数据采集系统举例
数据采集SCADA系统
数据采集SCADA系统数据采集系统是指为了实现对数据的采集、传输、处理和存储等功能而设计的一种系统。
SCADA系统（Supervisory Control and Data Acquisition，监控与数据采集系统）是一种用于对工业过程进行监控和控制的系统，它通过数据采集来实时监测和分析工业过程，并通过控制指令对工业设备进行远程操作。
在数据采集SCADA系统中，数据采集是一个关键环节，它主要通过传感器、仪表和设备接口来获取现场数据。
传感器可以是温度传感器、压力传感器、流量传感器等，它们可以实时采集现场的温度、压力、流量等参数，并将数据传输给数据采集系统。
仪表是用于测量和记录设备的工艺参数，如液位仪表、流量仪表等，它们可以实时监测设备的运行状态，并将数据传输给数据采集系统。
设备接口是用于将设备和数据采集系统连接起来的接口，如Modbus接口、OPC接口等，它们可以实现设备数据的传输和交互。
数据采集系统不仅要能够实时采集现场数据，还要能够将采集到的数据进行处理和存储。
数据处理主要涉及数据的清洗、校验、转换和计算等过程，以提高数据的质量和准确性。
数据存储主要通过数据库来实现，它可以将采集到的数据按照特定的格式进行存储，并提供查询和分析功能，以支持后续的数据处理和决策。
在实际应用中，数据采集SCADA系统通常还需要具备以下功能：1.实时监控和控制：可以通过图形界面实时显示监控参数，并可对设备进行远程操作和控制，如开关机、调节参数等。
2.历史数据分析：可以对历史数据进行分析和统计，以发现设备运行的趋势和异常情况，并提供相应的预警和报警功能。
3. 报表生成和导出：可以根据用户的需求生成各种报表，并支持导出为Excel、PDF等格式。
4.可靠性和安全性：系统要有高可靠性和安全性，能够实时备份和恢复数据，同时要有权限管理和防火墙等机制，以保护数据的安全。
5.扩展性和兼容性：系统要支持模块化设计和接口扩展，以适应不同场景和设备的需求，并能与其他系统进行数据交互和集成。
3章 数据采集技术解读
第三章 数据采集技术
测量放大器
模拟多路转换器
采样保持电路
A/D转换器(ADC)及其接口设计 数据采集系统设计及举例
数据采集技术
将温度、压力、流量、位移等模拟量进行采集、量化转换成 数字量后，再收集到微机进一步进行显示、处理、记录和传 输的过程。
智能仪器的数据采集系统
简称DAS（Data Acquisition System），是指将温度、压
力、流量、位移等模拟量进行采集、量化转换成数字量后， 以便由计算机进行存储、处理、显示或打印的系统或装置。
第一节 数据采集系统的组成结构
传感器
模拟信号调理
数据采集电路
微机系统
图3.1 数据采集系统的基本组成
一、数据采集系统的结构框图
输入信号有各自独立的 参考电压，或者信号长 传输引起严重共模干扰。 发挥共模抑制能力，通 道数一半
图3-12 模拟多路转换器的配置
伪差动式
3.3.3
常用的半导体多路转换器芯片
图 图3-13 3-13 AD7501(AD7503) AD7501(AD7503)和 和AD7502 AD7502的功能框图 的功能框图
00:02:48
图3-15 多路切换系统的等效电路 a)低频等效电路 b)高频等效电路
N-1通道被关断的信号在负载上产生的泄漏电压总和：
Ri+Ron<<RL<<(Ri+Roff)/(N-2) 2Ri+Ron<<Roff
1)减小Ri，为此前级应采用电压跟随器。 2)选用Ron极小、Roff极大的开关管。 3)减少输出端并联的开关数N。
对称结构使得具有很高的共模抑制能力 电路参数应对称以保证共模抑制能力 R1=R2,R3=R3, R5=R6
第五讲微机保护的数据采集系统.ppt
EN A0 A1 A2 A3
16路多路转换开关
UPP (+15V)
USS (-15V)
译码/驱动
输入模拟量通道：A1～A16;
AS16 输出模拟量通道：输出
AS1
控制由四个路数选择线来控制。
输出 A1
A16
模拟量多路转换开关的应用。
模拟量多路转换开关（MPX）中最重要的部分是电子开关AS， 它是用数字电子逻辑控制模拟信号通、断的一种电路，通常是 由双极型晶体管（BJT）、结型场效应晶体管（J-FET）或金属 氧化物半导体场效应管（MOS-FET）等类型组成的电子开关。
采样保持电路的典型芯片
2
模拟量输入
usr
3 A1
逻辑输入
S/H
8
A3 7
1
LF398
+U
-U
R
R1 R2
AS
输出
A2 5
usc
1
usr
24
3
5
usc
6
6
7 8
Ch
Ch
4
“1”采样
“0”保持
(a)
(b)
3、模拟低通滤波器
