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数据采集的基本理论

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对模拟信号用数字方法处理，应先将模拟信号数字化，即进行模/数(A/D)转换。模/数转换过程，包括三个内容：一是采样，二是量化，三是编码。一个模拟信号首先经过预采样滤波器，对信号进行调理，然后由采样器在每个采样时刻读出一个数据；再由模数转换器(ADC)量化为二进制数码，数据后保存到存储器用于数字信号处理。

如何选择数据采集卡

基于多种接入总线接口的设备，适用于客户的不同需求。

首先，选择接口方式。数据采集卡的接口方式是指该卡与PC连接的总线方式，或者该卡提供的接口方式。常见的接口方式有PCI, Compact PCI,USB, PCMCIA, CAN, 无线，网卡；还有较老式的方式如串口UART/LPT/SPI，并口COM，ISA/EISA，PC/AT。

USB总线由于支持即插即用，传输速度快，携带方便等优点，成为未来的发展方向。 无线技术的飞速发展,数据传输速度不断发展,给数据采集卡提供了更加方便快捷的移动传输方式.通常的传输协议有:红外IRDA,蓝牙BLUETOOTH,NFC,GPRS,WLAN,3G,HSPDA等等. GPRS方式传输现在有很大的市场.

第二步，确定输入和输出指标。这些指标有输入和输出的模拟量精度和速率,输入和输出的数字量电平和要求,输入和输出的数字传输协议方式. 模拟量采样有高的精度和高速率两个方向,有的将二者结合起来,属于较高要求.数字量有TTL,CMOS,高压电平等,特殊场合,需要光电隔离,ESD,EMI保护.传输协议通常为UART,也有并行方式.

第三步，选择接口协议处理器。如果你的数据采集卡不需要处理器就能够满足要求,你可以现在动手设计了.否则,继续努力!接下来考虑的是接口协议处理器.PCI, USB, PCMCIA, CAN, 网卡都有专门的接口芯片.当然你也可以选择FPGA加上软件协议IP核,同样能实现你的目标,但是难度很大.

第四步，选择采集卡处理器。

第五步，选择数据采集电路。

数据采集的技术路线

1. 有上位机系统的设备

其上位机系统往往已经对设备层的数据进行了采集、存储，因此，对于这种有上位机系统的设备，我们首先选的数据采集方案就是直接从上位机系统中获取设备的数据，而不是去和设备打交道。这样就能够把一个OT的问题（设备层的数据采集）转化为IT的问题（两个信息系统的信息集成）。

2. 基于TCP/IP通讯协议的设备

对于生产现场中没有上位机系统的众多设备，我们就需要从设备所支持的通讯协议角度入手，制定数采方案。

3. 基于非TCP/IP通讯协议的设备

这一类协议不属于TCP/IP协议簇，往往在硬件接口方面就与以太网不兼容，比如RS-485等。因此，对于这类设备的数据采集首先需要增加网关，将其协议转换为TCP/IP协议，才能接入到车间的网络中并进行协议解析。

4. 不具备通讯接口的设备

这类设备一般为老旧设备，比如那些不带数控系统的机床。遇到这样的设备也是一件比较头疼的事情，我一般会建议不要做这种设备的数据采集，如果一定要做，也可以在机台上放置一个触摸屏之类的设备，用人工辅助的方式采集一些生产相关的信息。

数据采集是工业互联网的基础

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对于工业4.0及物联网来说，其***精髓一直都是数据（date），不过坐拥大数据的企业不一定懂得如何应用，懂得应用的业者恐怕也苦无数据可用，该如何从中寻找蓝海？也许较佳之道正是携手共创。数据的采集，传输，分析都将是影响互联网工业的重要因素。发挥利用数据是整个工业互联网基础的要素！  如同一开始就破题的标题一般，对于工业4.0及物联网来说，其***精髓一直都是数据（data）。许多人以为是很炫的无人工厂或者看得到一堆机械手臂飞来舞去，看似厉害但说穿了就只是已进行数十年的的自动化控制，若业者能把这件事情做得很好，那当然很好，也必然是一方之霸，这部分确实也是诸多工业计算机业者的擅场。