基于PC104总线的数据采集仪及数据分析系统

万方数据

万方数据

基于ＰＣＩ０４总线的数据采集仪及数据分析系统?２７?

际生产时，采集到的有关活塞外直径的一部分数据。其中活塞直径设计要求为ｖ（１，＂一ＴＡ＋ｍ０．０唧５０，目标值是ｔ＝７４．０００；规范上限ＵＳＬ和规范下限观分别为ＵＳＬ＝

７４．０５０，ＬＳＬ＝７３．９５０，下表中是现场采集到的２０个样

本数据，每个样本容量是ｎ＝５。各样本数据如表１所示。

裹１直径有关数据

由表中可得到：样本均值的均值石＝７４．００１，极差的均值Ｒ＝０．０２３，标准差的均值ｉ＝０．００９４。

４．１计算该组数据的过程能力指数

整批样本的过程标准差和过程均值的估计值分别是

；＝ｏ．００９９，五＝７４．００１

规范上限ＵＳＬ和规范下限上乩分别为

ＵＳＬ＝７４．０５０．岱Ｌ＝７３．９５０

根据公式过程能力指数分别是

Ｃｐ＝１．６７，Ｃｐｋ＝１．６４，Ｃ”＝１．６６

４．２计算样本常规控制图ｉ—Ｒ中的控制界限由ｎ＝５查常规控制图有关表格，系数Ａ：＝０．５７７，Ｄ４＝２．１１５，Ｄ３＝０。

；图的上下控制界限分别是

ＵＣＬ＝互＋Ａ２Ｒ＝７４．０１４，ＬＣＬ＝ｉ－Ａ２Ｒ＝７３．９８８Ｒ图的上下控制界限分别是

ＵＣＬ＝ＲＤ４＝０．０４９，ＬＣＬ＝ＲＤ３＝０

从而得到ｉ—Ｒ控制图，如图４所示。

图４ｉ—Ｒ控制图

４．３计算样本常规控制图ｉ—ｓ中的控制界限由凡＝５查常规控制图有关表格，系数Ａ，＝１．４２７，Ｂ３＝０，Ｂ４＝２．０８９。

石图的上下控制界限分别是

ＵＣＬ＝雾＋Ａ３；＝７４．０１４，ＬＣＬ＝；一Ａ３；＝７３。９８８ｓ图的上下控制界限分别是

ＵＣＬ＝Ｂ４ｉ＝０．０１９６，ＬＣＬ＝Ｂ３；＝０

从而得到ｘ—ｓ控制图，如５图所示。

图５戈一ｓ控制图

均值一极差控制图（ｉ—Ｒ图）主要用来监控生产过程的均值是否处于或保持在所要求的水平。ｘ—ｓ图的作用类似于互一Ｒ图，只是用标准差ｓ替了极差Ｒ。由于标准差ｓ比极差Ｒ精确，ｓ控制图比Ｒ控制图的效果好，特别是样本大小比较大时，更适宜采用。通过观察上面的控制图可以看出数据都分布在常规控制图的上下控制限之间，没有出现“链”、“偏离”、“周期”等倾向。所以判定这批零件直径的质量特性值在生产过程中没有出现异常波动，产品的生产过程处于受控状态。

５结束语

以上设计的基于ＰＣＩ０４总线的数据采集仪及数据分析系统，具有高度的兼容性，结构紧凑，体积小，功耗小，特别适合应用于对体积和功能都有较高要求的工业现场测控设备。这个系统是从使用方便、操作可靠和实时性好等几方面综合考虑设计，在用于工业现场复杂性和多样性环境的试验中，该数据采集系统的硬件和软件设计能够满足顾客更高的要求，突出体现了其小型便携、可靠性高等优点，因此其将拥有广阔的市场应用前景。

参考文献：

［１］吴剑秋，梁晓阳，杨钰．基于ＰＣＩ０４总线的航空测试系统［Ｊ］．电子技术，２００２，２９（５）．

［２］高莹，杨和洲．基于ＰＣＩ００的电能数据综合采集系统［Ｊ］．华东电力，２００３，（１２）．

［３］ＺｈａｎｇＹ，ＬｏｗＹＳ．ＰＣＩ—ｂａｓｅｄｔｏｌｅｒａｎｃｅａｓａｎｉｎｔｅｒｆａｃｅｂｅ－ｔｗｅｅｎｄｅｓｉｇｎｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓａｎｄｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｑｕａｌｉｔｙｃｏｎｔｒｏｌ

