文献综述
引言
在计算机广泛应用的今天，数据采集在多个领域有着十分重要的应用。它是计算机与外部物理世界连接的桥梁。20世纪90年代至今，在国际上技术领先的国家，数据采集技术已经在军事、航空电子设备及宇航技术、工业等领域得到广泛应用。数据采集技术是信息科学的一个重要分支，研究信息数据的采集、储存、处理以及控制等，在雷达、通信、水声、遥感、地址勘测、振动工程、无损检测、语音处理、智能仪器、工业自动控制以及生物医学工程等领域有着广泛的应用[1]。
一、数据采集系统
随着测控技术的迅猛发展，以嵌入式计算机为核心的数据采集系统已经在测控领域占据了统治地位[2]。数据采集系统是将现场采集到的数据进行处理、传输、储存等操作的设备。它涉及到以下技术：传感器技术、模拟信号处理技术、模拟转换和数模转换技术、信号处理技术、数据采集系统抗干扰技术、误差分析与处理、人机接口技术、数据存储与打印、数据传输技术、虚拟仪器技术等[3]。
二、数据采集系统发展方向
随着科学技术的发展，数据采集和测控技术将向着高可靠性、高智能化方向发展。近几年，新型信息处理技术如数据融合技术、模糊信息处理技术和神经网络技术等，在数据采集和现代测试系统中得到了广泛的应用。在大规模集成电路发展的今天，采用软件编程可以有效降低成本，使系统更加简单。由于互联网的普及，基于网络的数据采集系统，不仅能进行远程操作与控制，而且可以把数据采集结果通过网络显示在世界各地的WEB浏览器中，实现了数据采集和测试系统的资源和数据共享，大大拓展了数据采集系统的空间。随着智能测试技术的发展，现代数据采集系统的通用化和标准化设计就变得十分重要，便于系统的组件、更改、升级和链接，实现大范围内的数据采集与处理。
三、数据采集系统的结构形式
1.基于单片机的数据采集系统
本文系统的结构如图1所示。系统选用了A/D转换芯片,它包括了:多路切换电路,采样/保持电路,A/D转换器[4]。多路切换电路主要是针对被测物理量有多个,传统的做法是采用模拟开关来选择通道,而现在多根据软件设置对通道进行选择。采样/保持电路是为了保证模拟信号高精度转换为数字信号的电路。在模拟数字变换电路中,如果变换期间输入电压是变化的,那么就可能产生错误的数字信号输出。采样/保持电路就是将快速变化的模拟信号进行“采样”与“保持”,以保证在ADC转换过程中模拟信号保持不变。模/数转换器是计算机同外界交换信息所必须的接口器件,因为它能把自然界和生产过程中的模拟量转换成计算机存储和处理的数字量[5]。单片机主要完成系统数据的读取,处理,逻辑控制,数据传输等任务。串行通信主要是将单片机与PC机联系起来,以实现两者之间的通信。PC机主要是对数据进行处理分析,以达到实时控制的目的[6]。
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