基于USB总线的数据采集系统
基于ＵＳＢ总线的数据采集系统
杨智君田地余青松郝新轶（吉林走学电子科学与工程学院，长春１３（）０２６）
Ｅ—ｍａｉｌ：ｏｌｄｙａｎ９３２２＠ｅｔａｎｇ４７０１１１
摘要文章探讨了实现主机与小型科学仪器接口的方法，提出了利用通用串行总线（ＵＳＢ）实现主机与小型科学权嚣
通信的方案。从硬件设计、目件（Ｆｉｍｗａｒｅ）设计、设备驱动程序设计和应甩软件的设计四个方面阐述了基于ＵＳＢ总线的
实时教据采集和传输系统的设计与实现方法．为下一步实现多台科学仪器与主机王琏奠定了基础。关键词
通用串行总践（ＵＳＢ）敏据采集
传输系统文章编号１００２—８３３１一（２００３）２４—０ｌ】０一】３
文献标识码Ａ
中围分类号ＴＰ２７４－．２
Ｔｈｅ
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Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒ
ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｓｔｈｅｍｅｔｈｏｄｆｏｒｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ
ｓｍａｌｌｓｃｉｅｎｌｉｆｉｃ
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Ｂｕｓ（ＵＳＢ），Ｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ，ＴｒａｎｓｆｅｒｓＳｙｓｔｅｍ
高速、便捷、网络化的小型仪器成为当今科学仪器发展的
一个重要方向，这需要一种便捷、可靠的接口连接主机和下游仪器．从而蜜现仪器的智能控制和高速数据采集，
外设与主机的通￣汛接口“前一般是摹于ＰＣＩ总线、ＩＳＡ总线、ＲＳ一２３２Ｃ串行总线或者是以太网。ＰＣＩ总线虽具有高的传
输速度（１３２ＭＢｐｓ），支持“即插即用”功能，但其缺点是插拔麻烦．且扣。展槽有限（一般为５西个）。ＩＳＡ总线显然存在着同样
的问题．而且现有的大多数Ｐｃ机主板已木支持ＩＳＡ总线。ＲＳ一２３２Ｃ串行总线虽然连接简单，但其缺点是传输速度慢（２０—
Ｊ１５Ｋｂｐ），且主执的串行口数目有胜。Ｊ三ｆ太同有较高的传输速度ｔ１０ｌｄｂｐｓ／ｌＯＯＭｂｐｓ）、较远的传输距离且可带多个设备，但是
它安驻复杂、不支持即插即用和热插拔．同样不适合于便携式仪器的接口
ＵＳＢ具有较高的传输速度（ＵＳＢ协议１．１支持的最高传输速度为１２Ｍｂｐｓ，ＵＳＢ协议２Ｄ支持的最高传输速度为４８０Ｍｂｐｓ，
比号称“火线“的ＩＥＥＥ—１３９４的４００Ｍｂｏａ还要快许多）．支持即插即用和热捕拔功能，同时，ＵＳＢ设备的连接电缆最长可达
５米，且通过ＵＳＢ集线器多层拓扑连接最多１２７个ＵＳＢ设备．再加上低廉的价格，斟此它成为便携式分析仪器微机接口的理
想选择。
文章主要讨论：基于ＵＳＢ总线数据采集系统的硬件设计、Ｆｉｒｍｗａｒｅ（固件）设计、设备驱动程序设计和应用软件的设｜｝
ｌ硬件设计
（１）硬件构成
圈ｌ
ＵＳＢ数据采集系统的硬件构成框髓
执图ｌ可知，１１路模拟输入信号由多路模拟开关控制将其中的某一路信号接人串行Ａ／Ｄ（选用Ｐ＆ｓ公司的７ｒｕ：２５４３ｒ），
Ａ／Ｄ转换的结果经光电隔离后串行输出到∞Ｃ５２系统，８０Ｃ５２
系统将数据进行申并转换后通过ＵＳＢ控制器送到主机。
（２）ＵＳＢ控制器选择
在开发一个基于ＵＳＢ总线的数据采集系统之前，首先耍
根据宴际的性能要求和成本等冈素选择合适的ＵＳＢ控制器。
