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1、计算机数据采集与分析数据采集在生活中的应用首先感谢老师在小学期精彩生动的讲解，从做人处事与学习 上我收获到很多，受益匪浅。下面我简单介绍一下我对数据采集 分析的浅显理解，恳请老师指教。一、数据采集系统简介数据采集，是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单 元中自动采集信息的过程。数据采集系统是结合基于计算机（或 微处理器）的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量 系统。该数据采集系统是一种基于TLC549模数转换芯片和单片 机的设备，可以把ADC采集的电压信号转换为数字信号，经过 微处理器的简单处理而交予数码管实现电压显示功能，并且通 过与PC的连接可以实现计算机更加直观化显示。二、
2、数据采集与分析的意义及前景随着计算机技术的飞速发展和普及，数据采集与分析这门课 程在多个领域有着广泛的应用。数据采集与分析是工、农业控制 系统中至关重要的一环，在医药、化工、食品、等领域的生产过 程中有着重要作用。例如：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。卫星数据采集系统是利用航天遥测、 遥控、遥监等技术，对航天器远地点进行各种监测，并根据需求 进行自动采集，经过卫星传输到数据中心处理后，送给用户
3、使用 的应用系统。随着工、农业的发展，多路数据采集势必将得到越来越多的 应用，为适应这一趋势，作这方面的研究就显得十分重要。在科 学研究中，运用数据采集系统可获得大量的动态信息，也是获取 科学数据和生成知识的重要手段之一。总之，不论在哪个应用领 域中，数据采集与处理将直接影响工作效率和所取得的经济效 益。此外，计算机的发展对通信起了巨大的推动作用.计算机和 通信紧密结合构成了灵活多样的通信控制系统，也可以构成强有 力的信息处理系统，这样对社会的发展产生了深远的影响。数据 通信是计算机广泛应用的必然产物。三、浅谈数据采集与分析在单片机上中的应用1、概论通过这次的的数据采集与分析课程，我对单片机的
4、理论有了 更加深入的了解，同时通过这次深入探索使我更深刻的体会到了 理论联系实际的重要性，我在今后的学习应用中会更加的注重理 论与实际的结合！单片机具有体积小，可靠性高，功能强，灵活方便等许多优点， 广泛应用于现代工业的各个行业。随着单片机和微机技术的不断 发展，由微机和多台单片机构成的多机网络监控系统已成为单片 机技术发展的一个方向。它结合了单片机在实时数据采集和微机 对图形处理显示的优点。二者结合，使得单片机的应用已不仅仅 局限于传统意义上的自动监测或控制，而形成了向以网络为核心 的分布式多点系统发展的趋势。串口通信虽然传输速度较慢， 但是由于简单易行,并且现有的微机都具备串行通信口，因而
5、得到 了广泛的应用。2、应用原理在单片机的数据采集系统设计与实现上，以流水线方式每次向 处理器中上传一定数量的数据进行处理，直到所有接收的数据全 部处理完毕为止。和发送数据时的编码流程刚好相反，从缓冲器 接收到的数据是ASC II字符串，经过ASCII字符串转换为十六 进制数组的模块处理后得到十六进制数组，再经过D /A解码， 最终得到发送信号的幅值的十进制数组数据。只要模块搭建正 确，得到的十进制数组数据和发送前的十进制数据只存在由于 A /D转换和D /A转换过程中编码带来的量化误差。四、数据采集系统开发相关技术介绍1、 TLC54（1）TLC549的概述TLC549是以8位开关电容逐次逼
