行状态、故障报警、视频监控,并融合比较全面的电梯基础信息管理功能;2.4电梯大数据管理运用高速互联网技术、物联网技术、移动互联网技术、智能手机技术将电梯基础信息库、电梯、电梯作业和操作的相关人员、电梯服务的相关部门和人员等有机的结合到一起,实现对电梯整个生命周期全部事件和状态的完整记录,并进行云存储,运用云计算等处理得到对电梯重要的分析结果。系统框架图如图1所示。
3结束语
电梯维修、保养实时过程记录,电梯检测过程实时记录,电梯应急救援、故障报修等信息以电话录音、图片、视频等多媒体文件记录。建立电梯安全管理体系、绩效考核和责任追溯体系能够有效提高电梯的安全管理水平,降低电梯故障及事故率。以物联网技术建立的电梯运行状态及音视频监控体系,实现对以往采用GPRS方式的升级与整合,突破了带宽及功能的限制,与综合管理平台实现完整的对接。
参考文献
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[2]金新锋.电梯实时监控与故障报警系统设计研究[D].浙江大学,2012.
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[5]陈如明.泛在/物联/传感网与其他通信网络关系分析思考[J].移动通信,2010,4(30):214-217.
✪ 数据采集系统方案
使用计算机时,偶尔的误操作或其他意外,都可能导致数据的损坏或者丢失,如果您事先已采取补救措施,利用各种“备份”工具保存好了这些数据,那么遇到这类情况时,可即时对系统进行恢复,做到有备无患。
虽然现在有不少备份工具,它们的效果也不错,但“转”了一圈,却发现Windows 98“原配”的备份工具也很好用,而且是“就地取材”,没有后顾之忧。
添加备份工具:
Windows 98操作系统的“备份”工具为您提供了一个文件备份、打开及还原的功能。你可通过运行“控制面板”中的“添加/删除”来安装“备份”工具。安装程序就会把该备份工具安装在“C:Program FilesAccessoriesBack-up”目录下。
份重要数据:
首先来新建一个“备份”作业。
1、在Windows 98的“开始”菜单中点击“程序→附件→系统工具→备份”,启动备份程序。
2、在“备份”工具中选择“新建备份作业”项(如图1),并单击“确定”,该工具的备份向导会提示:是“备份我的电脑?”还是“备份选中的文件、文件夹和驱动器?”你可以根据自己的需要自由选择,这里选“备份选中的文件、文件夹和驱动器”(如图2)。
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分享到 3、在备份向导提示下,选择C驱动器的Windows 98目录(假设Windows 98装在C盘),确定后,选“所有选定的文件”(指你所选中的文件夹或某驱动器上的全部文件)或“新建与已更改的文件”(指只备份上次备份后新建的文件及在上次备份后改动的文件,该选项主要对已经作了第一次备份的文件和文件夹等做多次备份时用)选项,点中“所有选择文件”项,单点“确定”,进入“备份至何处”的对话框,
4、接着选择备份到硬盘、软盘、磁带机或其他媒体,并命名备份文件。这里我们把Windows 98备份到E盘,并创建Win98.qic文件,同时在“下一步”操作对话框中把命名组合框内的“无标题”改成你喜欢且便于识别的名字,否则该工具就会用默认的“无标题”为您的备份文件命名。然后单点“确定”,系统即开始执行备份工作。
1、执行“备份”工具后,在备份向导窗口上的“还原备份文件”前打上勾,单点“确定”,根据系统的提示选择我们在上面创建的备份文件(如图3)。单点“下一步”,接着勾选想还原的数据。
2、单点“下一步”,会有三个选择:“用新文件替换”、“不替换”或者“永远替换”,根据自己需要选择后,单点“开始”完成您的恢复工作。
✪ 数据采集系统方案
【摘要】本文根据以往工作经验,对智能控制系统中下实时数据采集与处理系统的设计方法进行总结,并从数据模块、信号采集模块、曲线显示模块、通信控制模块、报警处理模块五方面,论述了实时数据采集与处理系统功能模块的实现。
【关键词】智能控制系统;实时数据;处理系统设计
1开发平台和数据库的选型
1.1数据库的选择
整体来看,可以选择的数据库应该具备以下几种特征:①容量充足。数据库的主要功能便是对信息进行存储,人们可以根据系统的具体要求,对数据库进行有效选择。②足够的安全。数据信息具有很高的价值,安全存储过程显得十分重要。换句话说,在数据存储过程中应避免信息被他人改动,如未经授权擅自登录等,避免出现硬件故障。③多用户环境。为了促使信息更具有实用性,设计人员需要保证不同的安全等级用户均能对需求信息进行访问。
1.2数据库前段开发工具的选取
在具体的系统开发过程中,人们对程序设计的要求较低。例如,Boland公司开发出来的Builder系统具有较强的稳定性和安全性,为后期维护工作的开展提供了基础条件。①用户可以利用C++来提供可靠的IDE,从而帮助整个应用程序完成设计,并不需要在借助于其他工具。站在开发角度来说,数据库一直是Builder系统的最大优势,由于强大的数据库功能支持,促使整体应用程序变得简单易懂。②由于C++数据库的存在,再加上ADO技术的配合,很多远程和本地数据库均能实现连接,这也是数据库前段开发过程中必备前提条件[1]。
2实时数据采集与处理系统的关键技术
2.1面向对象的数据库访问技术
在该项技术之中,ADO技术具有十分重要的作用,由于ADO技术的深入应用,数据库应用程序开发也出现了很多新的接口,ADO可以提供很多新的数据存取技术,利用不同形式对关系数据库进行访问。除此之外,ADO技术具有强大的远程服务特性,为各种应用程序的实现提供有利条件。相比之下,ADO具备很多传统数据库访问形式不具备的优势,如可以对各种对象进行独立创建、批量更新等,为数据库访问的自由线程提供建设指标。
2.2多文档界面技术
多文档界面技术简称MDI,该系统在使用过程中主要属于文档界面应用程序,通过窗体控制来对其他窗体进行访问。MDI由于自身的独特结构,可以实现多个窗口的统一管理,有利于系统在不同功能之间进行切换。而且,C++Builder为整个系统提供了可视化窗口的继承功能。另外,MDI的主窗体在构成让具备很多其他结构属性,如FormStyle属性等,但在工程建设之中,每个工程只存在一个MDI主窗体,而属性也几乎相同,这与子窗体的动态创建规律十分相符[2]。
2.3公文包模式
公文包模式主要指在客户端管理过程中,促使其中的管理程序先与远程数据库相连接,之后在将数据库中的数据转移到前端。此时,在各种应用程序与后方数据断开连接之后,客户端中的各种程序运行任然不会受到影响。
2.4多线程技术