ＵＳＢ控制器可以分为两太类：一种是带ＵＳＢ接口的单片机．一
种是单独的ＵＳＢ控制器。
基盒项目：国家“十五”科学仪器重大攻关项目（编号：２００１ＢＡ２１０Ａ０５—３）
作者筒介：杨钾君（１９７７一），男．黑龙江簿林市人，顽士研究生，主要研究方向：计算机恻控技术．田地（１９５８一）．男，吉林省前郭县＾，教授，博，Ｌ土学
师．：ｔ要研究Ｊｊ向：分析仅器研究与开发、计算机测控技术。余青松（ｔ９６５一】，男．安徽省宣州市人，剐教授，主要研究方向：计算机测控拽米，郝新轶（１９７５一）．男．吉林省四乎市人，硕＿上研究生，主要研究方向：单片机、ＤＳＰ测控技术。
ｌｔＯ
２００３．２４计算机工程与直用
牲擎书
＾卜￥出；釜帝生发｜｝坐研牛掣＊珠
万方数据
带ＵＳＢ接｝Ｉ的单片机，从微控制器的设计上奠石ｒ分为两种：一种是从底层为ＬｓＢ设计的专用单片机，如Ｃｙｐｒｅｓｓ公司ＣＹ７Ｃ６３５１３（低速），ＣＹ７Ｃ６４０１３（全速），但由于价格、开发ｊ．具以及啦片机雕能有限等问题．所以一般不推荐选用。另种是带有ＵＳＢ接｜１的通用单片机，如Ｉｎｔｅｌ公司的８Ｘ９３１（基于８０５１）、８Ｘ９３０（基ｊ高速、增强的８０５１）、Ｃｙｐｒｅｓｓ公司的ＥＺ—ＵＳＢ（基于８０５１）。虽然＂发者对这类系统和指令集较为熟悉，日开发工具简单，但对ｒ简单或肯低成本的采集系统而肓，这种选择的价格是不能承受的（后者的价格是前者的１０倍）。
纯种的ＵＳＢ接口芯片仪处理ＵＳＢ通信，必须有个外部微处理器来进行协议处理和数据交换。典型的产品有Ｐｈｉｌｉｐｓ公司的ＰＤＩＵＳＢＤｌ２（并行接口）．ＮＳ公司的ＵＳＢＮ９６０３／９６０４（并行接门）．ＮｅｔＣｈｉｐ公司的ＮＥＴ２８８８等。这类芯片的特点是价格低廉、连接方便、町靠性高，不但适台于便携式仪器的开发，同时．对十现有科学仪器的计算机化改造也很有意义（硬件卜只需对井｛ｆ总线和中断进行改动，软件则需要增加微处理器的ＵＳＢ叶｜断处理和数据交换程序、主机ＵＳＢ接口设备驱动程序，无需对原有产晶系统结构作很大改动）。
该数据采集系统使用了Ｐｈｉｌｉｐｓ公司的ＰＤｌＵＳＢＤｌ２。ＰＤＩ—ＵＳＢＤｌ２是款性价比很高的ＵＳＢ器件。它通常用作微控制器系统中实现与微控制器进行通信的高速通用并行接口，它还支持本地的ＤＭＡ传输。这种实现ＵＳＢ接口的标准组件使得设计者可以靠各种不同娄卑｛擞控制器中选择出最合适的微控制器。其灵活性减少ｒ开发的时间、风险以及费用（通过使用已有的结构和减少同件卜的投资），从而用最快捷的方法实现最经济的ＵＳＢ外设的解决方案。
圈２８９（；５２与ＰＤＩＵＳＢＤｌ２的接口电路圈
２ＦｉｒｉｌｌＷａｒｅ设计
此处ＦｉｒｍＷａｒｅ（固件）是指被固化到８９Ｃ５２的Ｅ２ＰＲＯＭ中的程序。ＦｉｒｍＷａｒｅ主要完成两个方面的工作：控制Ａ／Ｄ的采样和通过ＵＳＢ控制器与主机通信。由于８９Ｃ５２系统控制Ａ／Ｄ采样的Ｔ作非常简单，此处不做介绍。详细介绍８９（２５２系统通过ＵＳＢ控制器与主机通信的工作。
２．１传输方式的选择
８９Ｃ５２系统的胤手牛和ＵＳＢ控制器的操作都遵循ＵＳＢ协议１．】，因此先对ＵＳＢ掷议１．１做简单的舟绍，根据ＵＳＢ没备自身的使用特点和系统资源的不同要求，在ＵＳＢ规范中规定丁４种不同的数据传输方式：
（１１控制（Ｃｏｎｔ０１）传输方式：是双向传输，传输的不是数据，析足榨制信号，主要被ＵＳＢ系统软件用米进行壹湘、船置脚给ＵＳＢ设备发送通用的命令，其优点足数据量较小．Ｕ寓效”爱求不高。
（２）同步（１ｓｏｃｈｒｕｎｏｕｓ）传输方式：坟力＿式用米连接需啦连续传输的外围漫备，对数据的正确性要求不商，但对时ＩＭ较为敏感。
