解决方案:数据采集器是什么？

　　解决方案:数据采集器是什么？

　　数据采集​​（Data Acquisition，简称DAQ）是指自动采集传感器等被测器件等模拟和数字被测单元的非电信号或电信号，并传送给上位机进行分析处理。数据采集​​系统是以计算机或其他专用测试平台为基础，结合测量软硬件产品的灵活的、用户自定义的测量系统。

　　介绍

　　数据采集​​，又称数据采集，是用一个设备从系统外部采集数据，输入到系统内部的接口中。数据采集​​技术广泛应用于各个领域。例如，*敏*感*词*和麦克风都是数据采集

工具。采集的数据是已经转换成电信号的各种物理量，如温度、水位、风速、压力等，可以是模拟量，也可以是数字量。采集一般采用采样的方式，即在一定的时间间隔（称为采样周期）重复采集同一点的数据。采集到的数据大部分是瞬时值，但也有一定时间段内的特征值。准确的数据测量是数据采集的基础。数据测量方式有接触式和非接触式，检测元件也多种多样。无论采用何种方法和组件，在不影响被测对象状态和测量环境的前提下，都是保证数据正确性的前提。数据采集​​的含义非常广泛，包括地表连续物理量的采集。在计算机辅助绘图、测量和设计中，将图形或图像数字化的过程也可称为数据采集。此时采集的是几何量（或包括物理量，如灰度）数据。在不影响被测对象状态和测量环境的前提下，是保证数据正确性的前提。数据采集​​的含义非常广泛，包括地表连续物理量的采集。在计算机辅助绘图、测量和设计中，将图形或图像数字化的过程也可称为数据采集。此时采集的是几何量（或包括物理量，如灰度）数据。在不影响被测对象状态和测量环境的前提下，是保证数据正确性的前提。数据采集​​的含义非常广泛，包括地表连续物理量的采集。在计算机辅助绘图、测量和设计中，将图形或图像数字化的过程也可称为数据采集。此时采集的是几何量（或包括物理量，如灰度）数据。

　　在互联网行业高速发展的今天，数据采集在互联网和分布式领域得到广泛应用，数据采集领域发生了重要变化。首先，智能数据采集系统在集散控制应用方面在*敏*感*词*取得了长足的进步。其次，与总线兼容的数据采集插件的数量在增加，与个人计算机兼容的数据采集系统的数量也在增加。*敏*感*词*各种数据采集机相继问世，将数据采集带入了一个新时代。

　　生产数据

　　智能制造离不开车间生产数据的支持。在制造过程中，数控机床不仅是生产工具和设备，也是车间信息网络的节点。通过对机床数据的自动采集、统计、分析和反馈，将结果用于改进制造过程，将大大提高制造过程的柔性。与加工过程相结合，从而提高产品生产过程的质量和效率。盖洛普MDC系统帮助企业解决了这个问题。生产数据及设备状态信息采集与分析管理系统MDC（Manufacturing Data 采集

& Status Management）主要用于采集数控机床等生产设备的工作和运行状态数据，实现对设备的监控和控制，并对采集到的数据进行分析处理，也可以为其他软件如制造执行系统和企业资源规划系统。MDC系统是机床数据采集系统和机床数据分析处理系统的集成。是具有数据采集、机床监控、数据分析处理、报表输出等功能的车间应用管理与决策支持系统。MDC系统是机床数据采集系统和机床数据分析处理系统的集成。是具有数据采集、机床监控、数据分析处理、报表输出等功能的车间应用管理与决策支持系统。MDC系统是机床数据采集系统和机床数据分析处理系统的集成。是具有数据采集、机床监控、数据分析处理、报表输出等功能的车间应用管理与决策支持系统。

　　MDC通过与CNC系统、PLC系统、机床电控部分的智能集成，实现了机床数据采集部分的自动执行，无需操作人员手动输入，保证了数据的实时性和准确性。在矿山数据采集方面，MDC为企业提供更加个性化的分析处理，个性化的数据处理和丰富的图形报表展示，统计分析与机床和生产相关的关键数据，如开工率、主轴开工率、主轴负荷等率、NC开工率、故障率、设备综合利用率（OEE）、设备生产率、*敏*感*词*合格率、质量百分比等数据及时传输并分发给相关工艺部门进行处理，实时指导，