［Ｊ］．Ｃｏｍｐｕｔｅｒ＆ＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，１９９８，（３５）．

口万方数据

基于PC104总线的数据采集仪及数据分析系统

作者：房纪涛， 杨慕升， 张宇， FANG Ji-tao， YANG Mu-sheng， ZHANG Yu

作者单位：山东理工大学,机械工程学院,山东,淄博,255049

刊名：

测控技术

英文刊名：MEASUREMENT & CONTROL TECHNOLOGY

年，卷(期)：2006，25(10)

被引用次数：3次

参考文献(3条)

1.吴剑秋.梁晓阳.杨钰基于PC104总线的航空测试系统[期刊论文]-电子技术 2002(05)

2.高莹.杨和洲基于PC104的电能数据综合采集系统[期刊论文]-华东电力 2003(12)

3.Zhang Y.Low Y S PCI-based tolerance as an interface between design specifications and statistical quality control 1998(35)

相似文献(10条)

1.学位论文吴丽君基于UML的通用数据采集分析软件的开发2005

对系统进行数据采集与数据分析是了解系统性能的重要手段，在工业自动化、航天航空、武器装备及故障诊断等众多领域得到了广泛的应用。本文采用国际上广泛应用的统一建模语言——UML，对通用数据采集分析软件进行了分析和设计，并在C++Builder可视化软件开发环境中实现，开发的软件具有较强的通用性和良好的可扩展性。

本文分析和借鉴了国外一些著名的具有数据采集及分析功能的商用软件的功能和性能，介绍了CASE工具Rational Rose的特点及其对UML的支持，并应用Rational工具提高软件开发效率。在掌握UML统一建模语言的基础上，应用UML提供的元模型建立了通用数据采集分析软件分析模型、设计模型和实现模型。建立了系统配置、数据采集回放、数据处理、数据分析、系统自检、系统校准等六个子系统，用类图、协作图、顺序图、活动图和状态图对各子系统进行静态和动态建模。根据对软件测试结果分析，数据采集分析软件系统设计方案正确，软件功能和性能满足研制要求。

2.期刊论文郑慧.ZHENG Hui数据采集与数据分析的协同问题-吉林化工学院学报（自然科学版）2006,23(1)

入侵者无论从规模与方法上入侵技术近年来都发生了变化.目前的入侵检测系统将网络数据包的采集、分析与日志文件的采集、分析割裂开来,而且将来的网络速度越来越快,许多重要的网络还是加密的.在这种情况下,对网络数据包这种动态数据的采集就显得更加困难了.因此,在数据采集和数据分析上进行协同并充分利用各层次的数据,是提高入侵检测能力的首要条件.

3.学位论文房纪涛基于PC104总线的数据采集仪与数据分析系统的研究开发2006

在现代企业生产过程中，智能数据采集系统的应用受到广泛的重视，被认为是提高企业市场竞争力的重要途径。本文以研发出一套可靠性高、功能强大的便携式数据采集仪器为导向，在深入研究数据采集系统原理的基础上，设计开发出了基于PC104总线的数据采集仪。

研发过程中，采用基于PC104总线结构的设计思路，充分利用了PC104总线结构的堆栈式连接、结构紧凑、集成度高、扩展性强和功能强大等特点。该仪器不仅具有现场实时数据采集和分析的主要功能，还具有数字量I/O控制以及定时与计数等可扩展功能。

为了实现对高水平质量的生产过程进行有效监控，进而又研发了功能强大的数据采集与数据分析软件系统，从而可以充分发挥数据采集仪的硬件性能。软件设计中，采用了先进的理论算法，在实现对数据的正态性检验的基础上，利用统计过程质量控制理论实现对生产过程的有效监控。软件系统具有智能数据采集、有效数据管理、过程能力指数计算、控制图显示以及过程异常自动预警等功能。

最后，通过实例分析证明了该数据采集仪硬件性能的可靠性和软件理论的正确性。本系统适合于在现场对生产状态进行分析和判断，及时预防和控制生产过程，其在很大程度上提高了产品质量和企业经济效益。

4.学位论文吴丹丹光伏系统运行状态检测与数据分析技术研究2007

太阳能作为一种非常重要的可再生能源日益受到人们的关注，光伏发电是目前太阳能利用的主要方式。而太阳能电池作为光伏发电的主要部件，其长期的工作状态和电气特性需要进行观测和研究。针对这一问题，本论文提出并研究了一套光伏电池长期运行参数检测系统的设计方案。

