智能多路数据采集系统设计开题报告

毕业设计（论文）

开题报告

题目智能多路数据采集系统设计姓名

学号

专业班级

所在学院机电工程学院

指导教师（职称）

2013年12月06日

一、选题的背景和意义

（一）选题的背景

近年来，数据采集及其应用受到了人们越来越广泛的关注，数据采集系统也有了迅速的发展，它可以广泛的应用于各种领域。

数据采集系统起始于20世纪50年代，1956年美国首先研究了用在军事上的测试系统，目标是测试中不依靠相关的测试文件，由非成熟人员进行操作，并且测试任务是由测试设备高速自动控制完成的。由于该种数据采集测试系统具有高速性和一定的灵活性，可以满足众多传统方法不能完成的数据采集和测试任务，因而得到了初步的认可。大概在60年代后期，国内外就有成套的数据采集设备和系统多属于专用的系统。

20世纪70年代后期，随着微型机的发展，诞生了采集器、仪表同计算机溶为一体的数据采集系统。由于这种数据采集系统的性能优良，超过了传统的自动检测仪表和专用数据采集系统，因而获得了惊人的发展。从70年代起，数据采集系统发展过程中逐渐分为两类，一类是实验室数据采集系统，一类是工业现场数据采集系统。

20世纪80年代随着计算机的普及应用，数据采集系统得到了很大的发展，开始出现了通用的数据采集与自动测试系统。该阶段的数据采集系统主要有两类，一类以仪表仪器和采集器、通用接口总线和计算机组成。这类系统主要应用于实验室，在工业生产现场也有一定的应用。第二类以数据采集卡、标准总线和计算机构成，这一类在工业现场应用较多。20世纪80年代后期，数据采集发生了很大的变化，工业计算机、单片机和大规模集成电路的组合，用软件管理，是系统的成本减低，体积变小，功能成倍增加，数据处理能力大大加强。

20世纪90年代至今，在国际上技术先进的国家，数据采集系统已成功的运用到军事、航空电子设备及宇航技术、工业等领域。由于集成电路制造技术的不断提高，出现了高性能、高可靠的单片机数据采集系统（DAS）。数据采集技术已经成为一种专门的技术，在工业领域得到了广泛的应用。该阶段的数据采集系统采用模块式结构，根据不同的应用要求，通过简单的增加和更改模块，并结合系统编程，就可扩展或修改系统，迅速组成一个新的系统。

（二）国内外研究现状

数据采集系统是通过采集传感器输出的模拟信号并转换成数字信号，并进行分析、处理、传输、显示、存储和显示。它起始于20世纪中期，在过去的几十年里，随着信息领域各种技术的发展，在数据采集方面的技术也取得了长足的进步，采集数据的信息化是目前社会的发展主流方向。各种领域都用到了数据采集，在石油勘探、科学实验、飞机飞行、地震数据采集领域已经得到应用。

我国的数字地震观测系统主要采用TDE-124C型TDE-224C型地震数据采集系统。近年来，又成功研制了动态范围更大、线性度更高、兼容性更强、低功耗可靠性的TDE-324C 型地震数据采集系统。该数据采集对拾震计输出的电信号模拟放大后送至A/D数字化，A/D采用同时采样，采样数据经D S P数字滤波处理后，变成数字地震信号。该数据采集系统具备24位A/D转化位数，采样率有50HZ、100HZ、200HZ。

由美国PASCO公司生产的“科学工作室”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，采样速率最高为25万次/S；（3）软件：中文及英文的应用软件。

受需求牵引，新一代机载数据采集系统为满足飞行实验应用也在快速地发展。如爱尔兰ACRA公司2000年研发推出的新一代K A M500机载数据采集系统到了2006年。

（三）发展趋势

在一些生产和实验过程中，要求将采集数据通过较长距离的通信将数据传输出去并远程控制采样方式以便及时地了解生产和实验情况，目前单片机在这方面技术还不是很成熟。很多数据采集系统工作时所处的环境较恶劣如：高压、高温、高酸、高碱等，这些都会对数据采集系统的运行和寿命产生影响，需要进一步提高单片机数据采集系统的抗环境的能力。基于单片机的数据采集系统正朝着高精度、高采样速率、远距离通信、低功耗、高性价比、高可靠性和抗恶劣环境方向发展。

二、研究的基本内容（一）基本框架

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系统硬件电路如图：ADC0809 将0—5V 模拟信号转换为00—FF 数字信号并传送给51 单片机，然后由51单片进行数据存储及数据处理，最终由LED 显示器显示。完成对模拟信号的采集。然后用按键切换对其它路的采集。

（二）研究的重点和难点

本系统的重点在于对传感器、A/D转换器的使用，难点在于对电路的设计和软件的编程。

三、研究的方法及措施

先使用Keil和Proteus软件对编程及硬件电路进行初步的模拟调试，在成功之后再进行硬件电路的焊接，之后烧写程序进行实际的电路调试。在调试过程中来发现问题及解决问题。