基于vc软件开发平台的集散式数据采集系统

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1、基于VC软件开发平台的集散式数据采集系统1文献综述1．1数据采集系统基本组成各种采集系统尽管具有不同的形式，但是其基本组成是相同的。1。如图卜I所示。图1—1计算机采集系统的组成(Figure1-1ConstitutesofData-acquisitionSystem)采集系统硬件主要包括传感器、A／D转换器、输入／输出接口电路、计算机等。采集系统的工作方式可归纳为：数据采集是将被测量的信号转换为计算机能够识别的信号并输入给计算机；数据处理是由计算机执行以测试为目的的算法程序后，得到与被测参数对应

2、的测量值或形成相应的决策与判断：数据输出是将处理结果送给输出设备，显示、打印或绘制残图形。一个具体的计算机采集系统的构成，根据所测信号的特性而定。力求做到既能满足系统的性能要求又能在性能价格比上达到最优。根据这个要求，采集系统可分为以下几种结构”’。1．单通道数据采集被采集的模拟信号只有一个，如图卜2所示。图卜2单通道数据采集框图(FigureI-2FrameofSingle-channolData-acquisitionSystem)2．多通道数据采集被采集的模拟信号有两个或两个以上。对多路模拟

3、信号的采集有以下几种结构形式。①多路A／D转换方式。这种结构由多个A／D转换芯片构成。对每路输入信号都有独立的采样保持电路S／H、A／D转换电路及I／o接口电路，每一路占有一个通道。结构框图如图卜3所示。至主婴竺壁墅垄!鱼盟叁墼茎墼塑墨叁墨堕这种方式通常用于高速数据采集和需要同时采集多路数据的系统。其优点是通道数增加时，最高采样频率不会受到影响，并可同时采集多路信号，保持了各信号之间的同步关系。缺点是成本较高、体积较大。主机图I-3多路A／D转换方式框图(Figurel一3FrameofMulti

4、—channelA／DTransform)②多路共享A／D转换方式输入信号进入各路采样保持电路，然后由多路开关可选择地将各路信号送入A／D转换器进行转换。结构框图如图1-4所示。模拟多Ⅲ主路机开关图I-4多路共享A／D转换方式框图(Figure1—4FrameofMulti—channelSharedA／DTrmasform)这种方式的转换方式较上一种方式幔，并且得到的各通道信号是断续的。在通道数增加时，采集频率受到影响。当采样保持电路用同一个信号控制时，既可保证同一时刻采集到各通道参数，又可保证

5、信号间的同步关系。这种方式主要用垩三∑!整!!茎垄兰鱼塑墨墼茎墼塑墨茎堡鉴于对采集频率要求不高的多路信号采集系统。③多路开关方式这种方式轮流循环采样的转换速度比以上两种方式都慢，但是节省硬件。结构框图如图卜5所示。}传感器bI(s)l模拟I传感器b多主I(s)l路机开卜篙p关图卜5多路开关方式框图(Figure1—5FrameofMulti—channelSwitchA／DTransform)它常用于采集多路变化缓慢的信号，如温度变化信号、应变信号等。用这种方式采集多通道信号时，不能同时采集同一时

6、刻的各种参数。采集系统设计的基本要求如下：1．系统的实时l生强。系统的工作主要是对大量的过程状态参数实现巡回监测、数据存储记录、数据处理、进行实时数据分析等功能。因此，要求计算机在硬件上必须要有实时时钟和优先级中断信息处理电路。2．可靠性高。它是系统设计最重要的一个要求。因此，应选用高性能的控制计算机。由于控制计算机往往是安装在被控对象的实际工作环境中，所以不仅温度、湿度变化大，而且灰尘多，腐蚀性气体浓，为了确保控制系统的高度可靠性，要求控制计算机要有一定的防潮、防尘、防震的能力。在计算机硬件上采

7、取冗余技术，隔离屏蔽技术等：在软件设计上要可靠，利用容错技术，自诊断技术等，并设计各种安全保护措施，如各种报警、事故预测与处理对策等。3．通用性好，便于扩充。一台以微型计算机为核心的控制装置，一般可以控制多个设备和不同的过程参数。这就要求系统的通用性要尽可能好，能灵活地进行功能扩充。尽可能采用通用的系统总线结构，以便在需要时进行扩充。苎主兰鏊壁墅垄!鱼盟苎墼茎墼塑墨叁墨堕4．设计周期短、价格便宜。由于计算机技术日新月异，各种新技术新产品不断涌现。在满足精度、速度和其他性能要求的前提下，应该缩短设计

8、周期和尽量用价格低的元器件n“。考虑到以上方面，作为系统核心的计算机的选择就十分关键。对于分散的嵌入式系统，单片机以它体积小、功耗小、成本低、价格廉以及控制功能强适应了这个要求，成为现代电子系统中最重要的智能化工具。单片机是早期singlechipmicrocomputer的直译，后来，它按照面向对象，突出控制功能，在片内集成了许多外围电路及外设接口，发展成Microcontr01ler(McU)的体系结构。随着大规模集成电路技术的发展，可阱将CPU、RAM、ROM、定时器／计数器