6、近A/D转换器为基础而构 造的CMOS A/D转换器。它们设计成能通过3态数据输出和模 拟输入与微处理器或外围设备串行接口。TLC549特点TLC549仅用输入/输出时钟（I/O CLOCK）和芯片选择（CS） 输入作数据控制。TLC549的I/OCLOCK输入频率最高可达 1.1MHz.TLC549提供了片内系统时钟，它通常工作在4MHz且 不需要外部元件。片内系统时钟使内部器件的操作独立于串行 输入/输出的时序并允许TLC549像许多软件和硬件所要求的那 样工作。I/O CLOCK和内部系统时钟一起可以实现高速数据传 送以及对于TLC549为每秒40,000次转换的转换速度。TLC549
7、的通用控制逻辑，可自动工作或在微处理器控制下工作的片内采 样保持电路，具有差分高阻抗基准电压输入端、易于实现比率转 换的高速转换器，定标以及与逻辑和电源噪声隔离的电路。整个 开关电容逐次逼近转换器电路的设计允许在小于17Ms的时间 内以最大总误差为0.5最低有效位（LSB ）的精度实现转换。 TLC549C的工作温度范围为0 C至70C。（3） TLC549的工作原理TLC548、TLC549均有片内系统时钟，该时钟与I/ O CLOCK 是独立工作的，无须特殊的速度或相位匹配。当CS为高时，数据 输出端处于高阻状态，此时I/OCLOCK不起作用.这种CS控制作 用允许在同时使用多片TLC54
8、8、TLC549时共用I/O CLOCK, 以减少多路（片）入/0并用时的I/O控制端口。一组通常的控制时 序为：a、将CS置低。b、前四个I/ O CLOCK周期的下降沿依 次移出第2、3、4和第5个位（D6、D5、D4、D3）,片上采样保持 电路在第4个I/O CLOCK下降沿开始采样模拟输入。c、接下 来的3个I/O CLOCK周期的下降沿将移出第6、7、8（D2、D1、D0）个转换位。d、最后,片上采样保持电路在第8个I/ OCLOCK 周期的下降沿将移出第6、7、8（D2、D1、D0）个转换位。保持功能将持续4个内部时钟周期,然后开始进行32个内部 时钟周期 的A/D转换。第8个I/
9、O CLOCK 后,CS必须为高，或 I/O CLOCK保持低电平，这种状态需要维持36个内部系统时钟周 期以等待保持和转换工作的完成。如果CS为低时I/O CLOCK 上出现一个有效干扰脉冲，则微处理器/控制器将与器件的I/O时 序失去同步;若CS为高时出现一次有效低电平，则将使引脚重新 初始化，从而脱离原转换过程。在36个内部系统时钟周期结束之 前，实施步骤a-d,可重新启动一次新的A/D转换，与此同时,正在进 行的转换终止，此时的输出是前一次的转换结果而不是正在进行 的转换结果.若要在特定的时刻采样模拟信号，应使第8个 I/OCLOCK时钟的下降沿与该时刻对应，因为芯片虽在第4个I/ O
10、 CLOCK时钟下降沿开始采样，却在第8个I/O CLOCK的下降 沿开始保存。2、VB通信控件MSCOMM（1）概论通讯方式MSComm控件通过串行端口传输和接收数据，为 应用程序提供串行通讯功能。MSComm控件在串口编程时非常 方便，程序员不必去花时间去了解较为复杂的API函数，而且在 VC、VB、Delphi 等语言中均可使用。Microsoft CommunicationsControl是Microsoft公司提供的简化Windows下串行通信编程 的ActiveX控件，它为应用程序提供了通过串行接口收发数据的 简便方法。具体的来说，它提供了两种处理通信问题的方法：一 是事件驱动(E
11、ventdriven)方法、一是查询法。(2) 原理MSComm控件两种处理通讯的方式：事件驱动方式和查询方 式。a、事件驱动方式事件驱动通讯是处理串行端口交互作用的一种非常有效的方 法。在许多情况下，在事件发生时需要得到通知，例如，在串口 接收缓冲区中有字符，或者Carrier Detect (CD)或Request To Send (RTS)线上一个字符到达或一个变化发生时。在这些情况 下，可以利用MSComm控件的OnComm事件捕获并处理这些 通讯事件。OnComm事件还可以检查和处理通讯错误。所有通 讯事件和通讯错误的列表，参阅CommEvent属性。在编程过程 中，就可以在OnCo