电力系统故障初期，电流、电压中可能含有相当高的频率分 量（如2 kHZ以上）。而目前大多数微机保护原理都是反映 50HZ工频分量的。因此，在采样保持前用一个模拟低通滤波器 把高频分量过滤掉，防止高频分量混叠到工频来。
D
U U
sr R
，其中 U R 是模拟参考电压，一般 UR Usr
D是小于1的二进制数， D B1 21 B2 22 Bn 2n D是一个n位二进制数字。
Usr UR D U R (B1 21 B2 22 Bn 2n )
1-2数据采集系统
(4)数/模转换器DAC的工作原理
数/模转换器的作用是将数字量D经过解码电 路变换成模拟电压输出。
－UR
R a R bR
c
I1 2R
I2 2R
I3
2R
2R
I4 2R
S1
S2
S3
S4
Rf
B1
B2
B3
－
B4
I∑
Usc
＋
四位数/模转换器原理图 （T形解码网络）
四个电子开关S1~S4，分别受输入的四位数字量B1~B4控 制。当该位为0时，电子开关与地接通；当该位为1时，对应的 电子开关与运算放大器的负端接通。流向运算放大器的总电流 反应了四位数字量的大小，它经过带负反馈电阻Rf运算放大器 变换成模拟电压Usc输出。
（1）ADC变换方式－－直接将模拟 量转换为数字量。
（2）VFC变换方式－－将模拟量变 换为等幅脉冲。通过脉冲记数变换为数 字量。
作业：
1、什么叫采样？ 什么是采样周期？什 么是采样频率？如何计算采样频率和 采样周期？
2、什么叫采样定理？ 3、模数变换有哪两种方式？
二、ADC式数据采集系统 图1-5 P10
（4）光电隔离器：用以完成电信号的耦合和传递， 并达到两侧电信号在电气上的隔离、绝缘目的。
（5）计数器（为或88225453计数器）对脉冲进行计数
2、VFC转换的基本原理（电荷平衡式V/F转换电路）
（1）V/F电路的结构 运算放大器A1和R、C组成积分器，A2为零电压比较
器，开关S受单稳定时器控制。单稳定时器的输出经三极管T 放大后，变为脉冲信号输出。
A/D芯片的转换速度 ：
即模数转换器完成一次将模拟量转换为数字
量所用的时间要短
计算机数据采集系统设计
计算机数据采集系统设计1、计算机数据采集与分析技术概述；1.1、数据采集计算机处理的对象是数字量，⽽外部世界的⼤部分信息是连续变化的物理量，例如温度、压⼒、位移、速度，要将这些信息送⼊计算机进⾏处理，就必须先把这些连续的物理量离散化，即进⾏量化编码，变成数字量才能实现。
数据采集就是将被测对象的各种参量通过传感器做适当转换后，由⾮电量变换成电量，再经过信号调理、采样、量化、编码和传输等步骤，输⼊计算机进⾏处理或存储记录的过程。
1.2、数据采集系统⽤于数据采集的成套设备称为数据采集系统，计算机是数据采集系统的核⼼，完成对整个采集过程的控制、对采集的数据进⾏处理的任务。
1.3、数据采集分析技术数据采集分析技术的任务主要有三项：把模拟信号转换为计算机能识别的数字信号，送⼊计算机通过计算机进⾏计算和处理，得到有⽤的信息实现对过程或⽬标（某些物理量）的监视与控制2、计算机数据采集电路数据采集系统随着新型传感技术、微电⼦技术和计算机技术的发展⽽得到迅速发展。
由于⽬前数据采集系统⼀般都使⽤计算机进⾏控制，因此数据采集系统有叫做计算机数据采集系统。
数据采集系统包括硬件和软件两⼤部分，硬件部分⼜可分为模拟部分和数字部分。
图2.1是硬件基本组成⽰意图。
下⾯简单介绍⼀下数据采集系统的各个组成部分。
图1.1数据采集系统硬件基本组成1.传感器传感器的作⽤是把⾮电的物理量转变成模拟电量(如电压、电流或频率)，例如使⽤热电偶、热电阻可以获得随温度变化的电压，转速传感器常把转速转换为电脉冲等。
通常把传感器输出到A／D转换器输出的这⼀段信号通道称为模拟通道。
2.放⼤器放⼤器⽤来放⼤和缓冲输⼊信号。
由于传感器输出的信号较⼩，例如常⽤的热电偶输出变化，往往在⼏毫伏到⼉⼗毫伏之间；电阻应变⽚输出电压变化只有⼏个毫伏；⼈体⽣物电信号仅是微伏量级。
因此，需要加以放⼤．以满⾜⼤多数A／D转换器的满量程输⼊5—10 V 的要求。
3.滤波器传感器和电路中的器件常会产⽣噪声，⼈为的发射源也可以通过各种捅合渠道使信号通道感染上噪声．例如⼯频传号可以成为⼀种⼈为的⼲扰顿。
数据采集SCADA系统
SCADA与PLC的不同之处
PLC是产品名称，也代表某种技术，而SCADA更侧重功能 和技术，在市场上找不到一种公认的SCADA产品。 因为PLC可以是产品，它有成熟和完善的体系结构，系统
的可靠性等性能更有保障，而SCADA系统时用户集成，
因此，其整体性能与用户的集成水平紧密相关，通常要低 于PLC。
视和控制。
SCADA系统的组成