在智能控制系统应用过程中,人们对数据的实时性要求很高,为了将这种特定有效突显出来,Windows2000在研发过程中进行了有效创新,从而对多任务操作系统进行抢占,对处理器的运行时间进行合理划分,利用小的时间段促使小时间段发挥出作用,这其中还包括很多线程的重新分配,为整个系统的运行实施正确操作。在线程完全分配好之后,线程的执行过程也会暂停。此外,在多线程应用过程中,可进一步提升CPU的使用效率。而在应用程序使用上,可对相关参数进行采集和显示,从而对使用者的需求进行满足[3]。
3实施数据采集与处理系统的总体设计
3.1系统功能需求分析
在系统需求建设过程中,应该遵循以下标准:首先对用户的需求进行满足,这其中主要是对系统的功能进行维护和设定,从而对用户需求进行全面考虑。其次,对系统的可靠性进行分析。在系统设计过程中,可靠性设计是最基本的一项标准,用户对其关心程度也较高,一旦系统出现故障,将会导致整体控制过程出现混乱,后果不堪设想。再次,应保证系统设计具与较高的效率。而在功能设计过程中,整个系统应显示出较高的采集功能和显示功能,其中采集功能涉及到对温度、压力等数据的采集,而显示功能则涉及集中操作和监控管理,为各项数据的现实提供基础条件。
3.2系统功能结构设计
在智能控制系统中,实施数据采集与处理系统主要工作为历史数据存储、报警处理等工作,如图1所示。在客户端程序运行过程中,可以为用户界面建设提供基础,并通过服务器的请示数据对数据进行更新。首先,在数据采集完成之后,经过实时数据操作之后,从而实现数据库的进一步完善,在此过程中,便可以对历史数据和报警数据进行整合,将信息传递到客户端内。在具体信息功能规划好之后,便可以对流程图进行绘制。但在流程图描绘过程中,主要涉及到程序描绘和数据流向描绘等。在将所有数据结合好之后,便可完成数据处理程序的设计工作,系统的`流程图如图2所示。
3.3数据库设计
数据库的设计主要与数据库的建立相关,整体来看,数据库服务具有很强的目的性,当特定的数据存储与数据相互结合之后,数据管理便可以进入到更高层次之中,这些管理措施的来源主要是文件管理系统。在该系统数据采集和处理上,主要以数据库为契机,来实现以下几方面功能:①对系统中重要数据进行保留,包括系统运行过程中统计参数和控制参数等。统计参数可以对系统的使用进行合理预测,而系统控制参数则包含着很多参数控制系统,对系统的全面控制起着重要作用。②作为系统运行过程中的数据存储工具,数据库在操作上可以让各个应用程序之间实现模块共享,为网络共享功能的实现提供基础条件[4]。
3.4后台数据库表设计
在后台数据库设计中,表设计主要有三个,即Login表、Realtimedata表、Warning表。具体应用时,Login表代表用户的密码登录级别,Realtimedata表代表的是实时数据,这其中还包括数据采集以及时间字段和备注字段,当出现实际数据传输与具体数据不符时,各种信息数据将会向Historydata表转移,这两中表格的结构基本相同,主要用于历史数据的存放,为数据查询提供便利条件。Warning表属于报警表,一旦数据出现异常情况,便会向主系统发出报警提示。三种表的具体结构如表1~3。
4实时数据采集与处理系统功能模块的实现
4.1数据模块
数据模块的设计与实现,主要是对访问组件进行集中性管理,从而进一步促使时间组件与数据模块相结合,最终让所有Form对数据模块进行共享,当数据表结构出现些许改动之后,只需要对数据表中的组件进行合理修改即可。整体来看,数据模块的实现具有以下优点:①可以将数据访问组件放置在数据模块之中,并不需要重复放置。②可以将一些字段的判断及编写在具体的事件函数之中,从而实现函数的有效共享。③由于数据模块的实现,很容易将字段判断程序从整体程序之中分离出来。④在数据表字段设计过程中,涉及到查询程序的设计,为了方便后续工作的开展,数据模块并不需要对每个Form进行分布设计。另外,为了实现集中管理,可以将具体的数据访问控件与数据管理结合在一起,封装在同一的DM上,最终实现生产数据的备份和还原。
4.2信号采集模块
在控制系统信号采集过程中,主要是为了对系统板卡采集功能进行建设,在经过简单的处理之后,人际界面会将这些数据充分显示出来,并计入到数据库之中,为后续监测工作的开展提供依据。信号采集模块主要是对现场监视参数进行监测和预处理,从而通过生产数据的采集,将压力、温度等指标数据进行根本性处理。例如,在锅炉温度控制过程中,数据采集模块的板卡型号为ICP7,此时可以利用信息采集模块,对参数及实际测量值进行输入。当信号采集模块得到充分利用之后,实测值和设定值之间的误差便会被突显出来,从而得到有效的控制转化,这样一来,锅炉的控制温度将会得到有效控制。
4.3曲线显示模块
在工业控制领域中,为了对被控制对象的状态数据进行查看,往往需要对监测点数据的变化情况进行统计。在具体曲线显示模块功能实现过程中,应该对以下要求进行充分满足:①整个系统需要具备直观有效的数据显示。②在同一张图上,应该对多条曲线进行同时显示,为对比观察性观察提供方便。③可以根据具体需求,对常规性的时间间隔进行设计,促使曲线在描绘过程中更加光滑、连续。④在各点信息的动态采集过程中,应将个点位的监视数据完整的在图上进行显示[5]。
4.4报警处理模块
报警窗口的设备序列运行如果出现异常情况,很容易导致数据越限情况的发生。报警信息的异常情况主要包括时间异常、状态异常等。如果报警信息能够得到保存,后续也能得到精准入库。站在整个系统角度来说,很难对不同故障类型进行诊断,并发出报警信息。例如,在系统温度出现异常时,如果温度过高,温度值会偏大,并远远超出设定值。如果温度过低,某温度值也会出出现偏小情况,甚至低于设置值很多。此时的系统报警来源主要是报警处理模块,而并不是系统本身,通过数字提示、声音等引导相关人员进行操作。
4.5通信控制模块
当信号采集板卡运转过程中,会涉及到很多原始数据的采集工作,一旦通信控制模块出现问题,很容易导致实测值与设定值误差的增大。因此,相关工作人员应根据具体需求对控制模块进行设计,从而对温度进行合理设计。在通信控制模块实现过程中,常规PID控制发挥着重要作用,该系统主要由PID控制器和被控对象组成。该种控制器属于线性控制器中的一种,主要根据定值和实际输出值,来构成控制偏差,该偏差以比例、积分和微分等来形成控制量,从而实现对象控制,因此该控制器也被称之为PID控制。PID的控制器可以用公式进行表示:如果用增量的形式进行表示,则可以变换成以下形式:△u(k)=kp(error(k)-error(k-+error(k-在上述三组公式中,k代表比例系数,TI代表积分时间常数,TD代表微分时间常数。
5总结
综上所述,在实时数据采集与管理系统应用过程中,属于智能领域中的管理软件,更是新型控制分析历年的具体体现之一。其中,数据管理主要是通过计算机实现智能化发展。在具体的比较分析过程中,除了实时数据处理之外,还能对数据采集工作进行精准定位,从而对整体方案进行充分设计,确保开发语言的正确选择。
参考文献
[:125.
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[:109+111.
[:213~214.