　　目的

　　数据采集​​是指从传感器和其他被测设备等模拟和数字被测单元自动采集信息的过程。数据采集​​系统是

　　数据采集​​与基于计算机的测量软硬件产品相结合，实现灵活的、用户自定义的测量系统。

　　数据采集​​的目的是测量电压、电流、温度、压力或声音等物理现象。以PC数据采集为基础，通过模块化硬件、应用软件和计算机相结合的方式进行测量。虽然数据采集系统根据不同的应用需求有不同的定义，但每个系统采集、分析和显示信息的目的是相同的。数据采集​​系统集成了信号、传感器、执行器、信号调理、数据采集设备和应用软件。

　　原则

　　在计算机广泛使用的今天，数据采集的重要性非常显着。它是连接计算机与外部物理世界的桥梁。每个

　　数据采集​​类型 信号采集的难易程度千差万别。在实际采集中，噪声也可能造成一些麻烦。在采集

数据的时候，有一些基本原则需要注意，需要解决的实际问题也比较多。假设模拟信号 x(t) 每 Δt 时间采样一次。时间间隔Δt称为采样间隔或采样周期。其倒数1/Δt称为采样频率，单位为采样数/秒。t=0、Δt、2Δt、3Δt……等，x(t)的值称为采样值。x(0)、xΔt)、x(2Δt)均为采样值。根据采样定理，采样频率必须是信号频率的两倍。反之，如果给定采样频率，则能正确显示信号而不失真的频率称为奈奎斯特频率

　　数据采集​​速率，即采样频率的一半。如果信号收录

频率高于奈奎斯特频率的分量，则信号将在直流和奈奎斯特频率之间失真。采样率太低的结果是恢复信号的频率似乎与原创

信号不同。这种信号失真称为混叠（alias）。出现的混叠频率是输入信号的频率与最接近的采样率整数倍之间的差值。采样的结果将是低于奈奎斯特频率（fs/2=50Hz）的信号可以被正确采样。但是，频率高于50HZ的信号分量在采样时会失真。分别产生 30、40 和 10 Hz 的失真频率 F2、F3 和 F4。混频偏差的计算公式为：混频偏差=ABS（采样频率-输入频率的整数倍）其中ABS的意思是“”，为了避免这种情况，通常在采集信号（A/D）之前， after 一个低通滤波器，从信号中去除高于奈奎斯特频率的信号分量。该滤波器称为抗混叠滤波器。采样频率应该如何设置。或许可以先考虑采集卡支持的频率。但是，长时间使用高采样率可能会导致内存不足或硬盘速度太慢而无法存储数据。从理论上讲，将采样频率设置为要采集的信号频率分量的 2 倍就足够了。在实践中，工程上使用5到10次，

　　

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　　通常，在信号采集之后必须进行适当的信号处理，例如 FFT。这里还有一个对样本数量的要求。一般不能只提供一个信号周期的数据样本，希望有5到10个周期，甚至更多的样本。并且希望提供的样本总数是整个周期的数量。这里出现了另一个困难。由于采样信号的频率未知或不准确，因此不仅采样率不一定是信号频率的整数倍，而且也不能保证提供整个周期数的样本。所有只是时间序列离散函数 x(n) 和采样频率。这是测量和分析的基础。数据采集​​卡、数据采集模块、

　　实地采集

　　对于大多数制造企业来说，测量仪器的自动数据采集一直是一件让人头疼的事情。即使仪器已经具备RS232/485等接口，仍然是一边测量一边使用，一边手动记录到纸上，再输入PC机进行处理。该方法不仅工作量大，而且不能保证数据的准确性。往往管理者得到的数据已经落后数据一两天；而对于现场不良的产品信息和相关生产数据，如何做到高效、简洁、实时的数据采集是一大难题。