它包含3个 部分：第一 个是分布式 的数据采集 系统，即下 位机；第二 个是过程监 控与管理系 统，即上位 机；第三个 是数据通信 网络，包括 上位机网络 系统、下位 机网络以及 将上、下位 机系统连接 的通信网络。
SCADA 系统结构示意图 污水处理厂SCADA系统
监控。
远程终端单元RTU
性能 可靠
RTU
结构 简单 价格 便宜
应用于管网 测压的RTU 其功能是实 时、准确地 监测遍布于 全市的自来 水管网压力 变化情况， 另外还可能 监测流量、 余氯和浊度 等数据信息。 由于管网测 压工艺简单、 无需控制、 散布广泛， 故此类产品 要求有如左 这些特点。
上位机系统
SCADA与PLC的异同
PLC在程序运行上采用“扫描”的方式工作，如图所 示。在系统程序监控下，PLC周而复始地按照固定顺 序对系统内部的各种任务进行查询，判断和执行。 这个过程实际上是一个不断新欢的顺序扫描过程， 一个顺序扫描过程称为一个扫描周期。
SCADA、 PLC是最常 见的几个自 动化专业词 汇，它们都 是属于广义 的计算机控 制系统，在 一个综合自 动化系统中， 它们都处于 系统的最底 层，即都属 于过程控制 层。
SCADA系统的应用(无人工作站系统)
无线通信基站网 邮电通信机房空调网 电力系统配电网
智能仪器第7章 数据采集系统
20nA
20nA 20nA
40ns
40ns\ 40ns
40us
40us 40us
双向三路 单选一
双向单十 六选一 双向双八 选一
±7.5V
±7.5V ±7.5V
≤30mA
≤30mA ≤30mA
7.4 数据采集系统设计
1 系统设计考虑的因素 数据采集系统设计要根据测试对象及系统的技术指标，主要考虑下列因素。 1.1 输入信号的特征 在输入信号的特性方面主要考虑：信号的数量，信号的特点，是模拟量还是数字 量，信号的强弱及动态范围，信号的输入方式，信号的频带宽度，信号是周期信号还 是瞬态信号，信号中的噪声及其共模电压大小，信号源的阻抗等等。 1.2 对数据采集系统性能的要求 1.2.1 系统的通过速率 系统的通过速率通常又称为系统速度、传输速率、采样速率或吞吐率，是指单位 时间内系统对模拟信号的采集次数。 1.2.2 系统的分辨力 系统的分辨力是指数据采集系统可以分辨的输入信号最小变化量。 1.2.3 系统的准确度 系统准确度是指当系统工作在额定通过速率下，系统采集的数值和实际值之间的 接近程度，它表明系统误差的总和。 1.3 接口特性 接口特性包括采样数据的输出形式，数据的编码格式，与什么数据总线相接等。
2 模拟电路的误差
2.1 模拟开关导通电阻RON的误差 模拟开关存在一定的导通电阻，信号经过模拟开关会产生压降。模拟开关 的负载一般是采样/保持器或放大器。显然，开关的导通电阻越大，信号在开 关上的压降越大，产生的误差也越大。 2.2 多路模拟开关泄漏电流IS引起的误差 如果信号源的内阻小，泄漏电流影响不大，有时可以忽略。如果信号源内 阻很大，而且信号源输出的信号电平较低，就需要考虑模拟开关的泄漏电流的 影响。一般希望泄漏电流越小越好。 2.3 采样保持器衰减率引起的误差 如果衰减率大，在A/D转换期间保持电压减小，影响测量准确度。一般选 择漏电流小的聚四氟乙烯等优质电容，可以使衰减率引起的误差忽略不计。 2.4 放大器的误差 数据采集系统往往需要是用放大器对信号进行放大并规一化。放大器是 系统的主要误差来源之一。其中有放大器的非线性误差、增益误差，零位误差 等。在计算系统误差时必须把它们考虑进去。
数据采集系统设计案例
前言对海洋监测数据进行有效的采集、存储和处理，是所有自动化海洋监测系统都需要设计和开发的重要内容。
尤其恶劣工作环境和长期无人坚守时，海洋监测数据的采集、存储和处理就起到了中坚作用．是关系海洋监测任务能否自动地长期和可靠执行的关键。
目前，海洋技术越来越趋向于多要素的长期和同步监测，不仅要考虑特殊的工作环境和长期运行要求．还考虑传感器的数量、特点和数据处理方法等，这使得海洋监测数据的采集、存储和处理任务日益繁重并且要求提高了。
开展各种海洋监测项目时，专业科技人员都需要花费大量的时间和精力配套开发相关硬件和软件。
这些研发工作内容接近但是不尽相同，花费人力物力以外，系统性能和成本也必须考虑。
本文提出一种海洋监测领域专用的通用型数据采集与处理系统的设计方法。
该系统可以灵活应用于各种海洋监测项目．不仅避免项目开发过程中对人力和物力的重复性损耗．而且。
形成的专业优势和高性能设备能够确保信息采集、处理和控制更加系统高效。
1系统设计要求海洋监测通用数据采集与处理系统专门针对海洋监测这一应用领域。
因此，设计充分考虑目前国内海洋监测领域的常用传感器类型、数据采集和处理方法，以及海洋监测的应用环境和要求。
系统要求在通用性、专业性、智能性和扩展性方面具有一定优势。
