范文一:发动机数据采集系统研究
发动机数据采集系统研究
Research of Engine Data Acquisition System
【摘要】 本文介绍了发动机数据采集系统的概念, 分析了数据采集系统的硬件 组成。
【关键词】 数据采集系统,硬件组成
【 Abstract 】 In this article ,the concept of Engine Data Acquisition System and its hardware is indroduced.
【 Keywords 】 Engine Data Acquisition System,hardware
随着我国经济的高速发展, 人民生活水平得到很大的提高, 汽车越来越多地 应用到人们的日常生活中, 已经成为人们生活中不可或缺的一种交通工具。 汽车 的使用环境非常复杂, 必须满足各种恶劣路况又具有耐久性。 随着环保问题越来 越受到人们的关注,人们提出了汽车工业的三大主题:环保、节能与安全。这样 就对发动机提出了新的要求,即研发出低排放、低噪声、低油耗、高效率的新型 发动机。 这些使得汽车的心脏 — 发动机, 必须达到一个很高的技术水平。 现代汽 车发动机技术的发展, 要求对发动机运行的各种工况参数有非常准确的了解, 对 工况参数的准确性、 实时性以及多功能性都提出了严格的要求; 因此一台高性能 的发动机数据采集系统对发动机技术的研究具有重要的意义。
在进行发动机新产品生产, 开发和科学研究中, 发动机科学试验是不可或缺、 至关重要的一个环节,其中试验工具占据着极其重要的地位 [1]。
在发动机试验中, 除了要定性地观察一些物理和化学现象以外, 最重要的是 要对发动机运行过程中许多相关的物理量和化学量进行精确的定量测量 [2]。 如果 没有先进的数据处理方法和相应的设备, 也就没有先进的发动机试验技术。 因此, 一套性能优秀的发动机数据采集系统就显得尤为重要 [3,4]。
本文中提到的数据采集系统主要由硬件系统和软件系统两部分组成。 从硬件
方面来看,目前数据采集系统的结构形式主要有两种 :一种是微型计算机数据采 集系统 ; 另一种是集散型数据采集系统。本系统采用微型计算机数据采集系统, 下面介绍这种本系统的结构和持点。 本数据采集系统是由压力传感器、 A/D数据 采集卡、曲轴转角发生器、信号放大器、计算机及外设等部分组成。通过压力传 感器将气缸压力的模拟信号经过放大处理, 与光电编码器发出的曲轴转角信号和 上止点信号一起送入 A/D数据采集卡的采集通道中,再把转换后的数据送到计 算机中去,如图 1-1[5,6]。
图 1-1 发动机数据采集系统平台硬件结构
气缸压力传感器和电荷放大器的选用
气缸压力传感器
压力传感器用来测量气缸压力。 实际上大多数传感器都难以严格分为敏感元 件和转换元件两部分, 它们都是将感受到的被测压力直接转换为电信号。 在很多 书籍或资料中, 也常把传感器称为变换器或探测器, 而在非电量电测技术中, 通 常把传感器称为能将非电信号转换为电信号的装置。
压力传感器按工作机理不同的分为 :应变式压力传感器、压电式压力传感 器、光导纤维压力传感器等。
1、应变式压力传感器
应变式压力传感器是把压力的变化转换成电阻值的变化来进行测量的, 应变 片是由金属导体或半导体制成的电阻体,其阻值随压力所产生的应变而变化。 它的主要缺点是输出信号小、 线性范围窄 , 而且动态响应较差 (见电阻应变计、
半导体应变计 ) 。但由于应变片的体积小 , 商品化的应变片有多种规格可供选择, 而且可以灵活设计弹性敏感元件的形式以适应各种应用场合, 所以用应变片制造 的应变式压力传感器仍有广泛的应用。按弹性敏感元件结构的不同 , 应变式压力 传感器大致可分为应变管式、膜片式、应变梁式和组合式 4种。
2、压电式压力传感器
压电式传感器的工作原理是以某些物质的压电效应为基础的。 目前广泛使用 的压电材料有石英和铁酸钡等, 这些物质在沿一定方向受到压力或拉力作用而发 生变形时, 其表面上会产生电荷, 若将外力去掉时, 它们又重新回到不带电的状 态。这种现象就称为压电效应。
如图一所示, 基于压电效应的压力传感器。 它的种类和型号繁多, 按弹性敏 感元件和受力机构的形式可分为膜片式和活塞式两类。 膜片式主要由本体、 膜片 和压电元件组成。压电元件支撑于本体上,由膜片将被测压力传递给压电元件, 再由压电元件输出与被测压力成一定关系的电信号。这种传感器的特点是体积 小、动态特性好、耐高温等。现代测量技术对传感器的性能出越来越高的要求。 例如用压力传感器测量绘制内燃机示功图, 在测量中不允许用水冷却, 并要求传 感器能耐高温和体积小。 压电材料最适合于研制这种压力传感器。 比较有效的办 法是选择适合高温条件的石英晶体切割方法 , 例如 XYδ(+20°~+30°)割型的石 英晶体可耐 350℃的高温。而 LiNbO3单晶的居里点高达 1210℃,是制造高温传 感器的理想压电材料。
图一 压电式压力传感器
3、光导纤维压力传感器
光导纤维压力传感器与传统压力传感器相比,有其独特的优点 :利用光波传