✪ 数据采集系统方案
摘要:详细阐述一种利用交错编码的思想,来改远距离通信质量的新设计。设计由FPGA芯片实现,能很方便加载到各种单片机有线或无线通信系统的收发接口中。通过对发、收信息的编、解码处理,增强信息在传输过程的抗干扰能力,以达到远距离高精度传输目的。关键词:FPGA远距传输高精度交错编码解码
1意义
简单的多机间数据通信在我们的设计中很普遍,一般情况下数据传输距离很短,不会超过百十m,因此仅采用双绞线加RS232或RS485标准就可以有效传输。但有时多机之间的距离也会很远,如我们所设计的一个气象项目,就要求子站遍布在基站1km范围内。因此在考虑成本、不增加很多设备的前提下,有效防止噪声干扰,保证子站与基站的数据高精确传输就很重要。
图1方案框图
通常多机短距通信中,可以在收发端加入奇校验、累加和校验等出错就重发的防噪声措施;但以上措施都只能检错,不能纠错,也就是说传输过程中不能容错。在远距离、干扰大、出错概率非常高的情况下,单纯的出错就重发措施会失去工作效率和意义。因此,我们需要一种能容错的数据传输方式,就要对数据编码。因此,不同传输环境的噪声性质不相同,对应的编码方式也不一样,所以我们设计编码时强调更多位的纠错冗余,以适合较多的环境,但相应地就降低了传输速率。另外,出于通用性和简易性的考虑,我们的设计应可直接加载于原有的有线或无线通信系统上,除数据连线外,不需对原有系统做任何改变。
在此,我们采用了交错编码技术来增加数据传输过程的容错能力。编解码设备插入加载到通信系统原来的数据收发端口。因此,微处理器要发送的数据由原先的直接经发送端(无线通信为调制器和发送器)发送,变为先经编码设备编码,然后再经原有的发送端发送;同理,接收端(无线通信为接收器和解调器)收到信息,经解码设备解码出数据,再传送给微处理器。
2设计方案
为适应多种信道,要求我们的设计能同时纠随机错和突发错,并且能有多位的纠错冗余。因此,我们基于常用的卷积码和循环码特性,自定义一种简单的线性分组码作为纠错编码,以便我们刻意去提高纠错的位数。同时我们采用交错发送技术来提高纠突发错能力,并利用FPGA去实现该方案。
(1)方案的应用范围
我们所设计的方案用于远距离的多机通信。根据实际经验,本方案默认微处理器收发的数据为8位并行数据+1位同步时钟,因此提供8位数据线和1位同步线。对于串口,则可增加串行转换的移位寄存器来转化。
图3解码器仿真图
(2)方案的实现
方案的实现如图1所示。
①在子站、基站的收发端口与微处理器之间分别加入相应的编解码设备,使得子站与基站间传输的数据先经过编解码再传输,以达到增强容错的能力。
②用帧结构实现码字的交错。
③远距离传输,收发端最好选用同步方式,但这不是本设计的内容,不予以讨论。
图4编码器仿真器
(3)基于精度,对数据的每一位单独编码
实际应用中,对数据精确的定义并非数据的完全重合,而是要求某一个精度。完全重合只对用做标志的数据有意义,对单纯计算用的数据并没有必要。基于精度要求,显然一个数据信息的高位对精度影响远比低位大(如:FFH,当最高位出错变为7FH时,精度变化最大,而最低位出错变为FEH时,精度变化最小)。因此,我们并没有对8位数据信息进行整体编码,而是逐位分开进行编码:高数据位,采用更长的编码,以保证更高的正确率;低数据位,则可采用较短的编码,兼顾效率和设备容量。具体编码如表1所列。
表1
8位数据最低位(3,1)码0对应010,1对应101,汉明距3,纠1错8位数据第二位(3,1)码0对应010,1对应101,汉明距3,纠1错8位数据第三位(5,1)码0对应01010,1对应10101,汉明距5,纠2错8位数据第四位(5,1)码0对应01010,1对应10101,汉明距5,纠2错8位数据第五位(7,1)码0对应0101010,1对应1010101,汉明距7,纠3错8位数据第六位(7,1)码0对应0101010,1对应1010101,汉明距7,纠3错8位数据第七位(9,1)码0对应010101010,1对应101010101,汉明
✪ 数据采集系统方案
摘要:介绍了一种基于DSP和以太网的数据采集处理系统。论述了数据采集处理系统中的以太网应用,介绍了系统的硬件设计方案,提出了基于实时操作系统DSP/BIOS进行软件设计的思路和实现方法。关键词:DSP 以太网 数据采集 实时
随着测试技术的不断发展,低功耗、高性能的DSP逐渐取代了通用单片机在数据采集处理系统中的地位;同时,以太网技术也在数据采集、测试测量技术中发挥越来越大的作用。本文从软件、硬件出发,介绍一种基于DSP和以太网的数据采集处理系统的设计思想及实现。
1 基于以太网的数据采集处理系统
生产和科研领域对测试的要求越来越高,所需测试和处理的数据量也越来越巨大,有时需要多个测试仪器同时进行测试,各测试仪器之间又需要进行数据交换;而且测试领域也越来越广泛,有些现场不适合工作人员亲临,这时就需要通过网络进行控制。以太网技术在数据采集处理系统中的应用如图1所示。
与工业现场应用比较多的现场总线比较,以太网最大的特点是开发性好、成本低。通过把复杂的TCP/IP协议封装而提供各种网络测试技术,使网络测试的开发变得不再复杂。同时,由于网络测试带来巨大效益,使网络测试在测试自动化领域得到广泛应用。以太网作为分布式测试的一个网络方案,其潜力无疑是巨大的。
图1 数据采集处理系统中的以太网应用
以太网接口控制器和DSP微处理器的价格不断下降,使得将以太网直接集成到基于DSP等嵌入式系统的测试、采集、工业I/O设备中成为越来越明显的趋势。基于以太网的I/O设备是将以太网接口直接嵌入到设备内部,所以使得设备更简洁,体积更小,安装也更灵活。和一些目前应用于工业的其它通信方案比较,以太网方式通常需要功能更强大的微处理器和更大的内存。而网络和计算机技术的发展,特别是DSP技术的应用,可以大大降低这方面的成本。
2 数据采集处理系统的硬件设计
该系统以TI公司的TMS320C6000系列DSP中的TMS320C6211和10/100M自适应以太网控制芯片MX98728EC为核心,主要包括ADC数据采集、DSP数据处理和以太网接口三个部分。图2为数据采集处理系统框图。
2.1 TMS320C6000 DSP
TMS320C6000是美国TI公司于1997年推出的新一代高性能DSP芯片。这种芯片是定点、浮点兼容的DSP。其定点系列是TMS32C62XX,浮点系列是TMS320C67XX。TMS320C6000片内有8个并行的处理单元,分为相同的两组,芯片的最高时钟频率可以达到300MHz。当芯片仙部8个处理单元同时运行时,其最大处理能力可以达到2400MIPs。本数据采集处理系统采用TMS320C6211,其主要特别如下:
相±
·每个周期8条32位指令
·8个高度独立的功能单元,包括6个32/40位的运算器和2个16位的乘法器(32bit结果)
·32个32位通用寄存器
图2 数据采集处理系统框图
·灵活自由的数据/程序定位,L1/L2存储器结果:4K字节L1P程序Cache、4K字节的L1D数据Cache、64K字节L2通用RAM/Cache
·32位外部存储器接口(EMIF):对异步存储器的无缝接口,如SRAM、EPROM;对同步存储器的无缝接口,如SDRAM、SBSRAM;共512M字节外部存储器可寻址空间
·增强的DMA(EDMA控制):16个独立通道
·两个32位通用定时器
·支持JTAG边界扫描标准,调试时可以方便可靠地控制DSP上面的所有资源
2.2 以太网控制器MX98728EC
MX98728EC是一个通用的单片10/100M快速以太网控制器,通过它的主机总线接口,可以实现各种各样的应用,而不需要或者只需极少的外部控制逻辑。单片机的解决方案可以减小电路板的尺寸,减少板上芯片的数量,以降低系统的成本。MX98728EC的特点如下:
·32位通用异步总线结构,支持频率最高达33MHz
·单片解决方案,集成了10/100M TP收发器
·可选的外部收发器MII接口
·完全兼容IEEE 802.3u协议
·支持16/8bit打包缓冲数据宽度和32/16bit主机总线数据宽度
·分离的TX和RX FIFO,支持全双工模式,独立的TX和RX通道
·丰富的片上寄存器,支持各种各样的网络管理功能
·支持16/8bit的用于打包缓冲器的SRAM接口、支持片上FIFO的突发DMA模式
·自动设置网络速度和协议的NWAY功能
·可选的EEPROM设置,支持1kbit和4kbit的EEPROM接口
·支持软件EEPROM接口,方便升级EEPROM的内容
图3 DSP和以太网接口部分硬件设计
2.3 系统结构
2.3.1 ADC数据采集部分
CPLD1由DSP提供时钟信号,主要作用是提供扫描表SRAM的地址,扫描表SRAM的数据由DSP写入。扫描表输出的数据用来设定A/D转换的通道和仪表放大器的增益。ADC采用14位的LTC1416。32路模拟信号通过多路复用器后,其中一路信号被选中,进入仪表放大器,放大之后进入ADC。ADC的转换时钟由DSP的定时器提供。
2.3.2 DSP数据处理部分
ADC转换后的14位数据通过FIFO进入DSP进行处理,FIFO采用4片CY7C425形成乒乓结构,以实现模拟信号的不间断采样。DSP扩展一片Flash Memory作为DSP的程序存储器,另外还扩展了一片SRAM作为程序缓存。脱机运行时,DSP将Flash中的程序写入SRAM,再写入DSP内部RAM。CPLD2主要用于控制FIFO的读写,并且提供以太网接口部分的控制信号。DSP系统中的数字信号处理算法主要实现滤波、采样率变换、非线性修正、温漂修正等。
2.3.3 以太网接口部分
以太网主控芯片MX98728EC通过RJ45接口连接以太网,扩展一片SRAM作为以太网数据收发存储器,另外又扩展一片EEPROM以存储以太网卡的MAC地址、IO基地址、中断线选择等配置寄存器的初始化数据。CPLD3通过DSP高位地址线的译码控制以太网芯片的片选并提供以太网接口部分的复位信号等。DSP和以太网的接口部分硬件如图3所示。
(网收集整理)
3 数据采集处理系统的软件设计
软件编程时应该充分利用硬件资源及开发工具,使代码达到所期望的性能,并且在DSP嵌入式系统的.基础上集成已经封装的TCP/IP协议栈,增加网络连接代码。由于DSP系统硬件以及以太网协议的复杂性,本系统中的软件编程是一个难点。
在本系统的软件设计过程中,采用了TI公司的基于C6000系列DSP的实时操作系统DSP/BIOS以及DSP/BIOS提供的实时数据交换功能RTDX(Real-Time-Data-eXchange)。DSP/BIOS针对DSP的应用环境,通过一系列的对象模块向开发者提供了一个实用优秀的实时操作系统。它可以寿命用户提高软件的模块化程度、并行性和可维护性等,有利于降低系统成本和缩短开发周期,运行于该操作系统之上的应用程序在开发时间、软件维护、升级等方面都有了极大的提高。实时数据交换功能是DSP/BIOS提供的一个全新的功能。在很多应用中要求DSP不停下来,而需要从主机中实时地读取数据或者向主机实时地输出数据。
因为本系统的软件结构较为复杂,涉及的算法较多,故应采用模块化、由顶向下、逐步细化的结构化程序设计方法。这一方法可节省软件工作量、提高工作效率。图4为简化的数据采集处理程序流程图。
实践证明,根据以上方案设计基于DSP和以太网的数据采集处理系统,可以很好地实现对模拟信号的采集和处理。在此基础上,也可以将其作为其于DSP和以太网的网络测试平台开发过程中的调试工具,从而加速把以太网集成到测试、采集和工业I/O仪器中的开发进程。
✪ 数据采集系统方案
USB2.0接口和DSP构成的高速数据采集系统
摘要:介绍一个基于USB2.0接口和DSP的高速数据采集处理系统的工作原理、设计及实现。该高速数据采集处理系统采用TI公司的TMS320C6000数字信号处理器和Cypress公司的USB2.0接口芯片,可以实现高速采集和实时处理,有着广泛的应用前景。关键词:USB2.0CY7C68013DSP高速数据采集
随着数字信号处理理论和计算机的不断发展,现代工业生产和科学技术研究都需要借助于数字处理方法。进行数字处理的先决条件是将所研究的对象进行数字化,因此数据采集与处理技术日益得到重视。在图像处理、瞬态信号检测、软件无线电等一些领域,更是要求高速度、高精度、高实时性的数据采集与处理技术。现在的高速数据采集处理卡一般采用高性能数字信号处理器(DSP)和高速总线技术的框架结构。DSP用于完成计算量巨大的实时处理算法,高速总线技术则完成处理结果或者采样数据的快速传输。DSP主要采用TI或者ADI公司的产品,高速总线可以采用ISA、PCI、USB等总线技术。目前,使用比较广泛的是PCI总线,虽然其有很多优点,但是存在如下严重缺陷;易受机箱内环境的影响,受计算机插槽数量的地址、中断资源的限制而不可能挂接很多设备等。USB总线由于具有安装方便、高带这、易扩展等优点,其中USB2.0标准有着高达4800bps的传输速率,已经逐渐成为计算机接口的主流。本文介绍一个采用USB2.0接口和高性能DSP的高速数据采集处理系统,主要是为光纤通信中密集波分复用系统的波长检测与调整所设计的,也可以应用于像图像处理、雷达信号处理等相关领域。
1高速数据采集处理系统原理及器件选用
整个高速数据采集处理系统的硬件构成为:高速ADC、高速大容量数据缓冲、高性能DSP和USB2.0接口。系统的原理框图如图1所示。
高性能DSP采用TI公司的TMS320C6000系列定点DSP中的TMS320C6203B;高速ADC采用TI公司的ADS5422,14位采样,最高采样频率为62MHz;PC机接口采用USB2.0,理论最大数据传输速率为480Mbps,器件选用Cypress公司EZ-USBFX2系列中的CY7C68013;数据缓冲采用IDT公司的高速大容量FIFO器件IDT72V2113;程序存储在Flash存储器中,器件选用SST291E010。下面逐一介绍各个器件的主要特性。
(1)TMS320C6203B
TMS320C6203B是美国TI公司高性能数字信号处理器TMS320C6000系列的一种,采用修正的哈佛总线结构,共有1套256位的程序总线、两套32位的程序总线和1套32位的DMA专用总线;内部有8个功能单元可以并行操作,工作频率最大为300MHz,最大处理能力为2400MIPS;内部集成了外围设备接口,如外部存储器接口(EMIF)、外部扩展总线(XB)、多通道缓冲串口(McBSPs)和主机接口(HPI),与外部存储器、协处理器、主机以及串行设备的连接非常方便。
(2)ADS5422
ADS5422是由美国TI公司生产的高速并行14位模数转换器,其最高采样频率达到62MHz,采样频率为100MHz时,SNR为72dB,SFDR为85dB。模拟信号输入可以是单端输入方式或者差分输入方式,最高输入信号峰峰值为4V,单一5V电源供电。输出数字信号完全兼容3.3V器件,并且提供输入信号满量程标志以及输出数字信号有效标志,从而方便和其它器件的连接。
(3)IDT72V2113
IDT72V2113是由美国IDT公司生产的高速大容量先进先出存储器件(FIFO)。其最高工作频率为133MHz;容量为512KB,可以通过引脚方便地将容量设置成512K×9bit或者256K×18bit两种方式;IDT72V2113可以设置标准工作模式或者FWFT(FirstWordFallThrough)工作模式,并提供全满、半满、全空、将满以及将空等五种标志信号;非常方便进行容量扩展。容量扩展是IDT72V2113的一大特点,扩展方式可分为字长扩展和字深扩展。通过容易扩展可以由多片IDT72V2113形式更大容量的缓冲,并且电路连接简单、可靠。