为满足大部分海洋监测项目的需要．通用型海洋监测数据采集与处理系统要求灵活地提供多路模拟量数据采集通道、多路数字／脉冲量数据采集通道、多路数字量输出控制通道、多路串行通信和远程通信接口。
目的是兼容各种海洋监测项目常用的传感器．兼容各种常用的远程通信设备并提供直接连接上位机的系统设置和操作功能。
同时。
为实现海洋监测项目的一些控制操作功能，例如．对连接的海洋监测传感器执行加断电和开始、停止采集信息．以及特殊传感器例如毛刷的操作等。
针对海洋监测多要素和长期性的特点，系统设计大容量数据存储功能和灵活的系统操作设置功能，包括不同种类的数据设置不同的采样时间，或者特殊情况下，例如，风速和有效波高大于一定值时启动数据的加密采集处理功能等。
数据采集系统方案
数据采集系统方案1. 引言数据采集是指通过各种手段收集、整理和记录各种类型的数据。
对于企业和组织来说，数据采集是非常重要的，它能够帮助企业做出准确的决策、分析市场趋势和优化业务流程等。
本文将介绍一个数据采集系统方案，该方案可以帮助企业高效、准确地采集和管理数据。
2. 方案概述本方案基于云计算平台，采用分布式架构实现数据采集和存储，并通过前端界面展示数据。
具体方案如下：•使用云服务器作为计算和存储资源，实现数据的采集和处理。
•采用分布式系统架构，将数据分散存储在不同的节点上，提高系统的可靠性和可扩展性。
•使用数据库管理系统存储和管理数据。
•通过前端界面展示数据，提供交互操作和数据分析功能。
3. 系统组成本系统包含以下几个组成部分：3.1 数据采集模块数据采集模块负责从各种数据源采集数据，并进行预处理和清洗。
具体功能包括：•支持多种数据源，如传感器设备、日志文件、数据库等。
•提供数据预处理和清洗功能，包括数据去重、数据格式转换等。
•支持自定义采集规则，可根据需求定制采集策略。
3.2 数据存储模块数据存储模块负责将采集到的数据存储到数据库中，并提供数据管理功能。
具体功能包括：•使用分布式数据库管理系统，实现数据的高可用和可扩展性。
•提供数据的存储和读取接口，支持对数据的增删改查操作。
•支持备份和恢复数据，保证数据的安全性和可靠性。
3.3 数据展示模块数据展示模块负责将存储在数据库中的数据展示给用户，并提供交互操作和数据分析功能。
具体功能包括：•设计用户友好的前端界面，展示数据表格、图表等形式。
•支持数据的搜索、过滤和排序功能，方便用户查找和分析数据。
•提供数据分析和统计功能，帮助用户做出准确的决策。
4. 技术实现本方案使用以下技术和工具实现：•云服务器：使用云计算平台提供的虚拟服务器，满足计算和存储需求。
•分布式数据库：使用开源的分布式数据库管理系统，如Cassandra、HBase等。
•数据采集工具：使用Python等编程语言编写数据采集脚本，实现数据采集和预处理功能。
数据采集系统DATA ACQUISITION SYSTEMS中英文对照
数据采集系统数据采集系统，正如名字所暗示的，是一种用来采集信息成文件或分析一些现象的产品或过程。
在最简单的形式中，技术人员将烤箱的温度记录在一张纸上就是数据采集。
随着技术的发展，通过电子设备，这个过程已经得到简化和变得比较精确、多用途和可靠。
设备从简单的存储器发展到复杂的电脑系统。
数据采集产品像聚焦点一样为系统服务，和一系列产品一起，诸如传感器显示温度、水流、程度或者过程。
数据采集技术在过去30到40年以来已经取得了很大的飞跃。
举例来说,在40 年以前,在一个著名的学院实验室中,为追踪用青铜做的坩埚中的温度上升情况的装置是由热电偶、继电器、查询台、一捆纸和一支铅笔。
今天的大学学生很可能在PC机上自动处理和分析数据，有很多种可供你选择的方法去采集数据。
至于选择哪一种方法取决于多种因素，包括任务的复杂度、你所需要的速度和精度、你想要的证据资料等等。
无论是简单的还是复杂的，数据采集系统都能够运行并发挥它的作用。
用铅笔和纸的旧方式对于一些情形仍然是可行的，而且它便宜、易获得、快速和容易开始。
而你所需要的就是捕捉到多路数字信息（DMM），然后开始用手记录数据。
不幸的是这种方法容易发生错误、采集数据变慢和需要太多的人工分析。
此外，它只能单通道采集数据；但是当你使用多通道DMM时，系统将很快变得非常庞大和呆笨拙。
精度取决于誊写器的水平，并且你可能需要自己动手依比例输入。
举例来说, 如果DMM 没有配备处理温度的传感器,旧需要动手找比例。
考虑到这些限制，只有当你需要实行一个快速实验时，它才是一个可接受的方法。
现代多种版本的长条图表记录仪允许你从多个输入取得数据。
他们提供数据的长备纸记录,因为数据是图解的格式,他们易于现场采集数据。
一旦建立了长条图表记录仪，在没有操作员或计算机的情况下，大多数记录仪具有足够的内部智能运行。