（３）中断（Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ）传输方式：主耍用丁定Ｉ甘古向设备址否有中断数据要传输。
（４）批量（Ｈｕｌｋ）传输方式：主要应用在大量传输和接收数据上，同时叉没有带宽和时间问隔的要求，保证传输数据Ｊ｝‘确无误．但对数据的实效性爱求小高。这种类型的世备适合Ｆ传输非常慢和太茸被延迟的数据．在传输中的优先级很低。¨印机、数码相机和扫描仪就属于这种类型。
另外．需要注意的是所有的ＵＳＢ传输事务均由主机启动，即ＵＳＢ总线采取书从式结构（ｍａｓｔｅｒｔｏｓｌａｖｅ）。在宴际仆发中使用了两种传输方式：控制传输和块传输。控制传输用来餐现位于星机上的ＵＳＢ总线驱动程序ＵＳＢＤ．ＳＹＳ以及编写的功能驱动程序对设备的各种控制操作，『１Ｉｉ块传输用来完成将幕馔数据从设备传送到主机。
２．２控制原理
ＵＳＢ控制器的工作原理可以简单地描述为：当（ＩＳＢ控制器从ＵＳＢ总线检测副主机启动的某一传输请求时．ＵＳＢ控制器通过中断方式将此请求通知８９Ｃ５２系统。８９Ｃ５２系统通ｉ＝』＿访问ＵＳＢ控制器的状态寄存器和数据寄存器获得与此次忙输有关的各种参数，并根据具体传输参数．对ＵＳＢ控制器的控制寄存器和数据寄存器进行相应的操作，以完成主机的传输请求。
３设备驱动程序设计
３．１Ｗｉｎｄｏｗｓ分层驱动模型（ＷＤＭ）
ＵＳＢ设备驱动程序的设计基于ＷＤＭ（ＷｉｎｄｏｗｓＤｒｉｖｅｒＭ０ｄｅｌ，Ｗｉｎｄｏｗｓ驱动程序模型）。ｗＤＭ模型是微软公司为当前主流操作系统Ｗｉｎｄｏｗｓ９８和Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００的驱动稗序漫｝ｆ的一种构架。
ＷＤＭ采用分层驱动程序模型．分为总线驱动程序和功能驱动程序（见豳３）。
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［二二二］甄耍匝堕匦Ｅ二二］
田３囊动程序分层简化模型
由操作系统提供的总线驱动程序负责列举设备，即负责发现总线上的所有设备并检测设备何时舔加到总线上或何时从总线上删除。总线驱动程序每发现一个设备就创建一十对应的物理设备对象（ＰＤＯ）。功能驱动程序由设备开发者设计和实现。它在驱动程序栈中位于总线驱动程序上面。功能驱动程序负责创建一个功能设备对象【ＦＤＯ）且必须使用总线驱动程序来访阃它自己的设备。采用这种分层驱动程序的设计方法有哺
计算机工程与应用２００３．２４１Ｉｌ
蚕
万方数据
个优氧：（１）繁琐的底层通信由总线驱动程序实现，而用户可以专注ｒ设备所需的特定功能；｛２）总线驱动程序完成复杂的多个设备协同运行的工作。
３２Ｉ／Ｏ请求的处理
Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００的整个系统结构被分为两个态，用户态和核心态（屺图４）。
田４Ｗｉｎｄｏ懈２０００的燕统结构田
从图４中可以看出Ｉ／Ｏ操作最后是怎样作用到硬件上的。甩产惫应用程芹对Ｗｉｎｄｏｗｓ子系统进竹Ⅵ／ｉｎ３２ＡＰＩ词蹋，这个调用山系统服务接ｕ作用到Ｉ／Ｏ管理器，Ｉ／０管理器进行必要的参数匹配和操作安全性检查，然后由这个请求构造出合适的１ＲＰ（ＩＯＲｅｑｕｅｓｔＰａｃｋａｇｅ，Ｉ／０请求包），并把此ＩＲＰ传给驱动程序。简单情况下，驱动程序直接执行这个请求包，并与硬件打交道，从而完成Ｉ／Ｏ请求工作，而后由Ｌ／Ｄ管理嚣将执行结果返Ｉ口１给用户态程序。但在ＷＤＭ体系结构中，大部分实行分层处理。即在幽中“设备驱动“这部分，分成ｒ若下层．典型地分成高层驱动程序、中间崖驱动程序、底层驱动程序。每层驱动再把Ｉ／Ｏ请求划分成更简单的请求，姒传给更下层的驱动执行。最后１１１Ｉ／１）管理器将由ＩＲＰ返回的执行结果返脚给用户态程序。