(4)CY7C68013
CY7C68013是美国Cypress公司推出的USB2.0芯片,是一个全面集成的解决方案,它占用更少的电路板空间,并缩短开发时间。CY7C68013主要结构如下:包括1个8051处理器、1个智能串行接口引擎(SIE)、1个USB收发器、16KB片上RAM(其中包括4KBFIFO)存储器以主1个通用可编程接口(GPIF)。
图3
CY7C68013独特的架构具有如下特点:
①包括1个智能串行的接口引擎(SIE),它执行所有基本的USB功能,将嵌入的MCU解放出来以用于实现其它丰富的功能,以保证持续高速有效的数据传输;
②具有4KB的大容量FIFO用于数据缓冲,当作为从设备时,可采用Synchronous/AsynchronousFIFO接口与主设备(如ASIC,DSP等)连接;当作为主设备时,可通过通用可编程接口(GPIF)形式任意的控制波形来实现与其它从设备连接,能够轻易地兼容绝大多数总线标准,包括ATA、UTOPIA、EPP和PCMCIA等;
③固件软配置,可将需要在CY7C68013上运行的固件,存放在主机上,当USB设备连上主机后,下载到设备上,这样就实现了在不改动硬件的情况下很方便地修改固件;
④能够充分实现USB2.0(版)协议,并向下兼容USB1.1。
2高速数据采集处理系统的硬件连接
2.1模拟信号输入电路
ADS5422的模拟信号输入可以采取单端输入方式或者差分输入方式。单端输入方式连接比较简单,但抗噪性能差,所以我们采取差分输入方式,以尽量减少信号噪声以及电磁的干扰,尤其是采用差分输入方式可以将所有偶次谐波通过正反反个输入信号基本上互相抵消。
ADS5422的模拟信号差分输入方式需要同时使用IN和IN引脚,其硬件连接方法如图2所示。图中,首先使用放大器OPA687以及RF变压器将单端信号转换成差分信号,然后输入到ADS5422,其中ADS5422的公共端CM和RF变压器的公共端连接,RF变压器的匝数比应该根据信号确定。为了增强信号的稳定性,在ADS5422每个信号的输入前加上RC低通滤波电路,图2中推荐Rt为50Ω,Rin为22Ω,Cin为10pF,这些元件也可以根据具体的信号进行调整,一般情况下电阻值在10~100Ω之间,电容值在10~200pF之间。
图4
2.2ADS5422与IDT72V2113的连接
虽然ADS5422的供电电压为5V,但其输出的数字信号电平兼容3.3V电平,因此不需要电平转换芯片,只要将ADS5422的数据线与IDT72V2113的数据线相连即可。但是,ADS5422采样和存储采样数据到IDT72V3113中,这两个操作对时序配置要求非常严格,如果两者时序关系配合得不是很好,就会发生数据存储出错或者掉数。如何简单、可靠地实现采样和存储是设计这部分电路的难点。一般的方法是,通过可编程逻辑器件(CPLD或FPGA)来实现ADC与FIFO存储器之间的时序,即由CPLD或FPGA来控制ADC采样和FIFO存储器的写操作。但是,通过仔细查看ADS5422和IDT72V2113的工作时序图,找到了一种简单可靠的实现方法,此方法不需要CPLD或FPGA就可以实现两者的.时序配合。
首先分析ADS5422的工作时序图,如图3所示,其中t1为采样时钟上跳沿到输出数据无效之间的时间间隔,即数据保持时间,其大小为3ns。查看IDT72V2113的相关文档可知,对其进行写操作时,数据线的保持时间大于1ns即可满足要求。因此,ADS5422与IDT72V2113之间的时序配合可以采用以下简单的实现方法:ADS5422的采样时钟和IDT72V2113的写时钟采用同一个时钟源,这样,每一个时钟的上跳沿,ADS5422进行模数转换,同时将上个时钟周期内输出的采样数据存储到DT72V2113内部。
2.3C6203B与IDT72V2113的连接
C6203B与IDT72V2113的连接是通过C6203B外部扩展总线(XB)。C6203B的外部扩展总线(XB)宽度为32位,可以实现与同步FIFO无缝连接,可以同时无缝实现四个FIFO写接口或者实现3个FIFO写接口及1个FIFO读接口。通过无缝连接实现FIFO读接口,FIFO必须连接到XCE3上,数据通过DMA方式从IDT72V2113传送到C6203B的片内RAM中,具体连接如图4所示。图4中,4片IDT72V2113经过字长和字深扩展形成2MB的数据输入缓冲,输入数据总线(D0~D15)、输出数据总线(Q0~Q15)、读使能(REN)、读时钟(RCLK)、写使能(WEN)、写时钟(WCLK)和将空标志信号(PAE)是由4片IDT72V2113的相应信号组合形成的;XCE3为外部扩展总线(XB)的空间选择信号,XFCLK为外部扩展总线(XB)的输出时钟,EXT_INT4是C6203B的外部中断信号4,DX0用作通用输出口,控制IDT72V2113的写使能信号。
2.4CY7C68013与C6203B的连接
CY7C68013是一个非常方便的USB2.0实现方案,它提供与DSP或者MCU连接的接口,连接方法有两种:SlaveFIFOs和Master可编程接口GPIF。在本方案中,选用了SlaveFIFOs方式,异步读写。SlaveFIFOs方式是从机方式,DSP可以像读写普通FIFO一样对CY7C68013内部的多层缓冲FIFO进行读写。具体的电路连接如图5所示。FLAGA、FLAGB和FLAGC是CY7C68013内部FIFO的状态标志,C6203B通过通用I/O口来获得FIFO的空、半满(由用户设定半满的阈值)和满等状态信息。C6203B对CY7C68013内部FIFO的选择,以及数据包的提交也是通过通用I/O口来实现。C6203B通过EMIF接口的CE2空间对CY7C68013进行读写操作。工作过程为:DSP通过USB向PC发送数据时,首先查看空、半满和满这三个状态信号,然后向USB写入适当大小的数据,以保证数据不会溢出;PC机通过USB向DSP发送命令字时,USB通过中断方式通知DSP读取命令
字。
3USB软件设计
USB接口开发中有相当大的工作量是关于USB软件的开发,USB软件包括三方面的工作:固件(firmware)设计,驱动程序设计和主机端应用程序的设计。
3.1固件设计
固件是运行在CY7C68013上的程序,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CY7C68013接收应用程序的控制指令、通过CY7C68013存放数据并实时上传至PC等。
本方案中的固件设计思路如下:
①使CY7C68013工作于异步从FIFO(AsynchronousSlaveFIFO)模式。相应的寄存器操作为:IFCONFIG=0xCB。
CY7C68013具有多种工作方式,除了可以作为能够产生任意控制波形的主控芯片外,即使作为从设备,也可选择异步还是同步方式。由于DSP的关系,本方案选择异步从方式。
②将4KB的FIFO对应两个端点(EndPoint),即EndPoint2和EndPoint6。相应的寄存器操作为:EP2CFG=0xA0,EP6CFG=0xF2。
EndPoint2与EndPoint6分别对应2KB的内装中FIFO(下文分别称为FIFO2、FIFO6),存放USB需要上传与接收的数据。其中EndPoint2为OUT型,负责从主机接收数据;EndPoint6为IN型,负责向主机发送数据。另外,EndPoint2与EndPoint6均采用批量(BULK)传输方式,这种方式相对于其它USB2.0定义的传输方式具有数据可靠、传输速率高等特点,是最常用的传输方式。