缺点是缺乏灵活性和相对的精度低，时常限制在百分点。
你能很清楚地感觉到和笔只有小的改变。
在多通道内较长时间的监控，记录仪能发挥很好的作用，除此之外，它们的价值得到限制。
数据采集系统实验报告
数据采集系统实验报告数据采集系统实验报告引言：数据采集系统是一种用于收集、处理和分析数据的技术工具。
在当今信息时代，数据的重要性变得愈发突出，因此，开发和优化数据采集系统对于各行各业的发展至关重要。
本实验旨在通过设计和实施一个数据采集系统，探索其在实际应用中的效果和潜力。
一、实验背景数据采集系统是为了收集特定领域中的数据而设计的。
在本次实验中，我们选择了一个健康生活领域的数据采集系统。
该系统旨在帮助用户记录和分析他们的日常饮食、运动和睡眠情况，以提供个性化的健康建议。
二、系统设计与实施1. 系统架构我们的数据采集系统由三个主要组件构成：前端应用程序、数据库和后端服务器。
前端应用程序是用户与系统交互的界面，通过手机应用或网页实现。
数据库用于存储用户的数据，并提供数据的查询和分析功能。
后端服务器负责处理用户请求、与数据库交互以及提供数据分析的功能。
2. 数据采集方式为了收集用户的饮食、运动和睡眠数据，我们采用了多种方式。
用户可以手动输入相关数据，如餐食种类、运动时长和睡眠时间。
此外，我们还使用了传感器技术，如加速度计和心率监测器，以自动采集用户的运动和睡眠数据。
这些数据会通过手机的蓝牙功能传输到系统中。
3. 数据处理与分析收集到的数据会经过一系列的处理和分析步骤，以提取有用的信息。
首先，数据会被清洗，去除异常值和错误数据。
然后，我们会使用统计学方法和机器学习算法对数据进行分析，以发现潜在的关联和趋势。
最后，系统会根据分析结果生成个性化的健康建议，并向用户展示。
三、实验结果与讨论通过实际测试，我们验证了数据采集系统的可行性和有效性。
用户可以方便地记录和查看自己的饮食、运动和睡眠情况。
系统能够准确地采集和处理数据，并生成有用的健康建议。
用户反馈也显示出系统的易用性和实用性。
然而，我们也发现了一些问题和改进的空间。
首先，系统的数据采集方式还可以更加多样化和自动化。
例如，我们可以引入更多的传感器和智能设备，如体温计和血压计，以采集更全面的健康数据。
数据采集系统
数据采集系统概述数据采集系统是一种用于收集和存储数据的系统。
它可以在多个领域中使用，包括科学研究、工程和商业等。
数据采集系统能够帮助用户追踪、记录和分析各种类型的数据，从而为决策过程提供有价值的信息。
功能1. 数据采集：数据采集系统能够从各种来源收集数据，包括传感器、设备、存储系统和互联网等。
它可以通过各种接口和协议与不同类型的设备和系统进行通信，以获取所需的数据。
2. 数据存储：数据采集系统能够将收集的数据存储在可靠和安全的环境中。
它可以使用数据库、文件系统或云存储等方式来存储数据。
数据存储方案需要考虑数据的规模、类型和访问速度等因素。
3. 数据处理：数据采集系统可以对采集到的原始数据进行处理和转换。
它可以执行各种数据转换、清洗、归一化和聚合操作，以便进一步分析和应用。
数据处理功能能够提高数据的质量和可用性。
4. 数据分析：数据采集系统可以对采集到的数据进行分析和探索。
它可以应用各种统计和机器学习算法，从数据中发现模式、趋势和关联。
数据分析功能可以帮助用户理解数据并作出有意义的决策。
5. 可视化展示：数据采集系统能够将分析结果以可视化的方式展示出来。
它可以生成各种图表、图形和报告，以便用户更直观地理解数据和分析结果。
可视化展示功能可以帮助用户发现并传达数据中的洞察和见解。
应用领域数据采集系统可以在多个领域中应用，以下是一些典型的应用领域：1. 工业自动化：在制造业和工业生产中，数据采集系统可以收集和分析设备和工艺参数，以实现生产过程的优化和监控。
2. 物联网：在物联网领域，数据采集系统可以收集和处理来自各种传感器和设备的数据，以实现智能城市、智能家居和智能交通等应用。
3. 环境监测：在环境监测中，数据采集系统可以收集和分析气象、水质和土壤等各种环境参数，以实现环境保护和资源管理。
4. 医疗健康：在医疗健康领域，数据采集系统可以收集和分析患者的生理参数和医疗记录，以实现疾病预防、诊断和治疗的改进。
数据采集系统设计(1)
二、运用前置放大器的依据
当传感器输出信号比较小，必须选用前置放大器进行放大。
U
om
ax
100
1 100
9 21.6
1 9
1
31.6V
由上述计算可见，送入A/D转换器的输入规范电压为 0～3.16 V，同时， 由于 电路被接成串联负反馈形式并且采用自举电源，因此0.1 V、 1 V和10 V三挡量程的 输入电阻高达10 000 MΩ。10 V和1000 V挡量程由于接入衰减器，输入阻抗降为10 MΩ。