本课题主要进行了以下几方面的工作：

1、首先介绍了对光伏电力检测系统的总体设计方案，该系统的分析测试和管理采用基于LabVIEW测试软件的虚拟仪器自动测试平台。采集模块存储的数据可以通过USB接口回放到分析平台的PC机上。

2、介绍了数据采集存储模块采用的硬件设计原理。模块的主控芯片采用带有USB接口的C8051F320微处理器和大规模的FLASH存储器AT45DB321。详细介绍了微处理器与PC机的USB接口技术、传输方式及通信协议。USB接口的通信软件部分采用了USBXpress驱动开发套件。

3、PC机的软件部分采用美国NI公司的LabVIEW开发平台，实现了采集存储设备的状态检测、硬件参数设置与读取、数据回放与擦除、数据显示与分析等功能。本系统运用了模块化的思想进行编程，很好的实现了程序的复用，有效降低系统的开发成本和周期，大大提高了仪器的灵活性和数据处理能力。

4、进行光伏电池特性检测实验。首先使用标准信号进行数据采集，验证采集模块和软件部分的正确性，然后应用本课题设计的检测系统对光伏电池进行数据采集，实现数据存储、回放、显示及分析全部过程。实验证明，本系统具有良好的可靠性和实用性。

5、本课题主要解决了USB接口数据与LabVIEW的连接问题，实现了运用动态连接库技术来驱动非NI公司产品的数据采集卡，为实验室提供了一个基于USB接口的数据采集与通信的虚拟仪器平台。

5.期刊论文张沛泓.王松林.姜建国.黄战武.Sun Jian.Zhang Peihong.Wang Songlin.Jian Jianguo.Huang Zhanwu

.Sun Jian SMT车闻MES中飞针测试仪的数据分析和采集-中国科技信息2008,""(10)

制造执行系统(Manufacturing Execution System,MES)在汽车、航空、烟酒等传统制造业中的应用已取得成效,但在电子电路表面贴装(Surface Mout Technology,SMT)生产中的应用还处于起步阶段.建立SMT车间的MES系统在国内还是处于领先水平.对SMT车间的关键设备进行实时制造数据采集是建立MES的基础,而数据分析是实现数据采集的前提.飞针测试仪是SMT生产线上重要的检测设备,本文在介绍了飞针测试的原理和测试流程的基础上,铪出了飞钎测试的数据采集方案和要求,通过举例详细地分析了飞针测试仪S20FP的测试文件和测试结果文件的数据格式.

6.学位论文孙永航基于flezism的国药物流配送中心现场数据采集建模及优化2009

本课题以北京邮电大学自动化学院物流实验室与国药集团合作的一个项目为基础，在对国药物流配送中心进行现场考察后，用flexsim对其进行仿真建模，并加入现场数据采集技术，使仿真模型与现场运行基本一致。之后，以此为基础对模型进行数据分析，提出优化方案。

本文首先对物流模拟仿真技术、现场数据采集技术进行了介绍。建模和仿真方法是一种有效而低成本的研究方法，已广泛应用于工程系统的各个方面，如设计，验证，决策支持等。现场数据采集技术虽然已被广泛运用在各个行业，但是将其应用于物流仿真建模无论从思路上看还是从技术上看都属国内首创。应用这项技术可以将模型中的货物进入时间及数量与实际保持基本一致，使模型与实际结合得更加完美，以便得出更加准确的数据报告和最优的优化方案。在此基础上，本文对模型运行所得出的数据进行搜集、整理、分析，最终得出运营分析报告和优化建议。

7.学位论文王春雨公交客流数据分析的研究2006

公交是城市客运交通的重要组成部分，公交客流的基本特征在于它的空间和时间分布的不均匀性。公交客流的分布不仅影响到城市公交车辆的行车组织，而且还影响到公共交通的长远规划，因而研究并充分掌握其规律是十分重要的。如今，随着先进的客流数据采集技术在公交系统的逐步推广应用，公交系统在运行过程中积累的客流数据量越来越大。

传统的数据分析方法已经不能很好的处理这些数据，需要研究新的方法对公交客流数据进行分析处理。

本文对公交客流数据分析的研究主要集中在两个方面：

第一，研究聚类分析在公交客流数据分析中的应用。研究并实现了使用聚类分析算法解决公交线路评价指标简化、公交线路分类、公交调度时段划分的方法。并用实际数据对相关方法进行了检验，结果表明这些方法是可行而有效的。