③对FIFO进行配置。相应的寄存器操作为:EP2FIFOCFG=0x11,EP6FIFOCFG=0x0D。
本方案将FIFO2、FIFO6设置成自动方式。这里所谓“自动”,是指在数据的传输过程中,不需要CY7C68013的8051内核参与。如有特殊需要可以设成手动方式,这样8051就可以对数据进行修改,如图6所示。另外还将FIFO配置成16位接口。
④其它操作。为了完善整个USB传输功能,提高固件的健壮性,还必须配以其它设计,这包括FIFO的自动清空复位,个性化命令等功能,在此就不进行详细讨论了。
3.2驱动程序设计
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USB设备驱动程序需由开发者自己编写。
开发USB设备驱动程序,可采用Numega公司的开发包DriverWorks和Microsoft公司的2000DDK,并以VC++6.0作为辅助开发环境。DriverWorks提供的驱动向导,可根据用户的需要,自动生成代码框架,减少了开发的难度,缩短了开发的周期。但是,Cypress公司为了方便用户开发USB接口,在CY7C68013的开发包中提供了一个通用驱动程序,该程序可不加修改,经DDK编译后直接使用。在本设计方案中,采用的就是这个通用驱动程序。
3.3应用程序设计
主机应用程序是主要实现从高速数据采集处理板该取处理后的数据、存储、显示处理结构以及向数据采集处理板发送控制命令。在Windows2000下,我们使用的应用程序开发工具是VC++6.0。
4系统工作原理
上电后,ADS5422一直工作,采样产生的数据是否存储到IDT72V2113中,由C6203B的DX0引脚状态来决定。C6203B进行初始化,外部扩展总线的XCE3设置为同步FIFO读操作模式。DMA通道0配置为每次传输1帧,每帧1024个半字,同步事件设置为外部中断4,触发极性为高电平,初始化定时器0,定时间隔为22ms。当外部同步信号到来时,启动定时器0,手动启动DMA通道0,同时设置DX0为低电平。ADS5422采样产生的数据开始写入IDT72V2113,当定时器0中断到来时,设置DX0为高电平,关闭IDT72V2113的写使能,采样数据不再存储到IDT72V2113内。随着数据不断写入IDT72V2113,当其内部的数据量大于1023个半字时,IDT72V2113的将空标
志信号(PAE)由低电平变为高电平,使得C6203B的外部中断信号有效,从而触发DMA传输,C6203B的DMA通道0通过外部扩展总线(XB)读取1024个半字的数据,存储于内部RAM中,传输结束后向C6203B发送中断,通知C6203B处理数据。C6203B处理完数据后,通过USB2.0接口发送处理结果,然后重新启动DMA通道0,进行下一次DMA传输。如此循环,直到处理完所有数据。当下一个外部同步信号到来时,进行下一轮数据采集处理过程。
5总结
本文详细介绍了基于USB2.0接口和DSP的高速数据采集处理系统的系统构成、硬件连接以及USB2.0驱动程序和固件程序的开发。经实际验证,系统运行可靠,是一种比较好的高速数据采集与处理的解决方案。
✪ 数据采集系统方案
数据同步方案是指将不同地点、不同时间、不同终端、不同系统的数据进行同步更新的一种技术手段和策略。数据同步方案可用于多种场合,如公司内部数据共享、复制、备份、迁移、数据中心间同步、云端数据同步、大数据分析等。下面将结合实例详细介绍数据同步方案的实施方法、技术应用和管理控制等方面。一、实施方法
数据同步方案的实施方法要根据实际情况选择适合的技术方案和工具,以保证数据的稳定同步和有效管理。以下是一些常用的数据同步技术手段:
1.文件同步:借助FTP、SFTP、SCP或Rsync等协议,实现不同设备之间文件的同步传输。
2.数据库同步:通过数据库复制、数据备份、数据同步工具等技术手段,实现不同数据库之间的数据复制、数据备份和数据同步。
3.云同步:利用云存储技术,如阿里云OSS、腾讯云COS、AWS S3等,实现不同地点、不同云平台之间的文件和数据同步。
4.多活同步:基于高可用、负载均衡等技术,实现多个同步节点之间的实时数据同步,提高系统的可用性和性能。
5.大数据同步:利用大数据平台、如Hadoop、Spark、Flink等,实现大规模数据的同步、存储和分析,对企业的决策和业务流程提供支持。
二、技术应用
数据同步方案应用于企业内部的数据共享、复制、备份和迁移等业务场景,可以大大提高企业的工作效率和安全性。以下是数据同步方案在企业中的一些常用场景:
1.数据库同步:对于企业内部的多个数据中心,需要实现数据库之间的数据同步,以保证数据的实时性和可用性。
2.文件同步:多部门之间需要进行文件共享和协同工作,通过文件同步实现共享和备份,提高工作效率和数据安全性。
3.数据备份:数据同步方案的备份功能,可以解决数据备份的瓶颈问题,提高备份的速度和可靠性。
4.迁移数据:数据之间的迁移是一个常见的需求,通过数据同步方案实现迁移,可以简化业务流程和减少人力成本。
三、管理控制
数据同步方案不仅要保证数据同步的技术可行性和效果,还要加强管理控制,以确保数据的安全性和合规性。以下是一些管理控制需要考虑的问题:
1.数据源和同步节点的安全:数据源和同步节点的安全需要得到保障,以避免数据泄漏、篡改或其他安全威胁。
2.同步策略的控制:不同的同步策略会对数据的同步速度、质量和稳定性产生影响,需要视情况调整设置。
3.同步监控和报警:需要建立监控和报警系统,及时发现同步异常和错误,并采取对应措施加以处理。
4.数据质量管理:数据同步方案的成功与否,关键在于数据的质量是否精准、完整、可靠,需要制定数据质量管理标准和测试流程。
四、案例分析
以下是一些数据同步方案的案例分析,介绍具体的实践经验和应用效果。
1.永辉超市数据同步方案:永辉超市作为国内知名的大型连锁超市,需要将各地门店的销售数据实时同步到总部数据库中,以实现数据的全局监控和分析。方案采用了数据同步技术和云数据库技术,实现数据的高速、稳定和安全同步。经过测试,同步成功率达到99.9%以上,大大提高了商业决策的速度和准确度。
2.联想机房后勤管理系统数据同步方案:联想在印度、菲律宾、泰国等全球部分地区建立了一些机房,每个机房需要维护大量的设备和服务,要实现机房内后勤管理的数据同步,需要借助专业的管理工具和技术,并配备专业的管理人员进行监控和维护。方案在实施过程中,提高了机房后勤管理的效率和可靠性,减少了故障率和维修时间,得到了用户的好评。
3.百度数据同步方案:百度是全球领先的中文搜索引擎,需要处理数以亿计的搜索请求和数据交换,有多个数据中心需要进行数据同步。方案采用了大数据同步技术和多活结构,实现了数据中心的应用之间的实时同步,保证了搜索引擎的快速响应和搜索结果的准确性,提高了搜索体验和用户满意度。
综上所述,数据同步方案是当前互联网时代的一个重要技术手段和策略,需要充分考虑实际情况和管理控制,以实现数据的稳定同步和有效管理。在实际应用过程中,需要综合运用多种技术和工具,并针对具体场景和需求,制定合理的同步方案和管理措施,以达到最佳的效果和结果。
✪ 数据采集系统方案
数据采集只能告诉你,什么时候一个事件被触发了。例如有多少人进入一个场景。一个能被记录在客户端或服务器端的事件是个非常有用的行为。通常它具有与它相关的一些参数,比如哪一个玩家,游戏的会话是什么,什么日期或时间,他们有多少体力,多少分,什么场景,哪一个刷怪点。
也有一系列的数据点我们不需要采集,如场景的布局,因为它并没有改变或者从其他数据可以推断出来。但是什么事件是需要采集的呢?这将取决于许多因素。你们在服务器、存储、带宽和数据分析软件上有多少预算?什么级别的细节才是真的有用的?当一个动作发生时候要记录每一个脚步还是只需要XYZ的位置就足够了?