V6
9 k
＋ 15 V
147 k
V5
1 k
量程标定电路原理
(2) 1V量程。V8、V10导通，此时放大电路被接成串联负反馈放大器，其放大 倍数Af及最大输出电压Uomax分别为
21.6 9 1 Af 9 1 31.6 Uomax 1 31.6 3.16V
(3) 10V量程。Ｖ7、V9导通，放大电路被接成跟随器，放大倍数为1，然后输出 经分压，此时
(1) 0.1 V量程。V8、V6导通，放大电路被接成电压负反馈放大器， 其放大倍 数Af及最大输出电压Uomax分别为
Af
21.6 9 1 31.6 1
Uomax 0.1 31.6 31.6V
100 k
S1.
S1.
△
Hi
1
2
＋∞
9.9 M
Lo
－
100 k
V8 Uo
V9
《数据采集系统》课件
数据采集系统的案例分析
XXX公司的数据采集系统
介绍XXX公司开发的数据采集系统，它如何帮助提高生产效率和品质。
XXX项目的数据采集系统
讲解一个实际项目中的数据采集系统，探讨其中的挑战和解决方案。
数据采集系统的发展趋势
1
数据安全和隐私保护的挑战和解
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2
决方案
讨论如何解决数据采集系统中的安全和 隐私问题，确保数据的保密性和完整性。
数据采集系统的设计要点
1 数据采集的精度
确保采集到准确可靠的数据，提高决策的可 信度。
2 数据采集的频率
根据需求，在合适的时间间隔内采集数据， 捕捉变化和趋势。
3 数据采集的实时性
及时采集和传输数据，以支持实时监控和决 策。
4 数据采集的稳定性
确保系统的稳定性和可靠性，避免数据丢失 和中断。
数据采集系统的应用场景
工业生产过程 控制
实时监测和控制生产 过程中的各种参数和 指标，提高效率和质 量。
环境监测和科 学研究
用于收集气候数据、 地质信息、生态环境 等科学研究和保护工 作。
医疗保健
用于患者监测、健康 管理和医疗设备的数 据采集和分析。
城市交通
用于交通流量、道路 状况等数据的采集和 分析，优化城市交通 管理。
《数据采集系统》PPT课件
概述
数据采集系统是用于收集、处理和存储数据的技术系统。它在各个领域中发 挥着重要作用，为决策和研究提供了数据支持。
数据采集系统的构成
硬件
包括传感器、数据采集设备和计算机服务器等物理组件。
软件
用于数据采集、传输和存储的程序和应用软件。
网络
提供数据采集系统与其他设备或系统之间的连接和通信。
多路数据采集系统-课程设计
解决方法：
• 在振荡器后加一积分器
•利用积分器的增益k
1
2 f RC
C’ R’ -
Vi
+
Vo
•可得输出电压Vo与R成线性关系：
V0
1 RC
Vm
sin
tdt
Vm
RC
cos
t
Vm cos t Vm RC cos t
2fRC
2RC
•然后对正弦波（余弦波）进行整流、滤波变成直流
三角波频率为：
f 2I 3VCC C
即频率 f 正比于I
• 从右图可知：
I (VCC VC )RX 代入上式，可得
f 2I 2(VCC VC )RX
3VCC C
3VCC C
2RX 3C
2 RX 3VCCC
VC
•上式中RX、C、VCC均为固定值，所以 f 与VC 成线性关系
• 再设计一个电路，使VC与电阻R成线性关系，就得 f 与R成线性 关系，具体电路如下图
• 图中，三极管的发射极电流是恒定的，因而集电极电流也是 恒定的，调节电位器P也就改变了集电极输出电压VC
方案2的现场模拟信号产生器及F/V变换电路
F/V变换器：
• 该电路采用了LM331，其线性度可达0.06%，完全能满足题目 要求 • 该IC 输出电压VO = fi
设计方案：
1. 使用微机控制， 特点：成本较高 2. 使用单片机控制， 特点：简单，成本较低
二、系统结构框图
R/V变换
LCL8038
远端CPU RS485接口
F/V变换
A/D变换
数据采集端
EPROM
数据采集系统方案
数据采集系统方案摘要随着信息技术的快速发展，数据采集系统在各个领域得到了广泛的应用。
本文将介绍数据采集系统的定义、目的和关键组成部分，并提出一种基于云平台的数据采集系统方案。
1. 引言数据采集指的是从各种来源收集数据并转化为可用的形式。
数据采集系统是一种用于自动收集、处理和存储数据的软件和硬件集合。
它可以实时监测和记录各种数据，例如传感器数据、网络数据和用户行为数据等。
数据采集系统在工业控制、环境监测、物流管理等领域得到了广泛的应用。
本文将介绍一个基于云平台的数据采集系统方案，该方案具有灵活性、可扩展性和高可靠性，适用于各种实际情况。
2. 数据采集系统的设计原则2.1 灵活性数据采集系统应该具有灵活性，能够适应不同类型的数据和不同的应用场景。