导压力信息,不受电磁干扰,电气绝缘好,耐腐蚀,无电火花,可以在高压、易 燃易爆的环境中测量压力、流量、液位等。它灵敏度高、体积小,可插入狭小的 空间内进行测量。
由于压电式压力传感器的测量精度较高, 技术较成熟, 故本文中采用的是压 电式压力传感器。
电荷放大器
电荷放大器的作用一方面将来自传感器发来的低电平信号放大到 A/D转换 器所要求的信号电平, 另一方面在放大有用信号的同时, 抑制掉有害的干扰信号。 在内燃机的数据采集过程中, 正确地采集数据并不是轻而易举的事情。 因为信号 传输过程本身是比较复杂的,来自传感器的信号一般都是比较微弱的低电平信 号, 而且信号所处的环境往往是比较恶劣的, 干扰和噪声很大。 放大器的作用除 了将微弱的信号进行放大, 增强功率外, 还要能够抑制干扰和降低噪声并满足数 据脉冲反应时间的需要, 使得所采集的数据信号有足够大的电平, 而且及时和不 失真。否则,由被检测对象发出来的微弱信号微伏级或更小 ) 不能适应一般 A/D转换器对输入信号高达几伏的要求,而且被测对象和测量装置 (如放大器 ) 之间往 往相距较远,不可避免地会有干扰信号,在干扰严重区,装置甚至不能工作。本 文中使用与压力传感器相配套的电荷放大器。
曲轴转角传感器的选用
曲轴位置传感器是发动机电子控制系统中最主要的传感器之一, 它提供点火 时刻(点火提前角) 、确认曲轴位置的信号,用于检测活塞上止点、曲轴转角及 发动机转速。 曲轴位置传感器所采用的结构随车型不同而不同, 可分为磁脉冲式、 光电式和霍尔式三大类。
磁脉冲式传感器分成上、下两部分,上部分产生 G 信号,下部分产生 Ne 信 号, 都是利用带有轮齿的转子旋转时, 使信号发生器感应线圈内的磁通变化, 从 而在感应线圈里产生交变的感应电动势,再将它放大后,送入 ECU 。
光电式曲轴位置传感器设置在分电器内, 它由信号发生器和带缝隙和光孔的 信号盘组成。 信号盘位于发光二极管和光敏二极管之间, 当信号盘随发动机曲轴 运转时, 因信号盘上有光孔, 产生透光和遮光的交替变化, 造成信号发生器输出 表征曲轴位置和转角的脉冲信号。
霍尔式曲轴位置传感器是利用霍尔效应的原理, 产生与曲轴转角相对应的电 压脉冲信号的。 它是利用触发叶片或轮齿改变通过霍尔元件的磁场强度, 从而使 霍尔元件产生脉冲的霍尔电压信号, 经放大整形后即为曲轴位置传感器的输出信 号。
发动机瞬时缸压采集中, 一般均以曲轴转角而不是时间为基准, 因为内燃机 的转速波动较为严重, 即使在工况稳定运转时, 角加速度在曲轴旋转的过程中并 不为零, 从而使得发动机在转过相同的角度所用的时间并不相同, 简单的以时间 作为变量进行瞬态数据的采集, 不能准确反映曲轴旋转到某一位置时发动机的状 态。 因此精确的感应曲轴转角的位置并加以测量, 对发动机的瞬态测试是很重要 的。
角标信号通过与发动机曲轴固定在一起的光电编码器获得。 这种编码器也称 为角标信号发生器 (角标仪 ) ,它由红外线发送器、接收器和码盘组成。如图 1-2所示。
图 1-2 光电式曲轴转角发生器原理示意图
A ∕ D 数据采集板的选用
高速的数据采集卡是缸压采集硬件系统中的关键部件。 它决定了采集系统的 最高采样频率、 A/D转换精度以及采样通道数等。
通常,数据采集卡的精度取决于它的线性度、温度误差和数字分辨率。线 性度和温度误差在 12bit 位 ) 。 数字分辨率取决于测量范围。 测量范围的选取以充 分利用 A/D采集卡的满量程为准。考虑到缸压测量中其他部分的误差,选用 12位或 14位的模数转换器是比较合理的。如果使用 12位的模数转换器,一个 100bar 信号的最大误差为 48 mbar,相当于满量程的 0. 05%。
同时,数据采集卡的 A/D采集频率必须满足发动机最高转速下的转角分辨
率,既要求数据采集卡的采样频率大于 (发动机转速 **360/转角分辨率 ) ,式中 (采 样频率单位 :Hz;转角分辨率单位 :CA;发动机转速单位 :r/s) 。
PC 工 2006卡是一种基于 PCI 总线的数据采集卡,可直接插在工 BM-PC/AT或与之兼容的计算机内的任一 PCI 插槽中, 构成实验室、 产品质量检 测中心等各种领域的数据采集、 波形分析和处理系统。 PC 工 2006板上装有 14Bit 分辨率的 A/D转换器和 12位 D/A转换器。 为用户提供了 16双 /32单的模拟输入 通道和 2路模拟输出通道。 输入信号幅度可以经程控增益仪表放大器调到合适的 范围,保证最佳转换精度。程控增益可选择 1, 2, 4, 8倍, A/D转换器输入 信号范围 :士 5V ,士 10V , 0-5V , 0-2.5V 量程。
总结
本文介绍了发动机数据采集系统 (以采用微型计算机数据采集系统为例 ) 的 结构和持点。 重点分析了本系统的主要组成部件如压力传感器、 A/D数据采集卡、 曲轴转角发生器、信号放大器等的结构、功能及其选用标准。
参考文献:
[1]严兆大 . 内燃机测试技术 [M].浙江 :浙江大学出版社, 1999: 23-29.