ｈＰ管理器和ＷＤＭ驱动程序紧密☆作。使得系统对即插即用有完整的支持。通过对ＰｎＰＩＲＰｓ（如设备启动请求［ＲＰ—ＭＮ＿ｓＩ＇ＡＲＴ—ＤＥＶＩＣＥ，设备删除请求ＩＲＰ＿ＭＮ—ＲＥＭＯＶＥＩ）Ｅ—ＶＩＣＥ等）请求的处理，ＵＳＢ功能驱动程序可支持设备的热插拔和即插即用功能。
３．３设备驱动程序构成
驱动程序的人ｎ函数是ＤｒｉｖｅｒＥｎｔｒｙ（），所有对各种ＩＢＰ的处理例程都在此人口函数中做出定义。此外，ＤｒｉｖｅｒＥｎｔｒｙ还做一衅必要的设备初始化工作。应用程序和设备驱动程序打交道主要足通廿ＤｅｖｉｃｅＩｏＣｏｎｔｒｏｌ等Ｗｉｎ３２ＡＰｌ来进行的。这些ＡＰＩ其实都对应着驱动程序的一些Ｄｉｓｐａｔｃｈ例程。而驱动程序除了ＤｒｉｖｅｒＥｎｔｒｙ阻外，主要就是由这些Ｄｉｓｐａｔｃｈ例程组成的。例如
（上接１０５贞）
仅局限在分割些静止摄像头拍摄的低速远景小目标，适用范围比较狭窄。下一步应努力做的是优化算法，扩大其适用范围。（收稿｝ｌ期：２００２年８只）
参考文献
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ｍｏｖｉｎｇ
０ｈ—ｊｅｅｌｓｆｏｒｖｉｄｅｏｏｂｊｅｃｔｐｌａｎｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ［Ｊ］ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｔｉｏｎｏＲＣｉｒｃｕｉｔｓ１１２２００３．２４计算机工程与应用揭用Ｗｉｎ３２ＡＰＩＣｒｅａｔｅＦｉ｜ｅ的时候．操作系统最终转化为埘驱动程序ＩＲＦＭＪ—ＣＲＥＡＴＥ功能代码所对应的Ｄｉｓｐａｔｃｈ例程的凋用，如果驱动程序没有提供滚例程。ＣｒｅａｔｅＦｉｌｅ凋用就会失败。
首先是设备驱动程序在ＡｄｄＤｅｖｉｅｅ代码中调用ＩｏＣｒｅａｌ—ｅＤｅｖｉｃｅ创建内核可见的设备，ＣｒｅａｔｅＦｉｌｅ访问驰动程序，在打开设备的旬柄后，就可以使用Ｗｉｎ３２例程访问该设备。这些调用都产母一个请求。坩Ｉ／Ｏ请求包的形式传递给驱动程序．驱动程序完成Ｉ／Ｏ请求后返回数据和结果。
开发ＵＳＢ设备驱动程序的工具有Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ公司的Ｗｉｎ２０（ＸｌＤＤＫ，Ｃｏｍｐｕｗａｒｅ公司的ＮｕｍｍａｇａＤｒｉｖｅｒＳｔｕｄｉ＜，等，笔者在镬酥开发环境为Ｗｉｎ２ＫＤＤＫ和ＶｉｓｕａｌＣ＋’６【１。
４应用软件的设计
Ｗｉｎ３２应用程序运行在用户态，操作系统严格限制应用程序的行为．防止其对其它应用和系统代码的破坏。因此用户态程序只能凋用Ｗｉｎ３２子系统提供的ＡＰＩ来同设备交ｈ．。Ｉ／Ｏ管理器把每一个醴备对上层都抽象成了文件，所以在Ｗｉｎ３２用户程序中只要通过以下几条简单的文件操作ＡＰＩ函数就可以实现与驱动程序中的某个设备通信（请注意，一个驱动程序可以驱动多个进各）：ＣｒｅａｔｅＦｉｌｅ、ＣｌｏｓｅＨａｎｄｌｅ、ＲｅａｄＦｉｌｅ、Ｗｒｉｔｅ－Ｆｉｌｅ和ＤｅｖｉｅｅｌｏＣｏｎｔｒｏ｜等。
５结束语
ＵＳＢ总线的特点使其非常适台于小刊仪器与主机之间的通讯接ｎ，实现主机和便携式仪器之问的简单、快速和ｕｆ靠的连接。随着ＵＳＢ总线应用的普及．它已成为Ｐｃ机与外没接ｒＩ的工业标准。２０００年发布的ＵＳＢ２．０规范使ＵＳＢ的应用｛ｒ展到像摄像机和海量存储等对带宽要求租高的领域。最新提出的用于设备直接互连的补充规范ＵＳＢＯｎ—Ｔｈｅ—Ｇｏ已得到众多软硬件制造商的支持，相信很快就台成为新代“移动＂舅”总线标准。（收稿日期：２００２年１０月）