它应该能够轻松集成各种传感器和设备，并能够处理多种数据格式。
2.2 可扩展性随着业务的发展和需求的变化，数据采集系统需要具备可扩展性。
它应该能够方便地添加新的传感器和设备，并能够处理大量的数据。
2.3 高可靠性数据采集系统应该具有高可靠性，能够持续、准确地采集和处理数据。
它应该具备数据冗余和故障恢复机制，以防止数据丢失和系统崩溃。
3. 数据采集系统的关键组成部分3.1 传感器和设备传感器和设备是数据采集系统的核心组成部分。
传感器可以采集各种类型的数据，例如温度、湿度、压力和光照等。
设备可以包括物联网设备、智能终端设备和网络设备等。
3.2 数据采集器数据采集器是用于收集和处理传感器数据的软件和硬件组件。
它可以接收传感器数据，并将其转化为可用的格式。
数据采集器还可以对数据进行处理和过滤，并将其传输到数据存储和分析系统中。
3.3 数据存储和分析系统数据存储和分析系统用于存储和处理采集到的数据。
它可以使用各种数据库和分析工具，例如关系型数据库、NoSQL数据库和大数据分析平台等。
数据存储和分析系统可以通过查询和分析数据生成有用的信息和洞察。
3.4 云平台云平台提供了基础设施和服务，用于支持数据采集系统的运行。
数据采集与管理系统(SCADA)描述_V2
WinCC OA
WinCC OA 安装OPC Server软件
西门子PLC
S7协议 非西门子PLC
…
OPC DA/UA协议 …
西门子PLC S7协议
非西门子PLC OPC方式
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Siemens
数据采集方式——非PLC类型
文件传送
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报文传送（socket）
数据库传送
WebService传送
计数信息类 质量数据类 追踪类 人员类 环境能耗类 物流 维修维护类 工艺文件
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内容 机台信息、设备运行状态、呼叫、生产过程数据、调用程序，工装信息、配方信息
工位总报警和详细报警信息 订单、生产序列、工艺参数要求、班次信息、时间同步，程序、辅料，装配清单
工位合格、不合格产品计数信息，循环时间
机器人
PLC
现场总线系统
操作面板
分布式IO 转换器
自动焊接机
检测设备 E x
天车
RFID
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扫描设备
传感器，变送器
电机、驱动器
安全区域
Siemens
系统典型结构（环网）
监控库户端
IT网络
防火墙
工业网络
车间一
工厂级生产监控系统
工厂级生产指挥中心
防火墙 车间二
防火墙
车间三
其他车间网络
现场设备
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质量合格信号、质量项数据、质量标准
主工件识别码、物料条码信息，辅料条码信息
操作员信息 能源仪表数据采集，水、电、气、空调等信息 物流交互信号 维修信息 工艺文件下发
适用 PLC、PC
PLC PLC
PLC PLC、PC PLC、PC PLC、PC PLC PLC PC PC
EDC系统介绍
临床试验远程电子数据采集系统（EDC）目录1. 什么是临床试验远程电子数据采集系统（EDC）？ (2)2. 国内外临床试验EDC使用情况如何？ (2)3. 国际上有哪些知名EDC系统，哪个EDC系统使用的较多？ (3)4. 国产EDC系统质量如何？ (4)5. 国内临床试验常用的EDC有哪些？ (4)6. EDC系统有哪些基本功能？ (6)7. EDC的优势 (8)8. 大学、研究机构是否适合购买、建立自己的EDC系统？ (9)9. EDC对临床研究有哪些积极地影响？ (10)10. EDC系统的未来 (10)1.什么是临床试验远程电子数据采集系统（EDC）？在临床试验中，数据采集是一项重要环节。
数据能被准确、及时、规范地采集可以显著提高临床试验的质量，缩短研究的周期。
传统依靠纸质病例报告表（Case Report Form, CRF）来收集临床数据的方式存在着采集周期长，中间环节多，且无法保证数据的可靠性和安全性。
临床试验远程电子数据采集系统(Electric Data Capture, EDC)，在临床试验中的应用可以有效解决纸质CRF的不足。
是通过互联网从试验中心（Sites）直接远程收集临床试验数据的一种数据采集系统。
EDC的前身是20世纪80年代末到90年代初之间诞生的远程数据录入（Remote Data Entry, RDE）系统。