　　采集功能

　　·实时采集产线输出数据或不良品数量，或产线故障类型（如停工、缺料、质量），并传输至数据库系统；·从数据库接收信息：如生产计划信息、物料信息等；在检验站传输缺陷产品的名称和数量信息；

　　连接检测仪器，实现检测仪器数字化。数据采集​​仪自动从测量仪中获取测量数据，进行记录、分析、计算，形成相应的各种图形，自动判断测量结果，如机械加工零件的跳动测量、拉力计拉力曲线的绘制等.;

　　采集

特色

　　配备RS232、RS485串口，可连接多台测试仪器，实现数据自动采集；配备USB接口，方便数据输出；配备RJ45接口，可通过网线连接网络；配备VGA视频输出和音频输出接口；·内置WIFI模块，可无线连接，方便现场联网；·支持32G数据存储空间；·配备4.3英寸触摸屏，操作方便；·用户可以通过接口获取网络中任意一台PC的数据，方便二次开发；移动测量，实时数据传输，或测试完成后通过网络上传数据；

　　电源连续工作时间6小时，待机时间长达10天；生产现场的数据采集是质量过程中非常重要的一个环节，良好的数据采集方案可以将质量管理者从繁重的数据处理工作中解放出来。有更多时间解决实际质量问题。同时，实时数据采集也让系统真正实现实时监控，尽早发现问题，避免更大的损失。

　　系统实例

　　简介 在一些工业现场，设备长期运行很容易出现故障。为了监控这些设备，通常使用数据采集设备对其进行采集。

　　将运行过程中采集的数据发送到PC机，通过运行在PC机上的特定软件对数据进行分析，从而判断当前运行设备的状态，进而采取相应的措施。目前常用的数据采集设备在其系统软件设计中采用单任务序列机制。这样就存在系统安全性差的问题。这对于稳定性和实时性要求高的数据采集设备是不允许的，因此需要引入嵌入式操作系统。下面以μC/OSⅡ为操作系统平台，基于ARM7系列处理器，探讨高性能数据采集系统的开发。操作系统简介 嵌入式操作系统μC/OSⅡ（microcontroller operating system）是一个开源的抢占式实时多任务操作系统内核，专为微控制器系统和软件开发而设计。程序作为整个系统的框架，自始至终贯穿于整个系统。对于实时性和稳定性要求高的数据采集系统，μC/OS II的引入无疑将大大提高其性能。μC/OSⅡ的特点可以概括为以下几个方面：源代码开放、代码结构清晰明了、注释详尽、组织严密、可移植性好、可裁剪、可固化。内核是抢占式的，最多可以管理 60 个任务。μC/OS II 自 1992 年版本 (μC/OS) 以来已有数百个应用，并且是一个经过验证的、

　　μC/OSⅡ的研究和应用很多。应用系统基本工作原理时，将数据采集系统置于被监控设备处，通过传感器对设备的电压或电流信号进行采样和保持，送至A/D转换器成为数字信号，然后将信号送入FIFO。当FIFO中存储的数据达到一定数量时，ARM7会从FIFO中读出数据，然后通过ARM7的以太网接口或RS232发送给上位机。考虑到可能需要监控的设备较多，设计了多个采集通道，经过模拟开关后进入A/D转换器。CPLD是整个系统的控制。它控制采集通道的切换，A/D转换器的启动/停止，转换后数据在FIFO中的存储地址*敏*感*词*，并产生中断请求通知ARM7读取FIFO中存储的数据。数据等 系统硬件结构 本系统采用三星公司的S3C4510B作为系统与上位机之间的桥梁。S3C4510B是一款高性价比的基于以太网应用系统的16/32位RISC单片机。它具有以下主要特点： 收录

一个由ARM公司设计的16/32位ARM7TDMI RISC处理器内核。ARM7TDMI是低功耗、高性能的16/32内核，适用于对价格和功耗敏感的应用。S3C4510B在ARM7TDMI核心内容的基础上扩展了一系列完整的通用*敏*感*词*设备。并产生中断请求通知ARM7读取FIFO中存储的数据。数据等 系统硬件结构 本系统采用三星公司的S3C4510B作为系统与上位机之间的桥梁。S3C4510B是一款高性价比的基于以太网应用系统的16/32位RISC单片机。它具有以下主要特点： 收录

