智能化测控系统
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数据采集器的主要功能：数据采集、记录 和显示 数据采集器具有串行接口，与PC机进行数 据交换 多个数据采集器安装在现场，进行同步数 据采集和记录 可以对整体分时数据进行离线分析 由若干个安装在现场的数据采集器和办公 室中的PC机可构成离线式数据采集系统。
21
12.4.4 分布式采集系统的通讯技术
补充：
《智能化测控系统新技术》
12.1 智能化自动化测量系统概述
智能化测量系统
是指借助于测量仪器与设备获得测 量结果的整个过程的测量体系。 包括：
– – – – – 主从式系统； 多主式系统； 分布式系统； 系统设备； 自记式采集器。
《智能化测控系统新技术》
12.1 自动化测量系统概述
自动化测量系统的构建 构建一个自动化测量系统，除考虑上述因素外，还 应考虑。连续采样、模/数转换、软件分析、计算机 处理、自动监控、人机界面、通信网络等要素。
23
普通电话线
通讯线路普及
技术成熟、较易实现 改造工作量小、容易实现
通讯速度较低
24
利用来自百度文库有线路
有线数字电视网+有线宽带网+视频通讯网
25
离线分布式采集系统
26
27
3 单位采暖耗热量及耗冷量测量数据的转换
因目前没有统一转换方法，可留给学生做科研课题。
4 分项计量系统---主从分布式系统简介
12.2 集中式及分布式自动化测量系统
工业化过程自动化测量系统分类
集中式自动化测量系统
机，只使用一份数据 ）
（ “集中式”是指整个整个系统中一个主
分布式自动化测量系统
户端都有数据的副本 ）
（ “分布式”就是多个分机，每一个客
3
12.2.1 集中式自动化测量系统
自动化测量核心是一台微型计算机，在机内扩展一定 数量的I/O接口板与现场测量仪表进行匹配连接.
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12.4.2基于单片机的数据采集系统
信号调理 现场 传感器 1 传感器 2 ... 传感器 接线端子板 接线端子 1 接线端子 2 ... 接线端子 多路切换 放大 衰减 滤波 隔离 线性化 激励 ~ 220 电源供电
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单片机 （内含 ）
显示 记录存储
12.4.3 基于数据采集器的数据采集系统
5
12.2.2 主从分布式自动化测量系统
系统构成：主要由主计算机、通信信道及现场分机。 主机：可由一台带有RS—232C或RS—485总线接口 的微型计算机担任。 RS—485接口
6
12.2.2 主从分布式自动化测量系统
RS—485接口 半双工工作方式，在总线上任意时刻只能有一台分机占有 总线 可进行分时双向数据通讯，可以高速远距离传递信号 智能仪表都配有RS—485总线接口 一般情况下，RS—485总线可连接32台分机，最大传输距离 可达到1200m，数据传送速率可达100 kbit/s
16
智能仪表与采集系统实物简介 三、型巡检仪温度传感器
17
四、 型温度巡检仪数据采集模块实物简介
智能温度巡检仪（多路巡检仪表）
现场数据采集器
便携式多路温度巡检仪 上海精密博盈实业有限公司 沈阳加美自动化仪表有限公司
18
12.4.1基于PC机的数据采集系统
信号调理 现场 传感器 1 传感器 2 ... 传感器 接线端子板 接线端子 1 接线端子 2 ... 接线端子 多路切换 放大 衰减 滤波 隔离 线性化 激励 ~ 220 电源供电 模数转换 转换 机 在线分析 离线分析 记录存储 显示 数据共享
原始能耗数据 分项能耗 采集/远传/存储 拆分计算 分项能耗 数据应用
方案二B，集中式温度热量在线式测量系统
参考文献
[1].张永瑞，刘振起等编著.电子测量技术基础 [M]. 西安电子 科技大学出版社，2000. [2].田胜元，肖曰嵘编著.实验设计与数据处理.中国建筑工业 出版社.1988. [3] .周渭,于建国编著.测试与计量技术基础[M].西安电子科技 大学. 2004. [4].张子慧编.热工测量与自动控制.中国建筑工业出版社.1996 [5].郭绍霞编.热工测量技术.中国电力出版社.1997 [6].王子延编.热能与动力工程测试技术.西安交通大学出版 社.1998
非易失串行存储器 ）
...
... ... ...