[1]当时，RDE的使用需要在电脑上安装该软件系统，且需要提供及时的技术支持服务，这就增加了申办者的研究费用。
而研究者的同一台电脑又无法用于不同药厂的研究项目。
这些因素都限制了RDE的应用与推广。
20世纪90年代互联网技术的广泛应用使得RDE的缺陷得以克服，RDE与互联网技术相结合产生了功能强大的现代化临床试验电子数据采集系统——EDC。
EDC 的产生使临床研究数据的收集方式发生了革命性的变化，彻底改变了传统的数据收集模式以及数据管理流程。
2.国内外临床试验EDC使用情况如何？随着EDC与网络技术的进一步结合，使其得到研究者及申办方的广泛应用。
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1、信号调理单元
信号调理单元包括电流采样、电压采样以及剩余电流 采样。信号调理单元将7 路输出信号:I1、I2、I3、 U1、U2、U1、L 送入多路转换开关，以备后续循 环采样。 信号调理单元包括以下4个部分：
空心电流互感器 电流采样 电压采样 剩余电流采样
1、1空心电流互感器
采用空心电流互感器输出的小电压信号就可以直接应用到后续电路。 空心电流互感器结构图
其中，R1、C1为空心电流互感器后积分电阻和电容。将R1的输出电压经运放 LM 224 U1A、U1B 构成的放大电路进行放大，产生2. 5 V 左右的交流电压。 C3、R7、C4、R6实现了低通、高通滤波，其截止频率为1 /2̟RC。
1、3电压采样
应用智能断路器对电网电压信号分析判断，在电网出现过电压、欠电压时及时 分断系统连接，保护电网及用电器。交流电压采样电路如图5 所示
运放LM 224 U1A、U1B 实现二阶滤波，U1C 作为电压跟随器，实现了隔离， 提高了输入阻抗，降低输出阻抗，提高了小信号带负载能力。电压采样实际中， 观测图及其变化曲线与电流采样类似。
1、4剩余电流采样
剩余电流保护器用以对低压电网直接触电和间接触电进行有效的保护， 以剩余电流作为动作信号，灵敏度高、动作后能有效地切断电源，保 障人身安全。
其中，第11、10、9 管脚分别接LPC 2294 的I /O 口，利用I /O口不同的输出 信号选通输入模拟量;13、14、15脚，12、1、5、2 脚分别为3 路电压、4 路电 流的输入。
谢谢
锁相环芯片工作原理图
CD 4046 输入端需方波信号，利用锁相环前期整形电路，将交流信号 转变为方波型号;然后利用低通滤波器所构成的完整锁相环电路完成频 率跟踪。74LS 393 双四位异步清零的二进制计数器构成分频器，将其 级联实现64 倍频
3 多路转换开关
设计中，需要对3 路电压、4 路电流总共7 路信号进行采样，并将采样信号送 入LPC 2294 A/D口。若占用微控制器7 个A/D 口，会造成资源的浪费。因此， 应用多路转换开关，使得多路输入模拟量经过多路转换开关的切换，共用1 个 A/D口。多路转换开关电路如图8 所示
其中，输入电流信号为电网电流经过零序电流互感器输出信号，2 个 反向二极管防止大电流击穿，R1为采样电阻，将电流转化为电压信号。 R2、C2构成RC 低通滤波器，放大器将小电压信号放大。
2锁相环频率跟踪
利用锁相环，实现动态采样、跟踪电网频率。倍频电路倍频电网频率 后，将信号送入智能断路器的微控制器LPC 2294 的外部中断引脚来 停止、起动采样，严格保证了采样数据的正确。 锁相环芯片工作原理图
下面分别介绍智能脱扣器电网信号的采集系统的硬件 的3个部分：
信号调理单元
锁相环频率跟踪
多路转换开关
整体设计方案
智能脱扣器数据采集系统结构框图如图所示。
电网信号经过信号调理单元的电流、电压、剩余电流采集电路，送入多路转换 开关，同时应用锁相环提供微控制器中断信号，利用微控制器LPC2294 外部 中断功能进行信号实时采样，最终将采样信号送入微控制器。
空心电流互感器由Rogowski 空心线圈构成，是一种密绕于非磁性骨 架上的空心螺线管。空心电流互感器结构如图2 所示，其中Ix为被测 信号电流，e(t)为空心电流互感器线圈输出电动势。
1、2电流采样
由空心电流互感器输出的小交流电压，需要经过调理电路才能输入微控制器的 A/D( 模数转换)单元。调理电路主要完成信号的滤波、放大、提升。交流采样 电路如图所示
智能脱扣器电网 智能脱扣器电网 信号的数据采集 信号的数据采集 系统
脱扣器是是在低压配电系统中用来处理故障 的核心部件，可以在电网发生故障情时分 断电流。
智能脱扣器要在电网发生故障的情况下快速 分断整体电路，又要对电网信号的采集要准 确、快速、无误，这样，智能脱扣器的核 心———微控制单元才能准确分析采集到的 信号，正确判断电网是否故障。