第二，研究基于客流分析公交静态调度优化问题。公交静态调度的关键问题是确定行车时刻表，而确定行车时刻表的主要依据是客流的分布规律。本文首先在同时考虑客流的时间和空间分布的基础上，依照模型建立的步骤和方法，以最小拥挤度、最小候车超时度、最小发车次数为目标，建立了公交静态调度的数学模型；然后用非劣分层遗传算法对模型进行求解；最后利用数据对模型进行检验，结果表明模型及其求解方法是可行而有效的。

8.期刊论文黄颖.马向东.周炼刚窄间隙焊接温度场的数据采集与分析-焊接2002,""(6)

介绍了使用Visual Basic和MATCOM开发数据采集分析系统,该系统具有界面友好、开发简单、数据分析功能强大、能够做到实时的复杂的数据分析和易于实现数据挖掘等特点.并使用该系统对窄间隙焊接温度场进行了数据采集与分析,证明该系统是数据采集系统及其它系统设计的一种较理想的选择.

9.学位论文陈勇混合动力电动车数据采集及分析管理系统的研制2006

人类步入21世纪，环境和能源问题使得电动汽车迎来了发展的高潮。在蓄电池及其它能源装置尚不能完全取代传统的内燃机时，混合动力电动汽车作为一种目前最佳的解决方案，很好地解决了车辆的燃油经济性和排放性能的问题，逐渐成为汽车工业发展的战略重点。随着城市公交客车应用范围的扩大和线路与工况的复杂化，混合动力电动车的应用也日趋广泛。但对该电动车车载数据的采集及对运行参数的分析一直未能很好的解决。

为了完成研究开发工作，评价车辆性能，本文综合运用计算机应用技术与汽车动力机械技术的理论，运用规范研究与实证研究相结合的方法，在对混合动力电动汽车的运行特点、尤其是武汉电动示范运营公司的混合动力电动公交车的运行特点进行深入研究的基础上，研制开发了数据采集及分析管理系统。该系统能对混合动力电动汽车的运行状况进行分析，并对其动力性和经济性进行准确的评估，为混合动力电动汽车控制策略的优化提供一定的依据，并在一定程度上促进混合动力电动汽车产业化的推行进度。

本系统数据采集硬件部分是以德国西门子公司(SIEMENS)的S7-200PLC为核心处理硬件，配以外围接口电路，信号调理电路和传感器。电动汽车运行时的传感器信号和二次仪表信号可以从PLC的V变量存储区实时读取，再利用组态软件FameView对所采集的数据集中管理和监控，并定时存储到数据库中。

数据分析管理系统主要完成对所采集到的数据进行离线统计分析和管理的功能。该系统能对混合动力电动汽车运行参数进行按试验工况或时段统计和分析，能对汽车运行过程中的速度、行驶里程、制动次数、总运行时间、平均速度、总油耗及发动机各参数等数据进行统计，并能对以上数据进行曲线图分析和比较。该系统的研制为混合动力电动汽车提供了一个标准的数据采集和分析管理平台，可以对符合数据格式要求的由不同软硬件数据采集系统所采集到的数据进行统一分析和管理。

通过在混合动力电动公交车上投入实际运行试验，结果表明，该系统工作性能稳定，抗干扰能力较强，测量精度和采样频率较高，用户操作方便

，统计分析功能强，系统可扩展性良好，对于分析混合动力电动汽车运行状况及研究开发和评估优化混合动力电动汽车控制策略具有较高的实际应用价值。

10.会议论文丁勇山.蒋东翔.李凯.熊凯基于LabVIEW的振动数据采集与分析系统2006

本文介绍了一套基于LabVIEW语言开发的软、硬件相结合的振动信号采集与分析系统.首先,阐述了研究背景:其次,介绍了硬件部分的组成和软件配置:第三,详细介绍了软件程序的开发和主要功能,主要包括在线数据采集与分析、离线分析和趋势分析,并可绘制出振动时间波形图、频谱图、振动棒图和参数趋势图等功能;第四,模拟仿真了该系统在航空发动机振动信号采集上的应用;最后,给出了该系统在旋转机械振动数据采集、数据分析与故障诊断的应用前景,该系统可用于汽轮机、燃气轮机、水轮机、风力发电机、航空发动机等动力设备的振动数据采集、分析与故障诊断.

引证文献(3条)

1.张波.席庆彪.贾伟低成本无人机机载记录仪设计与应用[期刊论文]-航空计算技术 2009(3)

2.马春武基于PC104总线的航空绞车参数记录分析系统[期刊论文]-航空发动机 2008(4)

3.谷文韬.金阳.许家栋某型多管火箭炮发射器电源测试装置的研制[期刊论文]-测控技术 2008(12)

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