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[4〕黎苏,黎晓鹰等 . 汽车发动机动态过程及其控制〔 M].北京 :人民交通出版 社, 2001:3-10.
[5]张立梅等 . 功能内燃机分析仪的研究开发 [J}.25一 29.
[6〕 范荫等 . 发动机测试分析系统的研究与开发 「 J}.16一 21. 内燃机学报 .1991 (9 )内燃机工程 .1993 (14 )
范文二:数据采集系统研究背景和意义
数据采集系统研究背景和意义
随着社会的不断进步,为了保障人们能够健康安全的使用各种资源,需要对各个资源供给设备实时的监控,例如电力供电系统、工业控制系统、网络等,确保这些直接关系人们生活的资源安全可靠。 国家电力监管委员会公告 2011 年第 3 号文件《2011 年供电监管报告》指出,在选取检查的 215 家供电企业中,总共发现供电质量问题涉及的企业有 133 家,这些企业存在着基础数量错误、漏录、运行事件错录以及电压监测点数不足,设置不合理等问题;一方面,造成电能质量问题的因素逐渐增加,另一方面人们对电能质量以及电能的可靠性要求越来越高;电能质量问题对电网和配电系统造成的直接危害和可能对人类生活和生产造成的损失也越来越大,电能质量的好坏直接关系到了国民经济的总体效益。
一个计算中心如果失去电源 3 秒就有可能破坏数小时的数据处理结果而造成上百万上千万的经济损失;在大型机器制造厂,1 秒的电压突降就有可能造成生产状况异常或者质量破坏。因此一方面我们必须做好防范措施,另一方面必须要做好及时发现问题和及时解决问题的准备,这就迫切需要对供电系统能够实时准确的监控,出现问题能够及时得到通知并解决,确保出现的问题第一时间被解决,提高供电的质量。
在互联网发展的过程中也滋生了大量不稳定的因素,大量垃圾信息、大量网络攻击应运而生,据赛门铁克公司 2011 年的安全状况调查报告显示,在 2011 年的 12 个月中,71%的受访企业受到网络攻击,在遭受攻击的企业中,92%的企业因为遭受到攻击而导致损失,据 Imperva 对 2011 年 6 月~11 月对网络恶意程序的分析中指出每月被检测的网络应用程序要遭受到 13 万次~38 万次不等的攻击,最高时,每小时就会遭受 3 万 8 千次攻击;为了减少因网络攻击而遭受的损失,我们应该做好网络监控工作,及时发现网络中的垃圾和破坏信息,并且及时做出处理和防范工作。 而绝大部分监控系统都要能够及时正确的获取大量监控数据,因此对一种可靠及时的数据采集系统的需求越来越迫切,本研究课题基于这一点设计了一个基于硬件获取数据的数据采集系统。
数据采集系统应用于各种场合,特别是工业控制、网络监控等,采集系统分为软件和硬件的,软件上的有 winpcap、sniffer 等,他们都采用通用网卡作为硬件基础数据获取来源,优点是成本低,集成了网络协议栈分析,大都通过将网卡设置成混杂模式,在获取网卡数据之前,数据会通过操作系统的协议栈处理,再交由采集软件处理,因此采集性能较低。而基于硬件的采集系统不需要经过操作系统的协议栈处理,可直接获取数据,采集性能较高,通过多路
的采集更能扩展采集速度,但是成本较高。 现今大部分基于硬件的采集系统的接受接口都是 RS-644 总线接口,即LVDS(低电压差分信号) 接口,具有低功耗、低误码率和高速的特点,其理论最高传输速率达到1.923Gbps ,但是其传输的距离最多几米,如果需要长距离传输数据,就要进行额外的设计,例如采用高速串行数据自接口自适应电缆均衡器及电缆驱动芯片来扩展 LVDS 的传输距离;而采用 RJ-45 接口作为采集数据接收端,传输速率有
10Mbps/100Mbps/1000Mbps,传输距离可超过百米甚至更长,例如 75-7同轴电缆为 200~250 米,而使用光纤的传输距离更能够达到几公里。
采集系统传输到 PC 上的总线技术从早期的以 ISA 总线到现在的 USB 总线和PCI-E 总线,数据采集卡的采集速度越来越快,这正是其需求量日益剧增的表现;早期ISA 总线最大传输速率为16MB/S,USB 总线较灵活,从USB1.0的192KB/S,USB2.0 的
60MB/S 到现在的 USB3.0 的 640MB/S,在数据传输领域占据了重要的地位,而现在主流的总线技术是 PCI 和 PCI-E 总线技术,因为 PCI 和 PCI-E 总线速度快,可靠性高,灵活方便的特性,特别是 PCI-E 总线,PCI-E X16 2.0 版本的接口可达到 10GB/S;早期PCI-E 总线接口是采用专用的接口芯片,成本较高而且开发的灵活
性也降低了,而采FPGA 的IPCORE 生成 PCI-E 接口开发成本降低了,灵活性提高了,本采集系统即是采用 FPGA 的IPCORE 生成的 PCI-E 接口。 现今绝大部分采集系统的数据传输技术都是采用 DMA 方式,而在系统的DMA 缓存申请方面大部分都是采用操作系统提供的 DMA 缓存申请接口,用这个接口申请缓存一方面空间大小受到限制,一方面有可能会失败,为了确保 DMA 缓存申请成功大部分开发人员都采用较小量 DMA 缓存申请,从几十 KB 到几 MB,将大块数据分成几次小块 DMA 传输,这样就增加了 DMA 传输次数,就这一点提出了新的见解,设计了一种海量 DMA 传输的方式,在采集速度达到600Mbps 的情况下,每秒进行 DMA 传输的次数最多为 2 次,提高了数据传输效率
本文来源:长沙业嘉电子科技有限公司。
范文三:全国实物地质资料管理现状调查数据采集系统(CGSS
用户使用手册
........................................................................................................................................... 1 1.1引 言...................................................................................................................................................... 1 1.2系统基本功能....................................................................................................................................... 1 1.3工作标准与规范 .................................................................................................................................. 1