12、mm事件处理函数中加入自己的处理代码。 这种方法的优点是程序响应及时，可靠性高。每个MSComm控 件对应着一个串行端口。如果应用程序需要访问多个串行端口， 必须使用多个MSComm控件。b、查询方式查询方式实质上还是事件驱动，但在有些情况下，这种方式 显得更为便捷。在程序的 每个关键功能之后，可以通过检查 CommEvent属性的值来查询事件和错误。如果应用程序较小， 并且是自保持的，这种方法可能是更可取的。例如，如果写一个 简单的电话拨号程序，则没有必要对每接收一个字符都产生事 件，因为唯一等待接收的字符是调制解调器的“确定”响应。（3）MSComm控件的常用属性MSComm控件有很多重要
13、的属性，但首先必须熟悉几个属 性:CommPort设置并返回通讯端口号Settings以字符串的形式 设置并返回波特率、奇偶校验、数据位、停止位PortOpen设置 并返回通讯端口的状态。也可以打开和关闭端口 Input从接收缓 冲区返回和删除字符Output向传输缓冲区写一个字符。五、数据采集与分析的具体应用1、在实验室中的应用由美国PASCO公司生产的科学工作室” （Science Work shop） 是将数据采集应用于物理实验的崭新系统，它由3部分组成：（1） 传感器：利用先进的传感技术可实时采集物理实验中各物理量的 数据；（2）计算机接口 ：将来自传感器的数据信号输入计算机， 采样速
14、率最高为25万次/s； （3）软件：中文及英文的应用软件。 Science Work shop数据采集器的几种应用方式：（1）数据采集器 与计算机结合提高了实验的测量精度，实现了测量数据和实验结 果的自动输出，消除了传统实验仪中多次采样造成的误差；（2） 在可见度小、显示瞬间变化物理实验中的运用。（3）在某些不易 直接观察物理变化规律实验中的运用。（4）对于易出错的物理概 念，可以通过实验用数据采集器去检验；（5 ）运用物理概念和规 律到野外开展探究性研究活动。2、数据采集与分析在物流供应链管理中的应用便携式数据采集器的另一种类型是为扫描物体的条码符号而 设计的，适合于脱机使用的场合。识读时，
15、与在线式数据采集器 相反，它是将扫描器带到条码符号前扫描，因此，又称之为手持 终端机、盘点机。它由电池供电，与计算机之间的通信并不与扫 描同时进行，它有自己的内部储存器，可以存储一定量的数据， 并可在适当的时候将这些数据传输给计算机。多数条码便携式数 据采集器都有一定的编程能力，再配上应用程序便可成为功能很 强的专用设备，从而可满足不同场合的应用需要。越来越多的 物流企业将目光投向条码便携式数据采集器，国内已有一些物流 企业将条码便携式数据采集器用于仓库管理、运输管理以及物品 的实施跟踪方面。随着条码技术的普遍推广，我国商场现代化发 展迅速，商业管理电子化的水平得到极大提高，条码便携式数据 采
16、集器的市场已经形成，并有较大需求。但国内物流企业的库存 （盘点）电子化仍处在一个较低水平，同国外商业管理水平相比存 在较大差距。数据采集系统的应用不仅可节省时间、减少工作量、 降低管理费用、有效改善库存结构，而且有利于物流企业管理的 网络化和自动化。3、数据采集与分析在海洋站数据采集中的应用数据采集器在海洋站自动监测系统中起到中坚作用，它是海洋 站业务化运行能否实现自动化的关键。目前，该领域国外数据采 集器tI： SU YRON 8200、SU YRON 9000、DT 50、DT 500 都有 一些共同点，即模块化程度高，灵活方便，稳定可靠，具有仿真 功能等。但根据用途、使用环境的不同，其特点也不尽相同。结 合海洋站自动监测系统的特点，使用的数据采集器具有的特性如 下:抗强弱电磁干扰，有防雷击措施；(2) 设计模块化，维修方便，功耗低；(3) 气温、气压、风、湿度、雨量、水位、水湿和