单片机
串行通信接口 ）
8点温度数据采集器
3.6 纽扣电池 或 9 电池（6 ）
电源切换电路
串行窃电电路
14
智能仪表与采集系统实物简介 一、一线通温度传感器
②现场数据 采集器
①计算机传输线
15
二、智能数据采集模块实物简介
现场数据采集器
温度曲线自动绘图
4
集中式自动化测量特点
在监控中心可实时地观察到系统的全部测量数据。 以微型计算机为核心的，具有强大的数值计算、逻辑 判断、信息存储等功能。 只适用于规模较小的工业过程，测量点数应在100点 以内，传输距离一般应在百米以内。 当系统的规模较大时，主机的负担较重，实时性变差。 测量点数较多，测量的地理范围较大时，应采用分布 式自动化测量系统。
无线网（无线电台、GPRS网）
技术成熟，使用方便， GPRS网由电信维护，价格较 贵
22
有线电视网
一般为单向传输，改造费用较大（发展 潜力大）
架设专线
需架设专线双绞线或光缆，可利用综合 布线系统
电力线网（220V供电网）
无需通讯线路的连接与拆线，通信速度快
通讯费用低，几乎不需增加通讯费用 无需再架设线路，造价低、安装维护方 便 负载复杂、信号衰减大、干扰大、可靠 性差
7
• RS-485主从分布式自动化测量系统
32
8
•
无线信道的主从分布式测量系统
9
• 主从分布式自动测量系统的特点
– 灵活性: 负载、危险、功能、地域分散和不确定等特点 – 远程性: 测量的作用半径大 – 实时性： 大部分的数据处 理工作由分机完 成，提高了数据 测量的是实时性 – 可靠性： 某一台分机出现 影故障并不响整 行。个系统的运 例：
传感器 信号调理 超低功耗单片机 （内含 ） 电池供电
13
记录存储 串行接口
12.3.2 采用数字传感器的数据采集器
DS18B20是一种可组网的数字温度传感器，具有单总 线的结构 每个DS18B20都有一个64位的地址码
复位电路 数字温度传感器1 （ ） 数字温度传感器2 （ ） 数字温度传感器8 （ ）
10
第12章．自动化测量系统
无线信道主从分布式应用实例（参见书中介绍）
数据采集器的主要功能
12.3 数据采集器（自记仪） 模拟自动记录仪
将模拟数据转化为移动的机械手臂， 在卷纸上画出随时间变化的测量参 数的曲线 早期的有毛发湿度自记仪
数据采集器
将测量信号转化为数字在内部保存 设备中的数据须转移到PC中分析， 保存和生成报表 采用电池供电
12
12.3.1 数据采集器概述 定义：电池供电的、便携式的、具有海量存储器的、
具有与PC机接口的数据采集分时记录智能仪表
类型：一体式数据采集器，即数据采集器自带传感
器；组合式数据采集器，即传感器和数据采集器是分 离的 组合式数据采集器可以分为单通道和多通道的。多通 道的可以一次同时从多个输入端采集数据
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12.4.4 分布式采集系统的通讯技术
补充：
《智能化测控系统新技术》
12.1 智能化自动化测量系统概述
智能化测量系统
是指借助于测量仪器与设备获得测 量结果的整个过程的测量体系。 包括：
– – – – – 主从式系统； 多主式系统； 分布式系统； 系统设备； 自记式采集器。
《智能化测控系统新技术》
12.1 自动化测量系统概述
自动化测量系统的构建 构建一个自动化测量系统，除考虑上述因素外，还 应考虑。连续采样、模/数转换、软件分析、计算机 处理、自动监控、人机界面、通信网络等要素。
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普通电话线
通讯线路普及
技术成熟、较易实现 改造工作量小、容易实现
通讯速度较低
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利用来自百度文库有线路
有线数字电视网+有线宽带网+视频通讯网
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离线分布式采集系统
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3 单位采暖耗热量及耗冷量测量数据的转换
因目前没有统一转换方法，可留给学生做科研课题。
4 分项计量系统---主从分布式系统简介
12.2 集中式及分布式自动化测量系统
工业化过程自动化测量系统分类
集中式自动化测量系统
机，只使用一份数据 ）
（ “集中式”是指整个整个系统中一个主
分布式自动化测量系统
户端都有数据的副本 ）
（ “分布式”就是多个分机，每一个客
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12.2.1 集中式自动化测量系统
自动化测量核心是一台微型计算机，在机内扩展一定 数量的I/O接口板与现场测量仪表进行匹配连接.
