信息工程学院毕业论文开题报告

精品文档 2016 全新精品资料 全程指导写作 独家原创 1 / 8 信息工程学院毕业论文开题报告 题 目 基于 数据采集系统设计 内外研究现状分析 1)本课题的目的及意义 数据作为信息的载体遍布我们的生活。随着信息技术的发展，数据的采集逐渐成为人机交互的核心，因此，数据采集卡被广泛的应用于各种场合。目前流行的数据采集卡接口有 485、 232、 1394 等等 1，经过多年发展这些类型的采集卡技术已经很成熟。但是随着对数据采集要求的提高，对采集卡在传输带宽、采样速率和便捷性等方面的要求也越来越高。 由于传统接口 (如 232 等 )的采集卡安装繁琐、传输速度慢、抗干扰能力弱等问题变得很难适应目前快速高精度的数据采集任务。通用串行总线 为近年提出的通信协议，经过短短几年时间从发展到目前流行的及性能更优异的版本，并在世界范围内被广泛的应用在笔记本电脑、 能手机、工控机等各种设备上。 持最多 127 个设备，并且不会损失带宽，最高传输速度480输距离可达 30m，同时支持热插拔技术 2。凭借这些优势，基于 据采集卡在便捷性等各方面要优于其它类型的采集卡。 如今主流的操作系统 (S 等 )都能够完美支持 议，而且基本上所有的计算机主板芯片组都支持 使得 集卡的应用范围广大。借助电脑 口提供的 5V/500电源，精品文档 2016 全新精品资料 全程指导写作 独家原创 2 / 8 可以直接驱动采集卡和部分外部设备，减少了设计难度和生产成本。基于 数据采集系统主要是设计一套数据采集系统，通过 术实现数据通信和移动存储设备的读写。利用 线实现上位机的实时、远程、集中控制，减少人力投入，提高工作效率。 2)集卡国内外研究现状分析 (1)集卡发展现状 术 1994年由 公司提出，目前得到了十分广泛的应用。国内外有多家厂商从事 片的开发和生产，包括 国际硬件巨头。生产的产品包括主机控制芯片、集线器芯片、 片、图像传输芯片等各种类型。目前国外大量专业从事 集卡研发生产的厂家，比如 公司，研发的 集卡分辨率从 8 位到 16 位，采集速度从 10KS/s 到 800KS/s。例如 司生产的 速采集卡，其采样精度为 8 路 12 位，采样速率高达 800KS/s，输入信号范围可达 60V3 。这些厂商生产的 集卡占有大部分市场。国内从事 集卡研发的公司有阿尔泰、研华等公司，由于技术起步较晚，产品的性能与国外先进水平有一些差距。现在市场中的 集卡涵盖了音频、环境信息、电压 /流等信号的采集，同时集成了多路 及 O 功能，相比较其它的采集卡而言，数字 I/O 的支持使得 围设备控制等方面有巨大优势，在精品文档 2016 全新精品资料 全程指导写作 独家原创 3 / 8 闭环控制系统中 集卡能实现数据采集和控制同时进行。随着 作技术和电子技术的发展，目前的 集卡在信号抗干扰和噪声抑制方面有了很大的改善。基于的数据采集卡在视频接入、音频采集等产业发展迅速，现在的视频监控、安防、专业音频等行业越来越多的采用 口的产品 4。 常见的 集传输方式上大体有两类，第一类是通过外置 片，例如串口桥接芯片 。 原理是通过通用异步接收 /发送装置 (在串口信息流与 号相互转换后的信号进行传输，实现设备与上位机之间的 线通信。这种方 法优点是设计方便、电路简单、不需要在采集卡中编写 点是传输速度低 5。 是将系统中的数据通过 总线直接送入到接口芯片处理为 息格式，然后与外设和上位机通信。它优点是能较好的支持 传输速度等方面没有限制，缺点是电路复杂、需要在采集卡中编写 片控制程序 6;第二类方式采用的是内置口的 于内置 口，这种方式的采集卡在设计、性能等方面都优于第一类。 综合设计成本和性能等方面的考虑，两类常见的方式中，使用最广泛的是第一类。但是市面上内置 了 口的 少，同时目前的 多数的控制芯片内置了独立的处理内核和 在底层嵌入了 信协精品文档 2016 全新精品资料 全程指导写作 独家原创 4 / 8 议，这使得 集卡在驱动程序开发等方面变得更加方便快捷，因此设计人员更多采用的是外置 片。如今的 成了很多的控制和操作指令，使得使用者在操作和二次开发过程中得到极大的便利。例如司的 线产品共用 动程序，同时兼容 ，这使用户能够快速的进行使用。 集卡生产厂商在提供采集卡实物时都会提供相应的驱动程序和程序控制 口，利用这些接口函数，用户能够使用适合自己的开发环境来配置自己的数据采集系统。 (2)集卡发展趋势 现在的 是由于 线是一种单向总线，主控制器在主机上，因此 备不能与其它外围设备通信 8。