一个由ARM公司设计的16/32位ARM7TDMI RISC处理器内核。ARM7TDMI是低功耗、高性能的16/32内核，适用于对价格和功耗敏感的应用。S3C4510B在ARM7TDMI核心内容的基础上扩展了一系列完整的通用*敏*感*词*设备。并产生中断请求通知ARM7读取FIFO中存储的数据。数据等 系统硬件结构 本系统采用三星公司的S3C4510B作为系统与上位机之间的桥梁。S3C4510B是一款高性价比的基于以太网应用系统的16/32位RISC单片机。它具有以下主要特点： 收录

一个由ARM公司设计的16/32位ARM7TDMI RISC处理器内核。ARM7TDMI是低功耗、高性能的16/32内核，适用于对价格和功耗敏感的应用。S3C4510B在ARM7TDMI核心内容的基础上扩展了一系列完整的通用*敏*感*词*设备。s S3C4510B作为系统与上位机之间的桥梁。S3C4510B是一款高性价比的基于以太网应用系统的16/32位RISC单片机。它具有以下主要特点： 收录

一个由ARM公司设计的16/32位ARM7TDMI RISC处理器内核。ARM7TDMI是低功耗、高性能的16/32内核，适用于对价格和功耗敏感的应用。S3C4510B在ARM7TDMI核心内容的基础上扩展了一系列完整的通用*敏*感*词*设备。s S3C4510B作为系统与上位机之间的桥梁。S3C4510B是一款高性价比的基于以太网应用系统的16/32位RISC单片机。它具有以下主要特点： 收录

一个由ARM公司设计的16/32位ARM7TDMI RISC处理器内核。ARM7TDMI是低功耗、高性能的16/32内核，适用于对价格和功耗敏感的应用。S3C4510B在ARM7TDMI核心内容的基础上扩展了一系列完整的通用*敏*感*词*设备。适用于对价格和功耗敏感的应用。S3C4510B在ARM7TDMI核心内容的基础上扩展了一系列完整的通用*敏*感*词*设备。适用于对价格和功耗敏感的应用。S3C4510B在ARM7TDMI核心内容的基础上扩展了一系列完整的通用*敏*感*词*设备。

　　片上资源包括2个带缓冲区描述符（bufferdescriptor）的HDLC通道；2个串口通道；2个GDMA通道；2个32位定时器；18 个可编程 I/O 端口。还有中断控制器；DRAM/SDRAM 控制器；ROM/SRAM 和 FLASH 控制器；系统管理员；一个内部 32 位系统总线仲裁器；外部存储控制器和其他片上逻辑控制电路。这些为μC/OSⅡ的移植提供了优良的物理资源。在软件支持方面，具有配套的代码编辑调试环境ADS12和JTAG在线调试功能，使S3C4510B芯片软件可以直接用C语言编写，为μC/OSII的植入提供了可能。

　　12位高速A/D转换电路采用Analog Devices公司的AD574，该电路的输出具有三态锁存功能。预处理电路包括电流电压互感器、隔离电路和同步采样电路，可以将信号转换成与AD574相匹配的值进行后续处理。通讯电路通过常用的以太网接口与上位机相连，232接口可作为备份，使设备既可作为便携系统使用，又可通过网络对设备进行实时监控。网络。