参考文献
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ｆｏｒｃｏｎ［ｅＮＩｂａｓｅｄｖｉｄｅｏｃｃｄｉｎｇ．ｈｔｉｐ：／／ｗｗｗｍｈｗ．ａｃｕｋ／～ｆｒａｎｅｉ／ｍｏｓａｌｅ—ｄｅｍｏ／ｒｉａｎｐｄｆＯ４．ＥｒｅａｎＯｚｙｉｌｄｉｚ．ＮｉｈＫｒａｈｎｓｔｉｉｎｅｒＡｄａｐｔｉｖｅｔｅｘｔｕｒｅａｎｄｃｏｌｏｒｓｅｇｍｅｎ—ｒａｔｉｏｎｆｏｒｔｒａｃｋｉｎｇｍｏｖｉｎｇｏｂｊｅｃｔｓｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．峭ｅｐｓｕｅｄｔｉ／－ｋｒａｈｎｓｔｏ／Ｄｏｃｕｍｅｎｔ．．：／ｏｚｙｉｌｄｉｚＯＩａｄａｐｔｉｒｅ．ｐｄｆ
５．ＡｌａｎＪＩ，ｉｐｔｏｎ。ｌｌｉｒｏｎｏｂｕＦｕｊｉｙｏｓｈｉＭｏｖｉｎｇｔａｒｇｅｔｅｌａｓｓｉｆｉｏａｔｉｏ．口ｌｆｌｔｒａｅｋｉａｇｆｒｏｍｒｅａｌ—ｔｉｍｅｖｉｄ㈣ｈｔｔｐ／／ｗｗｗｃｓ．ｃｍｕｅｄｕ／～ｖｓａｍ
６Ｊｏｒｇｅ
Ｂａ‘Ｉｅ鹏Ｍｏｔｉｏｎ—ｂａｓ，Ｍ
ｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ
ａｎｄｒｅｇｉｏｎ
ｔｒａｃｋｉｎｇ
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万方数据
最高效的四旋翼无人机数据采集建模
最高效的四旋翼无人机 数据采集建模 CKBOOD was revised in the early morning of December 17, 2020.
最高效的四旋翼无人机数据采集建模 一、简介 近年来，微小型四翼无人机已经成为了无人飞行器研究领域的一个热点。它结构简单、机动性强、便于维护，能够在空中悬停、垂直起飞和降落。在军用和民用方面具有较大的潜在应用价值，国内外许多研究单位纷纷致力于四旋翼无人机飞行控制的架构设计与飞行控制研究，以实现四旋翼无人机的自主飞行。机载传感器系统是四旋翼无人机飞行控制系统的重要组成部分，它为机载控制系统提供可靠的飞行状态信息，是实现四旋翼无人机自主飞行的重要设备。 现在无人机应用最广的是倾斜摄影技术优势或者说最吸引用户的，就是利用倾斜摄影技术可以全自动、高效率、高精度、高精细的构建地表全要素三维模型。 二、四旋翼无人机特点 1、机动性能灵活，低空性能出色。能在城市、森林等复杂环境下完成各种任务。可完成空中悬停监视侦查。实现对动力要地低，能在狭小空间穿行，能垂直起降，对起降环境要求低。 2、对动力要求较小，产生的噪音低，隐蔽性能高，安全性能出色。四旋翼无人机采用四个马达提供动力，可使飞行更加稳定和精确。 3、结构简单，运行、控制原理相对容易掌握。 4、成本较低，零件容易更换，维护方便。
三、飞行软件 目前无人机种类繁多，针对无人机开发的飞控软件也有很多，目前比较好用的是DJI GS Pro、DJI GO4、Litchi Vue、Pix4d等。 四、数据采集，使用DJI GS pro 1、打开DJI GS pro软件，点击新建任务 2、点击测绘航拍区域模式 3、点击地图选点（飞行定点比较耗飞机电量，无特殊情况建议不使用） 4、点击屏幕就会出现一个航测区域，手动拖拽四个定点可以改变航测的面积和形状，同时也可以手动增加拐点，让航测面积更加的灵活多样。并且在右边的菜单栏里选择好对应的云台相机；设置好任务的高度，任务的高度和拍摄的清晰度，成图的分辨率有很大的关系；大面积的时候尽量选择等时间拍照，因为能上传的航点是有限的。 5、点击进入右侧菜单的高级选项之中，重新设置一下航测的重叠了，一般航向和旁向重叠率是700%和70%（最好不要低于70%）；设置好云台俯仰角，正射影像图一般为-90°，拍摄3D立体时一般为-45°；设置好返航高度，确保返航时不会碰撞到障碍物。 6、点击右上角飞机左边更多选项，点击高级设置（地图优化限中国大陆地区使用打开）；这点也是最关键的一点，这时候一定要点开中国大陆这个选项，不然飞行器的位置是偏移的。会导致航测任务区域整体偏移，有一部分任务没有拍摄到。
