數(shù)據(jù)采集的基本理論

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對模擬信號用數(shù)字方法處理，應(yīng)先將模擬信號數(shù)字化，即進(jìn)行模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換。模/數(shù)轉(zhuǎn)換過程，包括三個(gè)內(nèi)容：一是采樣，二是量化，三是編碼。一個(gè)模擬信號首先經(jīng)過預(yù)采樣濾波器，對信號進(jìn)行調(diào)理，然后由采樣器在每個(gè)采樣時(shí)刻讀出一個(gè)數(shù)據(jù)；再由模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)量化為二進(jìn)制數(shù)碼，數(shù)據(jù)后保存到存儲(chǔ)器用于數(shù)字信號處理。

數(shù)據(jù)采集的技術(shù)路線

1. 有上位機(jī)系統(tǒng)的設(shè)備

其上位機(jī)系統(tǒng)往往已經(jīng)對設(shè)備層的數(shù)據(jù)進(jìn)行了采集、存儲(chǔ)，因此，對于這種有上位機(jī)系統(tǒng)的設(shè)備，我們首先選的數(shù)據(jù)采集方案就是直接從上位機(jī)系統(tǒng)中獲取設(shè)備的數(shù)據(jù)，而不是去和設(shè)備打交道。這樣就能夠把一個(gè)OT的問題（設(shè)備層的數(shù)據(jù)采集）轉(zhuǎn)化為IT的問題（兩個(gè)信息系統(tǒng)的信息集成）。

2. 基于TCP/IP通訊協(xié)議的設(shè)備

對于生產(chǎn)現(xiàn)場中沒有上位機(jī)系統(tǒng)的眾多設(shè)備，我們就需要從設(shè)備所支持的通訊協(xié)議角度入手，制定數(shù)采方案。

3. 基于非TCP/IP通訊協(xié)議的設(shè)備

這一類協(xié)議不屬于TCP/IP協(xié)議簇，往往在硬件接口方面就與以太網(wǎng)不兼容，比如RS-485等。因此，對于這類設(shè)備的數(shù)據(jù)采集首先需要增加網(wǎng)關(guān)，將其協(xié)議轉(zhuǎn)換為TCP/IP協(xié)議，才能接入到車間的網(wǎng)絡(luò)中并進(jìn)行協(xié)議解析。

4. 不具備通訊接口的設(shè)備

這類設(shè)備一般為老舊設(shè)備，比如那些不帶數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床。遇到這樣的設(shè)備也是一件比較頭疼的事情，我一般會(huì)建議不要做這種設(shè)備的數(shù)據(jù)采集，如果一定要做，也可以在機(jī)臺(tái)上放置一個(gè)觸摸屏之類的設(shè)備，用人工輔助的方式采集一些生產(chǎn)相關(guān)的信息。

高速數(shù)據(jù)采集處理存儲(chǔ)系統(tǒng)

高速數(shù)據(jù)采集處理存儲(chǔ)系統(tǒng)將目前較先進(jìn)的高速AD(1GS/S、500MS/S、180MS/S、125MS/S)，PCI-E總線，大規(guī)模磁盤陣列存儲(chǔ)及現(xiàn)代信號分析處理技術(shù)融合在一起，用于實(shí)時(shí)采集和記錄復(fù)雜現(xiàn)場環(huán)境中各種調(diào)制形式的中頻或射頻信號、高重頻雷達(dá)及超聲脈沖信號，將獲取的原始信號數(shù)據(jù)以高達(dá)1.4GB/s速率直接存儲(chǔ)到磁盤陣列中，另外數(shù)據(jù)可通過8GB/S的高速內(nèi)部總線提交給GUP高的性能處理器，實(shí)現(xiàn)信號高速實(shí)時(shí)處理及分析.系統(tǒng)的信號采集處理連續(xù)存儲(chǔ)管理軟件，實(shí)現(xiàn)各類參數(shù)控制，時(shí)域、頻域顯示、時(shí)頻分析，信號累加平均及各種信號處理算法、并將實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)高速寫入本地磁盤陣列中，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、自動(dòng)分析與管理， 軟件可按不同系統(tǒng)要求定制。

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數(shù)據(jù)采集卡的設(shè)計(jì)原理

所謂的數(shù)據(jù)采集即為獲取模擬信號量（模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號后的數(shù)值），將采集到的信號做后續(xù)處理。由于DSP或者ARM等軟件處理信號時(shí)不能直接獲取信號量，需要專門的硬件去采集數(shù)據(jù)，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集的硬件即為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，可以稱其為數(shù)據(jù)采集卡。

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