数据采集系统论文

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1、1 绪论 1.1 课题的背景及研究意义 随着数字化时代的来临，数字信号处理技术已经渗透到人们生活的方方面 面，化工、医学、工业及科研的各个领域中，都必须对相应的信号进行检测和处 理。人们通常根据采样定理将传感器送来的模拟信号转换为数字信号，再对这些 数字信号进行处理。数据采集可以说是数字信号处理的核心，数据采集的好坏直 接影响接下来的工作。 数据采集的目的在于检测电量或物理量， 例如电压、 电流、 温度、压力、液位等。一个完整的数据采集系统应该包括传感器、信号调理、数 据处理芯片和软件等。 社会的发展和科技的进步使数字信号处理技术智能型越来 越高，实时性也越来越好，数据采集的精度和速度也越来越

2、高，对数据采集系统 提出了更高的要求。例如雷达测量系统、航天导航、医学影像等很多场合都需要 进行高精度的数据采集。 在这些需要高精度测量的系统中测量结果可谓失之毫厘 谬以千里。除了对数据采集的基功能外，还必须针对不同行业领域、不同采集环 境实现多种功能模式、多种量程范围、多种控制方法等。另外，随着电子技术的 飞速发展，便携式解决方案在数据采集中开始占据越来越大的比重，并越来越多 的开始倾向于低电压、低功耗、微型化设计。因此数据采集仪表的种类越来越得 多，更新速度也越来越快。通用的数据采集系统不能满足专门的场合，这就迫使 许多公司开发出各种专用的数据采集系统。 1.2 国内外研究现状及发展趋势

3、传统的数据采集系统主要采用数据采集卡。 近年来，数据采集系统速度以及 数字信号处理技术得到飞速发展，同时 USB 技术、以太网技术及无线通讯等技术 在数据采集系统中的应用使其接口方式得到了拓展， 便携式数据采集系统越来越 受到用户的亲睐。单片机、ARM、DSP、FPGA 多种微处理器的应用使数据采集卡 市场百家齐放。目前国内的数据采集卡市场主要有国外公司主导，高速和高精度 方面尤为突出。 日本东京测器研究所生产的 TDS-150 便携式数据记录仪是一种静 态数据采集仪，测量通道达 50 个，具有休眠间隔定时和数据存储功能，可进行 长期自动测量，配有 USB 和 RS-233 端口，可读取各种测

4、量设置和测量数据并传 输到电脑里。美国 NI 公司的 compactDAQ 与以太网技术相结合，将高速数据采集 的范畴扩展到实验室乃至全球的远程传感器和电子测量， 与 LABVIEW 软件紧密集 成，能以较少的开发投入换取最高的性能。国内公司的产品较之国外产品在通用 性、稳定性方面还有很大差距，随着国内公司研发资金和技术的投入，开发数据 采集系统已达到比较高的水平。如深圳创智联科技发展有限公司开发的 PTF100, 其检测功能是温度、压力和流量的组合。石家庄铁道学院和铁道部襄樊内燃机厂 联合研制的液压系统诊断仪等仪器均有多参数诊断功能，并国内多家公司采用。 目前国内外数据采集系统有如下特点： （1） 利用各种微控制芯片来处理，采集速度越来越快，精度越来越高。 （2） 系统向着多参数、网络化方向发展。 （3） 系统自动化、智能化程度不断提高。 （4） 系统功耗不断降低，可扩展性不断提高。 1.3 论文主要内容 本论文在分析国内外数据采集系统的基础上，考虑到数据采集的速度、精度 和可扩展性，选用了 PHILIPS 公司的 ARM7 控制器 LPC2388，设计出一套通用性 较强的数据采集