.............................................................................................................................. 2 2.1系统配置 ............................................................................................................................................... 2 2.2系统安装 ............................................................................................................................................... 2 2.3软件卸载 ............................................................................................................................................... 5
........................................................................................................................................... 7 3.1启动系统 ............................................................................................................................................... 7 3.2系统主菜单 ........................................................................................................................................... 8 3.3数据采集录入....................................................................................................................................... 8 3.4数据查询 ............................................................................................................................................. 11 3.5数据报表生成..................................................................................................................................... 14 3.6系统功能 ............................................................................................................................................. 15 3.7窗口控制 ............................................................................................................................................. 17 3.8用户管理 ............................................................................................................................................. 17 3.9系统帮助 ............................................................................................................................................. 18
................................................................................................................................ 19 4.1系统目录结构..................................................................................................................................... 19 4.2系统文件清单..................................................................................................................................... 19
I
第一章 系统简介 1.1
为方便用户了解和应用 “全国实物地质资料管理现状调查数据采集系统”,特编制本手册。
手册分为运行环境、系统安装与卸载、系统操作、系统文件列表4个部分。
本系统适用各级实物地质资料保管单位进行实物地质资料管理现状调查数据采集工作。
由于编者水平有限,难免会有不妥之处,敬请指正。 1.2
系统主要包括以下基本功能:实物地质资料管理现状调查数据的录入、编辑;图形检索(库
房平面位置);目录树检索;实物类别检索;报表生成;数据备份;数据恢复;数据报盘;数据
追加;数据导出。
1.3
GB 8566-99 计算机软件开发规范
GB 8567-88 计算机软件产品开发文件编制指南
GB/T 226-2002 中华人民共和国行政区划代码
GB/T4657-1995 中央党政机关人民团体及其它机构名称代码
GB/T 9649-1998 地质矿产术语分类代码
GB/T 2801-81 全数字式日期表示法
DZ58 原地质矿产部单位代码
DA/T23-2000 地质资料档案著录细则
GB13923 国土基础信息数据分类与代码
GB958-99 区域地质图图例
DZ/T0157-95 1:50000地质图地理底图编绘规范
DZ/T0160-95 1:200000地质图地理底图编绘规范及图式
1
第二章 系统安装与卸载 2.1
——
CPU:P?以上
内存:256MB
硬盘:具有500Mb剩余空间
显示器:SVGA(支持1024×768分辨率以上)显示器
MS-Mouse或兼容鼠标器
打印机:A4幅面激光打印机(或A4幅面喷墨打印机)
操作系统:Windows 2000、Windows XP等以上操作系统
数据库系统:ACCESS2000+/ORACLE805+/SQLSERVER 7+
其他支撑软件:MapObject2.2
2.2
采用MapObject2.2作为支撑软件,在系统安装时需要先安装MO Runtime程序。双击安
装包中Mo22rt.EXE文件,该支撑软件程序安装不需要用户设置,自动运行完成。如果未出
现错误提示则表示安装成功,该程序不提示用户安装成功的信息。
Mo22rt.EXE安装成功之后,则可以安装“全国实物地质资料管理现状调查数据采集系
统”,双击CGSS.EXE安装文件;
2
点击下一步按钮,出现用户信息界面,输入用户信息;
点击下一步按钮,出现选择安装路径,设定安装路径及文件名;
点击下一步按钮,选择创建快捷方式;
3
点击下一步按钮,确认上述选择;
点击下一步按钮,系统开始安装;
安装完成后,提示安装成功;
4
点击完成按钮,结束软件安装;程序在桌面生成系统快捷键。
应用程序安装时,会将ACCESS空数据库SWZDB.mdb文件安装在系统目录下DataBase
文件夹中,其中包含完整的数据结构和词表数据。
2.3
从任务栏选择【开始】?【程序】?【全国实物地质资料管理现状调查数据采集系统】
?【卸载CGSS】。
或者执行控制面板中“添加/删除程序”,选择“全国实物地质资料管理现状调查数据采
集系统”程序组进行删除。
系统开始卸载程序;
5
点击下一步按钮,开始卸载过程;
卸载结束,系统提示卸载成功;
点击完成按钮,结束卸载。卸载完毕后,检查软件目录。如未删除,建议将软件目录手
工删除。手工删除用户建立的其他目录。
6
第三章 系统操作
3.1
使用本软件时,可通过双击桌面快捷键或使用Windows的任务栏【开始】?【程序】?【全国实物地质资料管理现状调查数据采集系统】?【CGSS】启动本系统。
运行系统首先自动关联相关数据库。
然后进入登录界面,点击“登录”,即可进入系统。
管理员名称:输入要登录的用户名,初始默认为“管理员”。
管理员口令:输入要登录的管理员口令。初始管理员密码为:admin。用户在进入系统后,可以通过【用户管理】?【密码修改】功能,对登录的密码进行设置。
取消按钮:单击【取消】按钮,则退出登录界面不进入系统。
7
3.2
使用本软件时,按以下说明可快速掌握“全国实物地质资料管理现状调查数据采集系统”
操作的基本步骤:
登录进入系统主界面。
主界面由系统功能菜单、系统工具栏、系统状态栏、表单编辑/浏览区四个区域构成。
3.3
数据采集录入是本软件最主要的功能之一,按以下说明快速掌握该系统的数据采集功
能。
打开数据采集录入表单界面有两种方法:一是利用主菜单,二是利用主窗体的系统工具
栏。
点击主菜单或系统工具栏相关项,弹出对应录入表单。
8
——选择【保管单位信息】,进入“保管单位基本信息调查
表”录入界面。点击左边【添加记录】命令,即可录入相关字段,其中带“*”字段为必填项。录入完成后,点击【提交】命令,系统检查合格后,保存录入数据,进入数据浏览状态。
用户可以通过选择点击右边记录,浏览数据。点击左边【编辑记录】命令,对所选择记录进
行编辑;点击左边【删除记录】命令,则删除所选择的当前记录;
8点击左边【退出】命令,则退出“保管单位基本信息调查表”录入界面:
9
——选择【库房基本信息】,进入“库房基本信息调查表”录入
界面。
点击左边【添加记录】命令,系统提示,首先弹出已经录入的“保管单位”选择对话框,下拉、选择“保管单位”,点击【确定】命令,即可录入相关字段,其中带“*” 字段为必填项。其中“组织机构代码”由系统自行从“保管单位”表中提取,用户不用录入;其中“库
房编号”用户只需要补充录入其最后面的两位顺序号。
录入完成后,点击【提交】命令,系统检查合格后,保存录入数据,进入数据浏览状态。
用户可以通过选择点击右边记录,浏览数据。点击左边【编辑记录】命令,对所选择记录进
行编辑;点击左边【删除记录】命令,删除所选择的当前记录;
点击左边【退出】命令,则退出“库房基本信息调查表”录入界面。
——选择【岩心岩屑信息】,进入“岩心岩屑调查表”录入
界面:
10
点击左边【添加记录】命令,即可录入相关字段。首先系统提示,弹出已经录入的“保
管单位及库房”选择对话框,分别下拉、选择保管单位及库房名称,点击【确定】命令,录
入界面表单中的保管单位和库房名称两个字段不需要用户录入,已经选定。继续录入相关字