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12.4.2基于单片机的数据采集系统
信号调理 现场 传感器 1 传感器 2 ... 传感器 接线端子板 接线端子 1 接线端子 2 ... 接线端子 多路切换 放大 衰减 滤波 隔离 线性化 激励 ~ 220 电源供电
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单片机 （内含 ）
显示 记录存储
12.4.3 基于数据采集器的数据采集系统
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12.2.2 主从分布式自动化测量系统
系统构成：主要由主计算机、通信信道及现场分机。 主机：可由一台带有RS—232C或RS—485总线接口 的微型计算机担任。 RS—485接口
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12.2.2 主从分布式自动化测量系统
RS—485接口 半双工工作方式，在总线上任意时刻只能有一台分机占有 总线 可进行分时双向数据通讯，可以高速远距离传递信号 智能仪表都配有RS—485总线接口 一般情况下，RS—485总线可连接32台分机，最大传输距离 可达到1200m，数据传送速率可达100 kbit/s
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智能仪表与采集系统实物简介 三、型巡检仪温度传感器
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四、 型温度巡检仪数据采集模块实物简介
智能温度巡检仪（多路巡检仪表）
现场数据采集器
便携式多路温度巡检仪 上海精密博盈实业有限公司 沈阳加美自动化仪表有限公司
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12.4.1基于PC机的数据采集系统
信号调理 现场 传感器 1 传感器 2 ... 传感器 接线端子板 接线端子 1 接线端子 2 ... 接线端子 多路切换 放大 衰减 滤波 隔离 线性化 激励 ~ 220 电源供电 模数转换 转换 机 在线分析 离线分析 记录存储 显示 数据共享
原始能耗数据 分项能耗 采集/远传/存储 拆分计算 分项能耗 数据应用
方案二B，集中式温度热量在线式测量系统
参考文献
[1].张永瑞，刘振起等编著.电子测量技术基础 [M]. 西安电子 科技大学出版社，2000. [2].田胜元，肖曰嵘编著.实验设计与数据处理.中国建筑工业 出版社.1988. [3] .周渭,于建国编著.测试与计量技术基础[M].西安电子科技 大学. 2004. [4].张子慧编.热工测量与自动控制.中国建筑工业出版社.1996 [5].郭绍霞编.热工测量技术.中国电力出版社.1997 [6].王子延编.热能与动力工程测试技术.西安交通大学出版 社.1998
非易失串行存储器 ）
...
... ... ...
单片机
串行通信接口 ）
8点温度数据采集器
3.6 纽扣电池 或 9 电池（6 ）
电源切换电路
串行窃电电路
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智能仪表与采集系统实物简介 一、一线通温度传感器
②现场数据 采集器
①计算机传输线
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二、智能数据采集模块实物简介
现场数据采集器
温度曲线自动绘图
4
集中式自动化测量特点
在监控中心可实时地观察到系统的全部测量数据。 以微型计算机为核心的，具有强大的数值计算、逻辑 判断、信息存储等功能。 只适用于规模较小的工业过程，测量点数应在100点 以内，传输距离一般应在百米以内。 当系统的规模较大时，主机的负担较重，实时性变差。 测量点数较多，测量的地理范围较大时，应采用分布 式自动化测量系统。
无线网（无线电台、GPRS网）
技术成熟，使用方便， GPRS网由电信维护，价格较 贵
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有线电视网
一般为单向传输，改造费用较大（发展 潜力大）
架设专线
需架设专线双绞线或光缆，可利用综合 布线系统
电力线网（220V供电网）
无需通讯线路的连接与拆线，通信速度快
通讯费用低，几乎不需增加通讯费用 无需再架设线路，造价低、安装维护方 便 负载复杂、信号衰减大、干扰大、可靠 性差
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• RS-485主从分布式自动化测量系统
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•
无线信道的主从分布式测量系统
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• 主从分布式自动测量系统的特点
– 灵活性: 负载、危险、功能、地域分散和不确定等特点 – 远程性: 测量的作用半径大 – 实时性： 大部分的数据处 理工作由分机完 成，提高了数据 测量的是实时性 – 可靠性： 某一台分机出现 影故障并不响整 行。个系统的运 例：
传感器 信号调理 超低功耗单片机 （内含 ） 电池供电
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记录存储 串行接口
12.3.2 采用数字传感器的数据采集器
DS18B20是一种可组网的数字温度传感器，具有单总 线的结构 每个DS18B20都有一个64位的地址码
复位电路 数字温度传感器1 （ ） 数字温度传感器2 （ ） 数字温度传感器8 （ ）
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第12章．自动化测量系统
无线信道主从分布式应用实例（参见书中介绍）
数据采集器的主要功能
12.3 数据采集器（自记仪） 模拟自动记录仪
将模拟数据转化为移动的机械手臂， 在卷纸上画出随时间变化的测量参 数的曲线 早期的有毛发湿度自记仪
数据采集器
将测量信号转化为数字在内部保存 设备中的数据须转移到PC中分析， 保存和生成报表 采用电池供电
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12.3.1 数据采集器概述 定义：电池供电的、便携式的、具有海量存储器的、
具有与PC机接口的数据采集分时记录智能仪表
类型：一体式数据采集器，即数据采集器自带传感
器；组合式数据采集器，即传感器和数据采集器是分 离的 组合式数据采集器可以分为单通道和多通道的。多通 道的可以一次同时从多个输入端采集数据