　　软件设计

　　软件部分要分别编写S3C4510B部分的程序和CPLD的控制程序。前者分为μC/OSⅡ的移植和各种应用程序的编写，后者是用VHDL语言实现的。对于S3C4510B部分，系统任务根据整机实现的功能及其要求进行划分，并根据实际需要为各个任务分配优先级。该系统大致可以分为以下几个任务：初始化CPLD控制参数；读取先进先出；与上位机TCP/IP通信；与上位机串口通信。对应每一个任务，就要编写相应的应用程序。软件设计部分的关键技术有：(1) μC/OSⅡ内核向S3C4510B的移植应根据处理器的特点，合理修改μC/OSⅡ的三个处理器相关函数。文件：OS_CPUH、OS_CPU_AASM、OS_CPU_C。C。主要是将文件中的汇编指令改为ARM7汇编指令，并根据CPU的特点改写文件中寄存器的初值。⑵内存配置问题。内存容量的设计要综合考虑μC/OSⅡ内核代码和应用程​​序代码的大小。每个任务独立运行，必须为每个任务提供单独的堆栈空间 (RAM)。RAM总量的计算公式为：RAM总量=应用程序RAM需求量+内核数据区RAM需求量+各任务堆栈需求量总和+多次中断嵌套所需堆栈量。(3) TCP/IP协议在μC/OSⅡ中的实现。为了满足嵌入式设备与Internet网络直接交换信息的需求，在μC/OSⅡ中移植了LwIP协议栈。LwIP是由瑞士计算机科学研究所（Swedish Institute of Computer Science）的Adam Dunkels开发的一套用于嵌入式系统的开源TCP/IP协议栈。LwIP的意思是LightWeight（轻型）IP协议。LwIP可以移植到操作系统中，也可以脱离操作系统独立运行。LwIP TCP/IP实现的重点是在保持TCP协议主要功能的基础上减少RAM占用。一般只需要几十k的RAM和40k左右的ROM就可以运行，这使得LwIP协议栈适合在系统中使用的低端嵌入。LwIP的特性包括：支持多网络接口下的IP转发；支持ICMP协议；UDP（用户数据报协议）包括实验性扩展；TCP（传输控制协议）包括拥塞控制、RTT估计、快速恢复和快速转发）；提供专用的内部回调接口 (rawAPI) 以提高应用程序性能。这使得LwIP协议栈适合于系统中使用的低端嵌入。LwIP的特性包括：支持多网络接口下的IP转发；支持ICMP协议；UDP（用户数据报协议）包括实验性扩展；TCP（传输控制协议）包括拥塞控制、RTT估计、快速恢复和快速转发）；提供专用的内部回调接口 (rawAPI) 以提高应用程序性能。这使得LwIP协议栈适合于系统中使用的低端嵌入。LwIP的特性包括：支持多网络接口下的IP转发；支持ICMP协议；UDP（用户数据报协议）包括实验性扩展；TCP（传输控制协议）包括拥塞控制、RTT估计、快速恢复和快速转发）；提供专用的内部回调接口 (rawAPI) 以提高应用程序性能。

　　LwIP可以方便地在μC/OSⅡ的调度下为系统增加网络通信和网络管理功能。LwIP 协议栈的设计考虑到了未来的移植。它将所有与硬件、操作系统、编译器相关的部分分开，放在/src/arch目录下。所以μC/OSⅡ上LwIP的实现就是修改这个目录下的文件，一般不要修改其他文件。在驱动程序中，主要是根据S3C4510B中的以太网控制特殊功能寄存器，为以太网控制器编写了网络接口收发包的函数、初始化和外部中断服务程序。

　　

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　　产品购买

　　数据采集​​器也称为盘点机或掌上电脑。它的主要特点是集成性和移动性。具有体积小、重量轻、性能齐全、可手动操作等特点。现在用手机扫描条码输入数据到智能手机可以算是一个典型，非常方便实用。在实际应用中，如何选择条码数据采集器？

　　首先要了解数据采集器的基本知识，才能选到好的。实际上，它集扫描和数据于一体。由于它可以使用电池工作，因此数据采集器支持离线操作。还支持实时采集显示、数据存储、传输和自动处理等功能，使数据准确、及时、实用、可靠。

　　了解一下购买数据采集需要了解的两种类型

　　选择条码采集器设备时要知道，一般有手持式和固定式，也有批量式和无线式。

　　手持式，顾名思义，就是可以手持移动，采集条码数据，而固定式则是固定在某个地方。

　　批处理数据采集器支持USB和串口数据线，实现与电脑通讯，支持脱机工作。无线数据采集器通过无线网络随时与本地应用服务器连接和更新。在批处理模式下，条码采集完成后，通过通讯座将信息传输至电脑。无线方式支持与个人电脑进行实时数据交换。一般来说，单独进行批量处理的条码采集器价格低于无线采集。选择哪种类型取决于实际使用情况。