段,其中带“*” 字段为必填项。
录入完成后,点击【提交】命令,系统检查合格后,保存录入数据,进入数据浏览状态。
用户可以通过选择点击右边记录,浏览数据。点击左边【编辑记录】命令,对所选择记录进
行编辑;点击左边【删除记录】命令,删除所选择的当前记录;
点击左边【退出】命令,则退出“岩心岩屑调查表”录入界
面。
——参照【岩心岩屑信息】录入方法。
——参照【库房基本信息】录入方法。
3.4
“全国实物地质资料管理现状调查数据采集系统” 提供图形检索、目录树检索和实物类别检索三种【数据查询】功能。
11
选择【图形检索】方式,首先弹出“更新库房点位图”对话框,选择【确定】,系统自
动更新库房点位图数据。
更新完成后,系统提示“库房点位分布图已更新”。点击【确定】,进入点位图界面,用
户可以浏览已经录入的库房信息,并可检查数据的准确性。
选择【目录树检索】方式,首先弹出“目录树检索”窗体,可以点击所要查询的省份,
查找相应的库房数据信息。
12
选择【实物类别检索】方式,首先弹出“实物类别检索”窗体,用户选择相关数据表,
选择相关字段值查找相应数据信息;系统提供多条件、精确和模糊两种方式查询。
给定相关字段条件后,点击【检索】,即可得到查询结果。
13
3.5数据报表生成
利用主菜单【报表生成】功能,可实现实物地质资料的统计,并将统计结果快速打印、
上报。在生成各报表之前,首先使用【更新汇总数据】功能,将最新录入数据进行汇总,以
便统计最新数据。
选择【更新汇总数据】,首先弹出“是否汇总最新数据表”对话框,选择【确定】,系统
自动汇总最新数据。
汇总最新数据成功之后,选择不同“数据报表”菜单按钮(如【保管单位信息数据报表】),
弹出统计报表的预设置,即用户可以选择多种方式对该类数据进行统计。
用户通过“行政区划代码”的选择,可实现实物地质资料按行政区统计上报,也可选择
14
“保管单位名称或库房名称”,实现实物地质资料按“保管单位或保管库房”进行统计上报。
报表最下方为统计结果。
3.6系统功能
“全国实物地质资料管理现状调查数据采集系统”提供五种【数据处理】功能:数据备
份、数据恢复、数据报盘、数据追加和数据导出。利用主菜单选择数据处理方式。
选择【数据备份】,系统自动完成已录入数据库的备份,文件默认存放在系统安装文件
路径下【BackUp】文件夹,文件名默认为SWZDB。
选择【数据恢复】,系统提示选择正确的源数据,系统将所选择的数据恢复到数据库中,
完成数据恢复。
15
选择【数据报盘】,可将数据源生成单独文件,方便数据上报到上级单位。系统提示报
盘数据库存放路径和文件名称,形成报盘的数据。
选择【数据追加】,系统给定追加的数据库存放路径和文件名称,将已有数据追加到当
前数据库中。
选择【数据导出】,选择导出路径,数据库SWZDB中所有数据表按实物资料分类导出生成EXECL文件。如果数据库中存储实物资料的数据表为空,则提示没有数据。
16
3.7窗口控制
【窗口控制】功能可将所打开的多窗口层叠放置,便于用户对窗口进行操作。
3.8用户管理
【用户管理】功能主要用于设置用户权限,用户权限分2种:管理员权限(administrator);来宾用户权限(Guest)。管理员权限可为不同的用户注册、修改登入权限,甚至把用户的权限
设置为管理员权限。来宾用户权限只可以修改自己的登入密码,不能修改登入权限。
17
选择【用户注册】,弹出用户注册对话框。填写用户名及密码,选择用户权限,完成用
户注册之后,可使用该用户名登入系统。
选择【权限设置】,弹出权限设置对话框。选择用户名后,再选择用户权限,可重新设
置所选用户的登入权限。
选择【密码修改】,输入原始旧密码,然后2次输入新密码,旧密码及2次输入的新密
码正确之后,密码修改成功。
3.9系统帮助
【系统帮助】功能提供系统帮助说明,可快速掌握“全国实物地质资料管理现状调查数
据采集系统”操作的基本步骤。
18
第四章 系统文件列表 4.1系统目录结构
4.2系统文件清单
全国实物地质资料管理现状调查数据采集系统目录文件清单:
/
图标文件夹 icons
Access数据源文件夹 DateBase
数据库备份文件夹 back
地理地图文件夹 Map
报表文件夹 Report
删除系统程序的文件夹 Uninstall
系统主控程序 CGSS.exe
全国实物地质资料管理现状调查数据采集系统.chm 系统帮助文件
19
国土资源实物地质资料中心负责汇总全国实物地质资料管理情
况摸底调查数据,如有技术问题,请联系:张立海。
电话:010-61592214;
传真:0316-3320379;
手机:15030660591;
Email:yjzlihai@163.com; QQ:862089908
20
范文四:电表数据采集系统
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10( 水表、 10(1 水表、电表数据采集系统
数据采集系统设计的主要内容通常包含硬件(连同单片 数据采集系统设计的主要内容通常包含硬件 连同单片 微机在内的全部电子线路) 软件(包括监控管理程序及各功 微机在内的全部电子线路 、软件 包括监控管理程序及各功 能模块应用软件) 及结构工艺等三大部分。 能模块应用软件 及结构工艺等三大部分。由于对象提供的 数据形式“五花八门” 若是模拟量,则要通过A/D转换器 数据形式“五花八门” ,若是模拟量,则要通过 转换器 得到数据;若是脉冲量,则需通过I/O引脚对其计数后再通过 得到数据;若是脉冲量,则需通过 引脚对其计数后再通过 计算得到数据。而对于流量、功率等参数, 计算得到数据。而对于流量、功率等参数,则往往需通过传 感器或专用模块输出脉冲或数据。 感器或专用模块输出脉冲或数据。
1. 水表数据采集系统