对于我来说,有一种技术叫危害分析和关键控制点(HACCP),它能帮助我有效的分析出我需要采集的数据类型。它是一项由Pilsbury研发的食品安全的技术(这是我在第一份工作中用于食品行业的软件),用于美国航天局和美国陆军实验室为阿波罗登月计划提供食物。这是一个对可能会造成危险的关键点进行测试的模型。
第一步是了解潜在危险以及如何避免。对于游戏(尤其是服务)我们想知道玩家玩到什么地方离开了游戏。所以我们必须得知道哪个地方可能让玩家放弃或者变得沮丧以及采取什么行动能让玩家继续回来玩。
通过第一次用户体验可以帮助我们了解其中的一些点。用事件描述这个过程,所以当我们发现玩家离开了游戏,一段时间之后又回来了,这是一个好的开始。但也许我们需要在他们离开之前就知道更多的关于他们所经历的情况。
我们正在识别的这些事件是我们的关键控制点,第二步我们就要识别它们。游戏中存在的问题,尤其是对于客户端/服务器应用程序,在这里你可以得到最好的数据,特别是如果你想要你的游戏可玩离线。问题是,你通常不能得到一个“结束”事件。当我们为PlayStation Home(街机) 做数据采集的时候这是一个不得不解决的问题。
如果一个玩家按下了手柄上的PS按钮,他们离开了游戏,再也没有数据发送到服务器。我们只知道他们离开是因为服务器断开连接而无法知道这是自愿的还是外部的问题。因此你必须得清楚你能收集和获取什么数据。比如,为了解决我们在PSHome这个游戏中遇到的这个问题,我们可以在本地存储历史数据,当玩家再次上线后 再把缓存的数据发送给服务器。
玩家“第一次”的经历是重要的分析点,确保你采集这种数据,开始和结束你游戏的每一级(每个场景),以及关键动作。比如和一个物体交互、战斗、伤害等等。这些停止可以告诉你发生了什么事。
✪ 数据采集系统方案
摘要:介绍了一种基于DSP和以太网的数据采集处理系统。论述了数据采集处理系统中的以太网应用,介绍了系统的硬件设计方案,提出了基于实时操作系统DSP/BIOS进行软件设计的思路和实现方法。
关键词:DSP 以太网 数据采集 实时
随着测试技术的不断发展,低功耗、高性能的DSP逐渐取代了通用单片机在数据采集处理系统中的地位;同时,以太网技术也在数据采集、测试测量技术中发挥越来越大的作用。本文从软件、硬件出发,介绍一种基于DSP和以太网的数据采集处理系统的设计思想及实现。
✪ 数据采集系统方案
摘要:吉林省启动社会保障一卡通建设工作,为使这项便民、利民和惠民的工程能够尽快地实施,省人社厅决定采取数据采集和系统建设齐头并进的方案来开展工作。由此社会保障卡持有人数据采集工作提到了重要日程,卡是社会保障一卡通的载体,采集持卡人的个人信息是社会保障一卡通建设最基础的工作,由于全民纳入社会保障的惠民政策,采集工作量非常巨大,又由于新的社会保障卡加载了金融功能,涉及到持卡人需要选择相应的服务银行,因此,必须由持卡人填表签字确认。本文对社会保障一卡通数据的采集和整理技巧做出了相应的研究。
为了提高持卡人个人信息数据采集的效率,我们采取了利用已有个人基本信息数据先打印好《社会保障卡申领登记确认表》,然后再由持卡人确认签字的方案,这样可以省去填表的过程,极大地提高采集效率。由于采取了这样的方案,那么,首先要做的工作就是利用相关部门的个人基本信息数据,制作规范化的excel数据表。从相关部门获得的个人基本信息数据,并不完全符合要求,需要对数据进行整理。应注意的问题包括列表结构顺序、字段属性等。按照个人基本信息数据采集规范,必须对持卡人采集包括居民身份证号、身份证有效截止日期、姓名、性别、民族、出生年月、单位名称、通讯地址、联系电话和相片等信息。从相关部门获得的'数据,其个人记录信息一般都是正确的,但也有少数记录信息存在错误,在姓名中存在同音不同字,如:姓名记录为“张山”,而实际为“张珊”;性别记录为“男”,而实际为“女”等。为了保证数据准确导入数据库,就需要进行认真、仔细和准确的采集数据。为此,我们采用从不同部门获得的个人基本信息数据进行比对、筛选,主要采信居民身份证信息,“性别”和“出生年月”按照居民身份证号规范进行提取生成,相片也要按照“358×441”像素的规格进行处理。针对从相关部门获得的个人基本信息数据要对各个字段进行字段属性转换,我们的经验是除序号字段外,其他字段属性一律设置成“文本属性”,这样做的好处是在以后的数据处理中不会出现意想不到的问题。从相关部门获得的个人基本信息数据通常与我们的要求并不相符,为了使数据符合《社会保障卡相关技术规范》,我们需要针对数据进行整理,这个数据整理工作不仅仅是为了打印《社会保障卡申领登记确认表》,也要为日后批量申请社会保障卡做好准备。《社会保障卡相关技术规范》中规定社会保障卡数据格式为:序号,居民身份证号,姓名,性别,民族,出生年月,单位名称,联系电话,服务银行……
下面将具体数据整理步骤进行详细说明:2.1准备数据整理数据比较方便的应用软件是MS_OFFICE组件中的EXCEL,相关部门获得的数据与我们要求的数据字段名称以及数据结构不尽相同,需要将相关部门的数据进行整理,整理过程中一定要按照《社会保障卡相关技术规范》的要求进行,也为将来数据上传卡管系统做好准备。2.2数据整理过程中需要注意的问题因为从相关单位获得的数据与我们所要求的标准数据存在差异,如有些数据存在空格,有些数据存在字母大小写不一致,有些数据存在重复数据,有些数据需要重新命名等,下面就常见的3个问题进行说明。2.2.1空格处理数据中存在空格共有3种情况,一是字段的字符串前面有空格,二是字段的字符串后面有空格,三是字段的字符串中间部分有空格。在处理数据之前应该在相邻处复制一列,防止处理数据时出现错误无法挽回,造成不必要的损失。复制的方法是,先在相邻格间插入一列,然后,选中目标列,再按住CTRL健,同时将鼠标放置到选中列的边框处,此时鼠标出现一个“+”号,按住鼠标左键向先前插入的空列拖动,拖动到空列后,空列被填充为要复制列的内容,松开鼠标左键,复制完成。无论空格位置处在哪一种情况下,一般用函数substitute(text,old_text,new_text)将字符串中的部分字符串以新字符串替换。例如:C2=substitute(B2,“”,“”)。空格去除后,见图2。然后把C列复制,假如复制到B列,在B列选择性粘帖为数值,这样可以解除函数关联,再将列标名(字段名)由“TEST”重新更名为“姓名”。2.2.2处理身份证中末位的字母有的是大写“X”,有的是小写“x”,由于规定身份证号中字母要大写,因此,对于小写的字母要改成大写,一般用函数upper(text)将小写字符改写成大写字母。2.2.3对于“性别”的筛选整理最好通过身份证号来获得,对于18位的第二代身份证号码格式,从左侧数第17位是性别标识位,奇数是“男”,偶数是“女”。我们可以通过MID函数提取出该位,然后再用Excel的另一个函数MOD进行求余数,通过将该位与2进行求余,为0就是女性,为1就是男性,以18位第二代身份证为例:=If(mod(mid(A2,17,1),2)=1,”男”,”女”)需要说明的是在使用函数时要注意单元格的属性,新的目标单元格属性一般要设置成“常规”属性,否则,函数失败,不能进行改写操作。
关于数据采集和整理技巧就说到这里,实践中还会遇到很多问题,希望大家摸索和挖掘更好的方法,以便解决相应的问题。
✪ 数据采集系统方案
摘要:节约能耗、优化资源配置及优质服务等方面为企业提高强有力的支持,为配网的智能化健康运行提供基本的信息依据,更能实现远程配置配置能力、信息采集能力、安全管理能力。
电能量信息采集与监控建设是进一步贯彻落实“狠抓管理、堵塞漏洞、消除隐患”的十二字方针和不断提升营销管理水平,堵漏增收、降损增效的重要举措,是电网建设在营销领域中智能化的延伸,也是实现精益化管理和现代化营销管理的基础。数字化、智能化营销管理不仅可以在节约能耗、优化资源配置及优质服务等方面为企业提高强有力的支持,为配网的智能化健康运行提供基本的信息依据,更能实现远程配置配置能力、信息采集能力、安全管理能力。