基于PDA的地下管线数据采集系统
基于PDA的地下管线数据采集系统 1、管线普查现状存在的主要问题 1）目前管线普查所采用的基本流程图（图1） 2）管线普查中目前存在的主要问题 （1）手工纸质记录维护难度大、查找困难： 由于纸质记录的局限性，当数据量增大时，对图纸记录维护和查询将变得越来越来困难，如果作业小组的草图没有及时的建立成内业数据库，则重号、错连、漏入等人为出错几率会直线增加。 （2）由外业管线探测到内业建立数据库，中间环节多，出错几率大：现有的管线普查流程可以看出，由外业管线探测到内业建立数据库，白天外业采集作业，晚上内业加班录入数据，现在还有的做法是同一管线属性（如埋深、管径数值型属性）事先记录在草图上，再由草图抄写管线探测手簿，然后根据管线探测手簿由内业人员建立成管线数据库，管线属性和连接关系至少经过两到三道工序才能建立到数据库中，在不同人员，不同工序的影响下，加大了的数据出错的几率。 （3）填写管线探测手簿与内业建库加大了内业处理工作量： 由于管线外业探测的不确定性，同一管线属性可能会多次进行修改，此过程在整个管线普查的过程持续存在。因此对每一项管线属性的修改必须同时修改草图、数据库、管线探测手簿，特别是对管线探测手簿的填写，平均必须抄写两遍以上或更多，加大了内业处理工作量。 （4）项目部无法对作业进度和各物探小组的作业情况进行全面跟踪掌握：对于纸质记录的外业管线探测手簿，如果没有及时进行整理或内业没有及时录入到数据库中，则项目部无法对实际已经完成的物探外业工作量进行情细的统计与查询，也无法对各物探小组每天的工作情况进行细致全面的进行跟踪了解。 2、系统总体介绍 1）为什么要采用PDA方式进行数据采集
数据采集系统
湖南工业大学科技学院 毕业设计（论文）开题报告 （2012届） 教学部：机电信息工程教学部 专业：电子信息工程 学生姓名：肖红杰 班级： 0801 学号 0812140106 指导教师姓名：杨韬仪职称讲师 2011年12 月10 日
题目：基于单片机的数据采集系统的控制器设计 1.结合课题任务情况，查阅文献资料，撰写1500～2000字左右的文献综述。 近年来，数据采集及其应用技术受到人们越来越广泛的关注，数据采集系统在各行各业也迅速的得到应用。如在冶金、化工、医学、和电器性能测试等许多场合需要同时对多通道的模拟信号进行采集、预处理、暂存和向上位机传送、再由上位机进行数据分析和处理，信号波形显示、自动报表生成等处理，这些都需要数据采集系统来完成。但很多数据采集系统存在功能单一、采集通道少、采集速率低、操作复杂、并且对操作环境要求高等问题。人们需要一种应用范围广、性价比高的数据采集系统，基于单片机的数据采集系统具有实现处理功能强大、处理速度快、显示直观，性价比高、应用广泛等特点，可广泛应用于工业控制、仪器、仪表、机电一体化，智能家居等诸多领域。总之，无论在那个应用领域中，数据采集与处理越及时，工作效率就超高，取得的经济效益就越大。 数据采集系统的任务，就是采集传感器输出的模拟信号转换成计算机能识别的信号，并送入计算机，然后将计算得到的数据进行显示或打印，以便实现对某些物理量的监测，其中一些数据还将被生产过程中的计算机控制系统用来控制某些物理量。 