该系统包括脉冲式水表、水表数据采集器、掌上电脑、 该系统包括脉冲式水表、水表数据采集器、掌上电脑、 水表数据集中器、远程抄表终端、后台计算机管理软件等。 水表数据集中器、远程抄表终端、后台计算机管理软件等。水 表数据采集器采集居民楼单元内居民的用水量。具有采集24户 表数据采集器采集居民楼单元内居民的用水量。具有采集 户 居民水表数据的能力。 居民水表数据的能力。 我们知道水表表计是对水的流量进行计量。 我们知道水表表计是对水的流量进行计量。表计中指针 轴随着水流而转动, 轴随着水流而转动,其各个指针轴转一圈分别代表用水量为 0.01度、0.1度、1度等等。在相应指计轴处安装一个霍尔元件, 度等等。 度 度 度等等 在相应指计轴处安装一个霍尔元件, 就可实现转一圈输出一个脉冲, 就可实现转一圈输出一个脉冲,单片微机通过对脉冲个数的记 就可以计算出实际用水量。 录,就可以计算出实际用水量。水表数据采集器可以同时记录 24户或 户居民水表的脉冲数,进而记录各用户的用水量,通 户或32户居民水表的脉冲数 户或 户居民水表的脉冲数,进而记录各用户的用水量, 过通信接口把水表数据上传至管理部门。 过通信接口把水表数据上传至管理部门。
居民水表数据采集系统分为居民楼单元级、 居民水表数据采集系统分为居民楼单元级、小区管理级 及自来水公司等三级,其结构示意图见图 及自来水公司等三级,其结构示意图见图10–1。在每一个单元 。 按装水表数据采集器,用于采集该单元内用户水表的数据。 按装水表数据采集器,用于采集该单元内用户水表的数据。图 10–2 水表数据采集器原理框图中包含了单片微机和各功能部件。 水表数据采集器原理框图中包含了单片微机和各功能部件。 采用RS485总线方式实现小区内 水表数据采集器的网络 采用 RS485 总线方式实现小区内水表数据采集器 的网络 RS485 总线方式实现小区内 水表数据采集器 通信。 通信。 水表数据采集器内部同时还配置了RS-232接口 内部同时还配置了RS 接口, 在水表数据采集器内部同时还配置了RS-232接口,可实 现与掌上机的通信,以便进行现场参数设置和水表数据抄录。 现与掌上机的通信,以便进行现场参数设置和水表数据抄录。 水表数据采集器主程序流程框图示于图 水表数据采集器主程序流程框图示于图10-3。 。 在小区物业管理部门安装计算机终端或水表数据集中器 用于对小区内所有居民水表计量数据进行统计,打印, ,用于对小区内所有居民水表计量数据进行统计,打印,以便 进行水费的收缴管理。 进行水费的收缴管理。还可进一步通过公用电话网或无线短消 息平台向自来水公司发送用户用水数据信息 用户用水数据信息。 息平台向自来水公司发送用户用水数据信息。
水表数据集中器的存储器扩展原理见图10–4所示。 水表数据集中器的存储器扩展原理见图10 4所示。单片微 机采用台湾华帮公司的78 58单片微机 其内部包含32 Flash存 78E 单片微机, 32K 机采用台湾华帮公司的78E58单片微机,其内部包含32K Flash存 储器,
80C52兼容 但增加了一个特别的可位寻址的4 I/O口 兼容, 储器 , 与 80C52 兼容 , 但增加了一个特别的可位寻址的 4 位 I/O 口 端口4 和两个外部中断。因数据量比较大,故扩展了128KB的 128KB ( 端口 4) 和两个外部中断 。 因数据量比较大 , 故扩展了 128KB 的 数据存储器628128 由于628128具有17根地址线, 628128。 628128具有17根地址线 数据存储器628128。由于628128具有17根地址线,所以除了采用 78E58的16根地址线 根地址线A 15与628128相连 另外应用P 相连, 78E58的16根地址线A0,A15与628128相连,另外应用P1口的一根 I/O口线 口线P 628128的 16相连 作为“体选” 相连, I/O 口线 P1.0 与 628128 的 A16 相连 , 作为 “ 体选 ” , 当 P1.0=0 时 , 寻扯628128中的64 数据存储器, 628128中的64K 寻址628128 628128的另 寻扯 628128 中的 64K 数据存储器 , 当 P1.0=1 时 , 寻址 628128 的另 一半64 数据存储器。 64K 一半64K数据存储器。 水表数据集中器与掌上电脑或PC机通信和扩展RS-485总线 水表数据集中器与掌上电脑或PC机通信和扩展RS-485总线 PC机通信和扩展RS 的原理图示于图10–5 MAX232实现 实现CMOS(TTL) 逻辑与RS 232逻辑 RS的原理图示于图10 5。MAX232实现CMOS(TTL) 逻辑与RS-232逻辑 转换, PC机与单片微机通信接口芯片 机与单片微机通信接口芯片, 转换,是PC机与单片微机通信接口芯片,一般与单片微机串行口 的发送/接收端相连。AD485芯片则用于实现RS485总线联网 芯片则用于实现RS485总线联网, 的发送/接收端相连。AD485芯片则用于实现RS485总线联网,由 78E58内部只有一个串行口 所以采用78E58 P1.1和P1.3来虚 内部只有一个串行口, 78E58的 于78E58内部只有一个串行口,所以采用78E58的P1.1和P1.3来虚 485串行通信 串行通信, P1.2来控制RS485数据传输方向 来控制RS485数据传输方向。 拟485串行通信,用P1.2来控制RS485数据传输方向。
2.电表数据采集系统
本系统分为三级结构, 10本系统分为三级结构,见图10-6。 采集终端: 对多达20 户居民电表的用电量进行采集, 20户居民电表的用电量进行采集 (1) 采集终端 : 对多达 20 户居民电表的用电量进行采集 , 实 现单元集抄系统功能; 现单元集抄系统功能; 台区集中器:通过电力线载波方式,将多达2000 2000户居民 (2) 台区集中器:通过电力线载波方式,将多达2000户居民 用户电表数据集中传送到小区配电房的集中器上实现台区集抄系 统功能; 统功能; 局端工作站: 通过掌上机或电话通讯终端或GSM GSM网把电 (3) 局端工作站: 通过掌上机或电话通讯终端或GSM网把电 表数据上传到电力局的上端计算机,实现集抄系统功能。 表数据上传到电力局的上端计算机,实现集抄系统功能。