电量的抄、核、收管理一直是电力营销业务管理的一个重要环节,受到传统管理模式的制约,抄、核、收管理工作存数据准确性低、抄表时间不同步、管理难度大等问题;另外地理环境因素,电表分布点多、面广、环境复杂等特点尤为突出,人力抄表面临很大困难,无形中增加了抄表工作的成本。电能采控系统的抄表自动化应用,只需登录采控系统进入日冻结电量示值查询,就可以清楚的看到每个安装采控计量装置的公、专变的有、无功电能示值。实现了对电能表数据的自动采集,替代了人工抄表,摒弃了以往由于手工抄表而出现的估抄、漏抄、错抄和抄表时间不同步现象,同时解放了营业人员的工作力,使其能有更多的精力投身于其他营销业务管理中,从效益上减低了人力、物力的资金投入,从管理上提升了整体的营销业务管理水平。
线损是衡量输电系统运行状态的重要指标,但传统线损计算方式是建立于抄表员手工抄表的基础之上的,不但无法保证线损计算的同步性,而且费工费时,而采控系统从根本上解决了这一问题,相关人员可以在第一时间同步了解到任意封闭线路前一日的线损情况,并且也可以查询之前的以日、月、年为单位的线损数据。以此为基础,计算各线路的高压及台区线损,从而避免了由于抄表时间不一致导致的线损误差,大大提高线损计算的准确性。
4.1 通过召测功能进行实时抄收和监测配电变压器的电压、电流、功率、功率因数的实时参数、曲线图及柱状图;
4.2 通过电能量信息采集与监控平台,各条封闭线路可以按日、月、年为周期进行对应计算,并能自动生成线损统计报表,对没有上传的点能量数据进行补召处理,便于查阅;
4.3 电能量信息采集与监控平台采集的各类配电变压器监测数据,可以查看配电变压器的电流、电压、功率因数等实时数据和统计信息;
4.4 电压合格率统计分析。按配电变压器统计日、月A、B、C三相电压合格运行时间、超上限运行时间、超下限运行时间、最高电压和最高电压发生时间、最低电压和最低电压发生时间等数据,并进行电压合格率的统计分析;
4.5 供电可靠性是对供电企业连续供电能力的考核指标,根据采集数记录停电次数、停电范围等情况。对配电变压器A、B、C三相的停电起始时间,配电变压器的停电信息进行全面统计分析;
4.6 可以对电能表的故障进行自动监测,并对电表接线、计量方式发生变化、表箱开启、用电线路出现故障、变压器缺相或停电等现象发出提示信息。
通过以上的应用,可直观的进行三相负荷平衡分析,可实时监测所辖客户电量波动情况以及计量装置的`运行情况,通过线损波动分析和各项异常情况报警提示,用电检查人员可以快速的确定查处目标,查阅其变压器电流、电压、有功功率、功率因数等指示值,结合历年数据进行比对,足不出户的开展了一次地毯式普查检查工作。同时也为故障预防、负荷监测、电网优化提供依据,为用电检查工作保驾护航,是今后用电检查管理工作开展的科学依据和必要手段。
根据将缴纳(或需缴纳)的电费折算成的电量为控制定值(称为购电量定值),以防止电费过度拖欠的控制功能。购电控制定值投入后,当剩余购电量小于或等于购电量告警值(可设,默认值80%)时,终端给出超购电量预告警(1 分钟)及状态指示,并给出超购电量预告警,提示用户需要购电。当剩余购电量小于或等于购电量跳闸值(可设,默认值10%)时,终端给出60秒超购电量跳闸告警,并对所有购电控制投入的且处于合闸状态的可控开关依次执行跳闸操作。月电量控制:通过设置月电量定值限定终端用户的一个月内用电量的控制功能。进入月电量控制状态时,终端采集的当月累计有功总电量达到或者超过当前月电量定值(月电量定值×月电量浮动系数)的80%时且小于月电量定值的100%时,给出超购电量80%告警及状态指示,提示用户电量即将越限。当月累计有功总电量达到或者超过当前月电量定值时,终端给出电量控制跳闸告警提示(60秒),并对所有电控投入的合闸状态的开关执行跳闸操作。
客户终端内部开关按负荷类别分为几个轮次,功控投入时,自动记录当前负荷值,当负荷超过定值时,终端按已投入的轮次顺序及延迟时间自动跳闸,使其负荷下降到定值以下,并记录当前负荷值。当功率在定值以下,剩下的轮次开关不再跳闸。功率控制包含时段功控、厂休控、营业报停控、当前功率下浮控。在时段控与厂休控、当前功率下浮控有效的情况下,当前功率下浮控优先、营业报停控、厂休控次之、时段控优先级最低。实现以上功率控制时,各类功率定值先要与保安定值比较,如大于保安定值就按各自定值执行,如小于保安定值就按保安定值执行,如主台没有下发保安定值,终端默认为通信规约中所支持的最大数。
电能量信息采集与监控应用,可直观的进行三相负荷平衡分析,可实时监测所辖客户电量波动情况以及计量装置的运行情况,通过线损波动分析和各项异常情况报警提示,用电检查人员可以快速的确定查处目标,查阅其变压器电流、电压、有功功率、功率因数等指示值,结合历年数据进行比对,足不出户的开展了一次地毯式普查检查工作。同时也为故障预防、负荷监测、电网优化提供依据,为用电检查工作保驾护航,是今后用电检查管理工作开展的科学依据和必要手段。
参考文献:
[3]应用软件和GPRS数据传输终端.北京四方雅龙有限责任公司、深圳科陆股份公司
[4]Q/NMDW-YX-001-.电能量信息采集与监控平台系统数据传输规约
✪ 数据采集系统方案
留 言 板 系 统 设 计 说 明 书
电商141 魏巍
4本留言板系统基于Windows操作系统平台,web服务器为IIS,数据库服务器为Microsoft access。
其工作流程为:所有人都可以在该系统留言,并且能查看留言,管理员在通过登录验证后,可以发表留言,查看留言,并且能对用户的留言进行回复和删除。
该留言板具有的主要功能如下:
1、可以按照留言的id进行排序;
2、友好简洁的管理界面,便于管理员维护留言板;
3、管理员具有回复和删除留言的权限;
4、管理员可以修改留言板页面的名称和网址以及每页显示的留言数;
5、拥有更多留言者的信息,包括昵称、主题、邮箱等;
6、具有防止留言客户非法进入管理界面功能;
一、利用Microsoft access创建一个数据库并建立两个数据库表,一个是留言信息表liuyan,另一个是用来存放用户账户和密码信息的表user
二、在编写ASP脚本进行数据库操作前,必须先给数据库建立一个基本ADO对象的连接,代码如下:
三、建立一个留言板首页,所有用户都可以进入此系统,可以看到留言的主题、内容、留言的时间,还有留言被浏览的次数。这些信息都是来自于数据库,此页面还可以连接到发表留言页面和后台管理页面
四、建立一个所有用户都可进入,用来留言的页面,在页面内可输入留言主题,留言内容,留言者昵称,和电子邮箱,点提交以后,所输入的记录会显示在留言板首页,同时也会保存至数据库表liuyan中
五、建立一个管理员登录页面。对于一个留言板系统来说,必不可少的是管理员的登录系统,此系统只有管理员可以登录,普通用户无法登陆,用来管理留言。在输入正确的用户名和密码以后才可以进入到后台管理页面,如果密码或用户名输入错误或者是未输入,则会由登录检验界面检验后转入静态的错误提示页面。如果点击此页面中的“放弃登录”,则而会跳转到留言板首页
六、建立登录检验界面用于检验登陆的用户是不是管理员,如果不是,则会跳转至错误提示页面
七、建立一个后台管理的系统在这个页面中,管理员可以直接看到每条留言的id,主题,内容,留言时间。点击每条留言记录后面“回复”链接到回复页面,点击“删除”可以将这条留言直接删除掉,上方的“退出管理”可以直接跳转到留言板的首页
八、建立回复页面便于管理员对留言进行回复,可以通过后台管理页面跳转到此页面,并且会在下方通过now()函数显示回复的时间
九、建立删除界面,通过request对象取出数据库表liuyan中的id,在后台管理页面将留言信息删除后,直接跳转至留言板首页
十、建立一个静态的错误提示页面,在管理员登录错误,或者非管理员用户登录时跳转到此页面用来提醒。
十一、有一个将记录写入数据库的文件,在发表留言的时候而将留言的信息写入到数据库
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