[科普中国]-数据采集与控制

简介

一方面，数据采集与控制系统的基本任务是物理信号(电压/电流)的产生或测量。但是要使计算机系统能够测量物理信号，必颁耍使用传感器把物理信号转换成电信号(电压或电流信号)。有时不能把被测信号直接连接到数据采集卡，而必须使用信号调理辅助电路，先将信号进行一定的处理。总之，数据采集与控制系统是在硬件板卡/远程采集模块的基础上借助软件来控制整个系统的工作一包括采集原始数据、分析数据、给出结果等1。

另一方面，数据采集处理与控制技术是对数据信息进行采集和处理的技术 ，是主要对客户信息进行接收、分析处理、传送、储存的工作 ，它对各项数据参数进行分析 ，然后转化为数据信号 ，最后将信息储存到电脑里 ，从而反映出真实的数据信息 ，为其他工作的开展提供依据。此项技术主要通过采集器、传感器、转换器、计算机等设备进行操作 ，反映出来的通信信息数据可直接表现运营商的经营状况 ，以及市场消费信息 ，而网络的远程监控也成为了控制技术中的主要手段2。

分类根据输入输出信号种类根据输入输出信号种类的不同，数据采集与控制系统可分为模拟量输入输出系统和数字量输入输出系统。对于前者，在工程中比较关注输入模式（单端或差分）、分辨率、输入范围、采样速率、精度与噪声等指标；而对于后者，通常比较关注数字量的类型（TTL电平或隔离量）、输入输出速度、并行操作位数与驱动能力等指标。

根据系统结构根据系统结构的不同，数据采集与控制系统可分为集中式数据采集与控制系统和分布式数据采集与控制系统。前者的特点是现场进行数据的采集、处理与控制，上位机与被测对象的位置较近，实时性强，适用于上位机与被测对象距离较短且对采集速度要求较高的场合。后者对被测设备进行数据采集并转换为数字信号，经由现场总线上传至上位机，经上位机进行处理后，对现场设备进行控制，适用于对多个现场设备进行远程监控和维护的场合3。

数据采集数据采集与控制系统也可以称为获取和处理的系统 ，它是信息科学中的重点环节 ，是一种利用装置对于系统之外数据进行采集并且回馈到系统数据库内的技术手段 ，其应用范围较广 ，主要设备有传感器、显示器、计算机等 ，可以根据不同情况组成不同模式的自动化系统。采集控制由服务器端和客户端两个部分组成 ，服务器端口的模块包括日志、备份、网络、入库、配置 ；而客户端则有日志模块、备份模块、网络模块、配置模块 2。

控制技术目前在控制技术方面的问题主要是 3 个方面 ：安全性、实时性、效率性 ，控制系统中出现延时情况 ，主要是因为数据在传送的过程中涉及到的运算时间 ，这就需要较高实时性的客户端和控制端 ，控制端需要及时处理接受到的数据 ，并且可以及时将采集的数据发送出去 ，要求有较高的采样输出频率。而客户端则需要及时将实验的实时数据传送出去。这就需要利用多线程技术程序增强控制端和客户端的工作效率2。