经过改装后的脉冲电能表或全电子电能表把用户的用电量 转化为电脉冲送入采集终端, 转化为电脉冲送入采集终端,采集终端将通过计数和计算后得出 的数据经由局域网信道送到集中器, 的数据经由局域网信道送到集中器,集中器再通过城域网信道将 数据送至供电管理中心。电表数据采集终端由单片微机、 数据送至供电管理中心。电表数据采集终端由单片微机、脉冲信 号采集处理电路、低压电力载波通讯电路等部分构成。 号采集处理电路、低压电力载波通讯电路等部分构成。用户表选 用全电子式单相电能表或带脉冲输出的感应式电能表,各用户表 用全电子式单相电能表或带脉冲输出的感应式电能表, 的脉冲信号输出经过电路整形,再送入单片微机进行实时处理, 的脉冲信号输出经过电路整形,再送入单片微机进行实时处理, 显示各用户电能表的上月电量,和本月当前抄见电量等数据。 显示各用户电能表的上月电量,和本月当前抄见电量等数据。一 个数据采集终端最多可以采集处理22个用户电表的脉冲信号 个用户电表的脉冲信号。 个数据采集终端最多可以采集处理 个用户电表的脉冲信号。 电表数据采集终端通过RS-485总线收发器 如MAX485)与 总线收发器(如 电表数据采集终端通过 总线收发器 与 集中器进行半双工异步串行数据通信。 集中器进行半双工异步串行数据通信。 由于采集终端要处理和保存大量的数据,仅仅依靠 由于采集终端要处理和保存大量的数据,仅仅依靠CPU 内部的RAM是不够的,所以需要外加存储
器。为了简化设计, 是不够的, 内部的 是不够的 所以需要外加存储器。为了简化设计, 提高系统的可靠性, 提高系统的可靠性,而且考虑需要有在掉电时也不丢失数据的能 所以在电表数据采集终端中使用了串行E 力,所以在电表数据采集终端中使用了串行 2PROM。 。
图10–1 水表数据集中抄录系统示意图 10 1
图10–2 水表数据采集器原理框图 10 2
图10- 3 水表数据采集器主程序流程图 10-
图10-4 集中器存储器扩展 10-
图10-5 集中器串行通信及串行总线 10-
供电管理中心 城域网信道 集中器 集中器 ?? 集中器
局域网信道 采集终端 脉冲信号 脉冲电能表 ?? 全电子电能表 ?? 采集终端
图10–6 电表数据集中抄录系统示意图 10 6
图10–7 AT89C2051交通灯智能管理系统原理框图 10 7 AT89C2051交通灯智能管理系统原理框图
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范文五:电力数据采集系统
电力数据采集系统
电力数据采集系统
一、 系统硬件架构配置及功能:
本系统根据现场设备的实际运行情况,数据采集采用现场端,服务器端、工作站(或客户端)三级网络架构:其硬件架构如下:
现场采集设备主要由现场运行计算机、多端口RS485串行服务器、RS485总线及现场端设备组成。
现场端分为7个站和一个总站,由600个AP表、100个西门子SJ63表、
组成,直接采集现场设备运行参数(三相电压、电流、总ABB的PLC、温控表
功率、有功功率、无功功率、视在功率、功率因素、以及设备的油压、油温等);以及现场设备是运行或停止等。
现场设备通过多端口串口服务器及485总线读取现场设备的数据,并在本地显示现场设备运行情况,然后通过以太网上传到总控房的服务器。
服务器端:由服务器和总监控软件组成;通过软件可监控各个站的每个设备的运行情况,服务器架构采用硬件和软件双冗余配置,每台服务器中每个硬盘或硬件故障,另一个硬盘数据可恢复运行,为数据的安全性提供了可靠的保证;软件冗余,有一台设备出现故障,另一台可立即投入运行,两台设备的数据完全一样,直至故障服务器恢复运行,备份服务器停止运行;保证整个系统24小时不间断运行提供了安全保障。
工作站:由总经理、总工通过办公室的计算机远程登录到服务器,采用分页浏览的方式,监控每个站点和每个设备的运行情况,实时掌握设备的能耗情况。为科学决策提供有力的数据支持。
二、系统硬件架构框图如下:
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电力数据采集系统
工作站1
以太网工作站2
以太网工作站3
本地监控主机
...EKI-1526(EKI-1528)
总站站1站7
RS485
AP表PLCSJ63表温控表(1-600)ADAM4053*56开关量
三、系统的软件功能简述如下:
1. 本地监控
提供监控节点本地基于Windows窗口模式的监控环境,本地用户可以对工厂制造、过程控制、水利调度及楼宇自动化系统中的自动化设备进行监视和控制。采集的数据实时显示在动态页面中。
2. 基于 Web浏览器的客户端监控
通过使用标准的浏览器(推荐使用IE 6.0),可以实现与本地监控的同等效果,远程用户可以对现场的自动化设备进行实时监控。
3. 强大的远程诊断、维护功能
WebAccess 区别于其它软件的最大特点就是,全部的工程组态、数据库设置、图面制作和软件管理都可以通过internet或intranet在异地使用标准的浏览器完成。当现场出现异常状况或需要及时修改时,都可以通过网络及时的做出相应的调整,让工程维护工作变得及时、高效,并降低了工程维护成本。
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电力数据采集系统
4. 中央数据库服务器
工程节点是一个配置数据的中央数据库服务器。所有监控节点的组态资料都在工程节点中被复制并保存起来。如果资料在监控节点中丢失,你可以通过WebAccess 将其从工程节点下载至监控节点。
工程节点还将作为ODBC数据库服务器,提供历史数据的长期存储。 网络特性提供了多样的节点安装方式,而且可以在网络中的一处或多处使用浏览器更新所有的节点。
5. 分布式结构体系
每个监控节点(SCADA node)可以独立运行或与其它监控节点组合在一个大型工程中。时监控节点还提供警报、数据记录、报表、计算和其它一些SCADA 特性。每个监控节点都拥有自己的图面列表和一个运行数据库。
6. 多叠式网络安全体系
WebAccess 可以将用户划分为多种类型,不同的用户类型具有不同的界面访问权限;同时还使用了区域和等级的概念以保护IO 点.
7. 监控节点冗余
监控节点冗余由主要监控节点和备份监控节点组成。工程管理员将组态资料分别下载至这两个监控节点。在核心程序启动时,主要监控节点和备份监控节点之间将保持通讯,但只有一个会连接到硬件设备。如果主要监控节点通讯失败,备份监控节点将开始与硬件设备通讯。客户端在主要监控节点通讯失败后立即自动指向备份监控节点,获取实时动态数据。数据记录和趋势图会同时在主要监控节点和备份监控节点保存下来。工程节点是一个配置数据的中央数据库服务器。所有监控节点的组态资。
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