　　数据采集​​器的选择也要注意容量和速度因素

　　每当您使用数据采集器时，都会遇到采集多少数据的问题。如果数据量大，就需要选择大容量，其实就是处理速度。由于高端数字电路技术的不断研发，在采集器主体结构中，CPU一般采用16位或32位处理器，位数和主频越高，采集器的数据采集和处理能力。速度越强，工作效率越高。内存大多采用FLASH-ROM+RAM类型，在持续断电的情况下也能保留信息，快速的读写速度保证了高效运行，内存容量的增加加快了数据处理速度。

　　尤其是数据量比较大的时候，容量和运行速度一定要提前做好预算。

　　需要支持大屏和大容量电池吗？

　　一些应用程序需要更大的采集器屏幕，以便用户可以随时轻松查看数据。同时，有些场合需要长时间连续使用。这时候就要考虑电池的供电能力，一定要长期充电。条码采集设备、显示屏和 CPU 都会耗电，有些结构可以支持电池操作。条码采集扫描和键盘输入是设备输入的两种重要方式。大多数采集器都有屏幕，还可以根据需要支持中文、英文、图文等高级显示。

　　购买数据采集器是否需要编程？

　　更多的时候，条码信息被采集员采集后，需要立即进行处理，转化为直接可见的结果。这就需要在设备的基础上进行二次编程开发。

　　界面：

　　根据实际设备情况选择条码数据采集器的接口：一般有串口、红外口、并口，可以接多种标准串口和并口传输数据，无线的可以也直接传输数据。

　　数据采集​​设备应广泛应用于货物进出库、快递物流、行政和企业管理系统等各个领域。以上是根据实际经验编写的数据采集器选型应注意的一些事项。

　　结语

　　采用基于ARM7的S3C4510B嵌入式微处理器，可以使系统小型化，提高性能，方便与各种外设连接扩展，同时降低成本。μC/OSⅡ作为一个源代码开放的操作系统，在特定应用中稳定可靠。本系统采用ARM7+μC/OSⅡ开发设计，具有高性能、运行稳定、实时性好、抗干扰能力强、性价比高等特点。可广泛应用于各种工业场合，达到设计初衷。

　　安全解决方案:远程连接局域网数据采集【内网穿透】

　　cpolar作为一款轻量级、易用且功能强大的内网穿透软件，可以在很多应用场景中使用。最常见的一种是网络网站的应用。利用cpolar建立的数据隧道，可以轻松实现在公网上预览网站效果，在个人电子设备上发布网页。但如前所述，cpolar的强大功能并不仅限于网络网站。今天给大家介绍一下使用cpolar进行局域网数据采集的案例。

　　赵先生是一家小型垃圾处理站的负责人。他的垃圾处理站里有4台电脑，用来记录垃圾处理的相关数据和信息。出于成本考虑，赵先生的垃圾处理站只有一台电脑可以上网。虽然每天都会通过内网将垃圾处理数据汇总到主机上，但是数据处理需要时间，无法及时远程查看各个处理点的垃圾处理数据。

　　

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　　偶然间，赵总看到了cpolar的功能介绍，觉得可以将cpolar提供的远程数据隧道功能应用到自己的垃圾处理站，实现对各个垃圾处理站数据的及时远程访问。于是赵先生及时联系了cpolar的客服人员，询问是否可以使用cpolar以更低的成本采集多台设备的数据。通过简单的分析，cpolar在线工程师为赵先生提供了一套简单易行的解决方案，就是利用cpolar的TCP隧道功能，在各个设备之间建立相应的数据隧道，从而实现对各个设备的实时访问。远程计算机设备 电子设备上数据的功能。

　　

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　　敲定方案后，赵总迅速将cpolar搭建的数据隧道系统应用到自己的垃圾处理站，成功实现了在只有一台的情况下，实时访问各个垃圾处理点实时数据的功能。民用宽带。实现了小投入大产出的目标。