数据采集系统的市场需求量大，特别是随着技术的发展，可用数据器为核心构成一个小系统,而目前国内生产的主要是数据采集卡，存在无显示功能、无记忆存储功能等问题，其应用有很大的局限性，所以开发高性能的，具有存储功能的数据采集产品具有很大的市场前景。 随着电子技术的迅速发展，，一些高性能的电子芯片不断推出，为我们进行电子系统设计提供的更多的选择和更多的方便，单片机具有体积小、低功耗、使用方便、处理精度高、性价比高等优点，这些都使得越来越广泛的选用单片机作为数据采集系统的核心处理器。一些高性能的A/D转换芯片的出现也为数据采集系统的设计提供了更多的方便，无论是采集精度还是采样速度都比以前有了较大的提高。其中一些知名的大公司如MAXIM公司、TI公司、ADI公司都有推出性能比效突出的 A/D转换芯片，这些芯片普通具有低功耗、小尺寸的特点，有些芯片还具有多通道的同步转换功能。这些芯片的出现，不仅因为芯片价格便宜，能够降低系统设计的成本，而且可以取代以前繁琐的设计方法，提高系统的集成度。 数据采集器是目前工业控制中应用较多的一类产品，数据采集器的研制已经相当成熟，而且数据采集器的各类不断增多，性能越来越好，功能也越来越强大。 在国外，数据采集器已发展的相当成熟，无论是在工业领域，还是在生活中的应用，比如美国FLUKE公司的262XA系列数据采集器是一种小型、便携、操作简单、使用灵活的数据采集器，它既可单独使用又可和计算机连接使用，它具有多种测量
无人机激光雷达扫描系统
Li-Air无人机激光雷达扫描系统 Li-Air无人机激光雷达扫描系统可以实时、动态、大量采集空间点云信息。根据用户不同应用需求可以选择多旋翼无人机、无人直升机和固定翼无人机平台，可快速获取高密度、高精度的激光雷达点云数据。 硬件设备 Li-Air无人机激光雷达系统可搭载多种类型扫描仪，包括Riegl, Optech, MDL, Velodyne等，同时集成GPS、IMU和自主研发的控制平台。 图1扫描仪、GPS、IMU、控制平台 无人机激光雷达扫描系统设备参数见表格1： 表格 1 Li-Air无人机激光雷达扫描系统 图2 八旋翼无人机激光雷达系统图3 固定翼无人机激光雷达系统 设备检校
公司提供完善的设备检较系统，在设备使用过程中，定期对系统的各个组件进行重新标定，以保证所采集数据的精度。 图1扫描仪检校前（左）扫描仪检校后（中）检校前后叠加图（右） 图4（左）为检校前扫描线：不连续且有异常抖动；图4（中）为检校后扫描线：数据连续且平滑变化；图4（右）为检校前后叠加图，红线标记的部分检校效果对比明显。 图5从左至右依次为校正前（侧视图）、校正后（侧视图）、叠加效果图图5（左）为检校前扫描线：不在同一平面；图4（中）为检校后扫描线：在同一平面；图4（右）为检校前后叠加图。 成熟的飞控团队 公司拥有成熟的软硬件团队以及经验丰富的飞控手，保证数据质量以及设备的安全性，大大节约了外业成本和时间。
图6无人机激光雷达系统以及影像系统 完善的数据预处理软件 公司自主研发的无人机系统配备有成套的激光雷达数据预处理软件Li-Air，该软件可对无人机实时传回的激光雷达数据进行航迹解算、数据生成、可视化等。 图7 Li-Air数据预处理功能 成功案例 2014年7月，本公司利用Li-Air无人机激光雷达扫描系统进行中关村软件园园区扫描项目，采集园区高清点云以及影像数据。飞行高度200m，点云密度约50点/平方米，影像地面分辨率为5cm。通过POS数据解算，完成对点云和影像数据的整合，得到地形信息和DOM等。
数据采集系统数据库.