为解决备相互通信的问题，近年 发论坛 (出了 议的补充协议 用 备可以突破 架的限制，完成 转换，实现不通过种不同设备之间的数据交换 9。利用 机并将采集的数据直接写入 等移动设备而不需要上位机支持 10。这使得 少了硬件成本的投入。 集卡近几年已经向智能化、虚拟化、自动化和高精度方面发展。利用 行设备精品文档 2016 全新精品资料 全程指导写作 独家原创 5 / 8 间的通信将会变成未来的主流。而随着的推广和更快速度的控制芯片的研发， 集卡在采样速率、 传输带宽、开发难度等方面有较大优势。 点内容、实现途径 1) 本课题的任务要求 本课题主要是要求设计制作一套数据采集系统，系统包括数据采集、处理、传输、存储等。其中单片机作为处理单元， 线作为传输方式并且系统要求支持读写移动存储设备。详细任务要求如下： (1)功能要求 输入信号范围 0单片机系统显示当前测量值 ;通过 传测试数据并在上位 显示 ;同时能将数据发送至单片机接收并显示 ;可由 口直接写入 U 盘等存储设备，系统的测量精度要求为 %。 (2)设计 据采集系统的总体方案 ; (3)设计并调试系统的硬件 ; (4)设计系统的软件，编制单片机系统和上位机系统程序，并完成调试工作 ; 2) 本课题的重点内容 (1)数据采集、处理电路 数据采集系统能够采集的信号是有限制的，为了增强信号的完整性、减少噪声及抗干扰，必须通过处理电路将需要采集的数据进行放大及滤波 11。处理电路包 括可调增益放大部分和滤波部分，实现对数据的预处理。数据采集电路将数据采集并转换。因此数据转换器的性能决定了整个系统的性能，选择合适的 换器十分重要。系统的分辨率、转换速率等性能指标由数据采集电路决精品文档 2016 全新精品资料 全程指导写作 独家原创 6 / 8 定。 (2)口电路 口电路需要专门的片来实现，例如 。接口芯片在底层内置了 信协议，同时借助于嵌入式的微型处理内核，将 线的各种动作简化为命令和 数，用户使用时只需要调用相应的命令或 可完成操作。对移动存储设备的读写和数据的传 输需要通过 口电路完成 12，但由于从底层开发 口的技术复杂，难度较高，因此拟采用封装好的接口模块。系统通过操作接口模块完成移动设备数据读写。 (3)系统程序设计 程序设计的重点内容包括编写移动存储设备文件读写程序和上位机 动存储设备文件系统采用的是 3，系统要读写文件必须设计文件系统的读写代码 ;上位机采用的是 件编写，而 内置了 司的设备驱动，因此要在程序中使用数据采集系统传输的数据就需要 编 写 接 口 程 序 14 。 3) 本 课 题 的 实 现 途径 (1) 系统整体构架 根据任务书中的设计要求，可以绘制出路图 1 所示的系统整体构架 (2) 电路设计 首先通过查阅资料，了解典型电路的结构，然后在对电路进行修改使适应本课题。对系统要求分析后确定选用的元件类型与型号，使用 制电路图，同时采用仿真软件进行仿真，最后进行实际测试，修改设计错误。 (3) 软件设计 按结构化设计程序的方式，精品文档 2016 全新精品资料 全程指导写作 独家原创 7 / 8 首先绘制软件流程图，将程序分解为几个独立的功能模块，然后对各个模块进行编程。文件系统读写设计通过阅读开源的代码，并 进行移植 ;上位机的 口程序则通过程序向导完成。 (4) 系统调试 系统的设计和调试均按照模块化进行，完成一个独立的模块的硬件和软件后即进行单独调试，最后将整个系统整合进行最后调试。 如工具书、计算机、实验、调研等 )及解决办法 1)工作条件 (1)工具书 51、 相关编程资料、书籍。 件指导书籍。 (2)软件 程软件、 图软件、 程软件、 真软件。 (3)硬件 单片机、计算机、相关设备及所需元器件等。 2)解决办法 (1)工具书可以通过学校图书馆和网上资源获得。 (2)计算机和相关硬件元器件设备由老师提供或购买。 3)参考文献 1百度百科 2M005 3格 4 曲锋 ,刘建卓 ,郭帮辉 ,王建 ,刘英 ,李淳 ,孙强 高精度红外视频采集系统 J2016 全新精品资料 全程指导写作 独家原创 8 / 8 器 ,2011,(3) 5文治洪 ,胡文东 ,李晓京 ,王涛 口设计 J2010,18(1)：32 6陶玉贵 ,余红英 ,喻洁 据采集系统设计 J自然科学版 ),2011,34(3) 7黄振贤 简易 示 波 器 设 计 J. 山 东 理 工 大 学 学 报 ( 自 然 科 学版 ),2011,25(1) 8蔡国强 ,黄兴利 ,慕德俊 线测量平台数据采集系统设计与实现 J2011