create table treaty_table ( TID INT identity(1,1, Tname varchar(20, F-route varchar(50, period int, filename varchar(50, Type_ID INT, constraint PK_TREATY_TABLE primary key (TID create table type_table ( Type_ID INT identity(1,1, typename varchar(20, bourse varchar(40, constraint PK_TYPE_TABLE primary key (Type_ID ; create table CY_table ( CY_ID INT identity(1,1, MF varchar(20, pt datetime, Type_ID INT, constraint PK_CY_TABLE primary key (CY_ID ; create table Time_table ( Time_ID INT identity(1,1, DATE DATETIME, constraint PK_TIME_TABLE primary key (Time_ID ; create table K_table ( Root_ID INT identity(1,1, Type_ID INT, period INT, date datetime, rootnum INT, constraint PK_K_TABLE primary key (Root_ID ; create table Min1_table ( Min1_ID INT identity(1,1, treaty_name varchar(20, date datetime, open money, Close money, Heigh money, low money, Vol money, OPI money, S money, constraint PK_MIN1_TABLE primary key (Min1_ID ; create table Min5_table ( Min5_ID INT identity(1,1, treaty_name varchar(20, date datetime, open money, Close money, Heigh money, low money, Vol money, OPI money, S money, constraint PK_MIN1_TABLE primary key (Min5_ID ; create table Min15_table ( Min15_ID INT identity(1,1, treaty_name varchar(20, date datetime, open money, Close money, Heigh money, low money, Vol money, OPI money, S money, constraint PK_MIN1_TABLE primary key (Min15_ID ; create table Min30_table ( Min30_ID INT identity(1,1, treaty_name varchar(20, date datetime, open money, Close money, Heigh money, low money, Vol money, OPI money, S money, constraint PK_MIN1_TABLE primary key (Min30_ID ; create table Hour1_table ( H our1_ID INT identity(1,1, treaty_name varchar(20, date datetime, open money, Close money, Heigh money, low money, Vol money, OPI money, S money, constraint PK_MIN1_TABLE primary key (Hour1_ID ; create table Hour4_table ( Hour4_ID INT identity(1,1, treaty_name varchar(20, date datetime, open money, Close money, Heigh money, low money, Vol money, OPI money, S money, constraint PK_MIN1_TABLE primary key (Hour4_ID ; create table Day_table ( Day_ID INT identity(1,1, treaty_name
无人机数据传输系统-手册
1.概论： 无人机，即无人驾驶的飞机。是指在飞机上没有驾驶员，只是由程序控制自动飞行或者由人在地面或母机上进行遥控的飞机。它装有自动驾驶仪、程序控制系统、遥控与遥测系统、自动导航系统、自动着陆系统等，通过这些系统可以实现远距离飞行并得以控制。无人机与有人驾驶的飞机相比而言，重量轻、体积小、造价低、隐蔽性好，特别宜于执行危险性大的任务，因此被广泛应用。 二、无人机的特点及技术要求 无人机没有飞行员，其飞行任务的完成是由无人飞行器、地面控制站和发射器组成的无人机系统在地面指挥小组的控制一下实现的。据此，无人机具有以下特点: （1）结构简单。没有常规驾驶舱，无人机结构尺寸比有人驾驶飞机小得多。有一种无尾无人机在结构上比常规飞机缩小40%以上。重量减轻，体积变小，有利于提高飞行性能和降低研制难度。 （2）安全性强。无人机在操纵人员培训和执行任务时对人员具有高度的安全性，保护有生力量和稀缺的人力资源。可以用来执行危险性大的任务。 （3）性能提高。无人机在设计时不用考虑飞行员的因素。许多受到人生理和心理所限的技术都可在无人机上使用，从而突破了有人在机的危险，保证了飞行的安全性。 （4）一机多用，稍作改进后发展为轻型近距离对地攻击机。
（5）采用成熟的发动机和主要机载设备，以减少研制风险与经费投入，加快研制进度。联合研制以减小投资风险、解决经费不足有利于扩大出口及扬长技术与设备优势。 （6）研制综合训练系统。技术要求有: （1）信息技术包括信息的收集和融合，信息的评估和表达，防御性的信息战、自动目标确定和识别等； （2）设备组成包括低成本结构、小型化及模块化电子设备、低可见性天线、小型精确武器、可储存的高性能发动机及电动作动器等； （3）性能实现包括先进的低可见性和维护性技术、任务管理和规划、组合模拟和训练环境等。 三、无人机系统按照功能划分，主要包括四部分: （1）飞行器系统 包括空中和地面两大部分。空中部分包括：无人机、机载电子设备和辅助设备等，主要完成飞行任务。地面部分包括：飞行器定位系统、飞行器控制系统、导航系统以及发射回收系统，主要完成对飞行器的遥控、遥测和导航任务，空中与地面系统通过数据链路建立起紧密联系。 （2）数据链系统 包括：遥控、遥测、跟踪测量设备、信息传输设备、数据中继设备等用以指挥操纵飞机飞行，并将飞机的状态参数及侦察信息数据传到控制站。 （3）任务设备系统 包括：为完成各种任务而需要在飞机上装载的任务设备。
基于PDA的数据采集系统方案
基于PDA的地下管线数据采集系统流程图
1.1概述 在地下管线的生成过程中,取全,取准野外各项原始管线资料信息,是地下管线野外数据采集的主要要求之一,其数据采集的容包括空间定位信息,大量文字描述信息,所涉及的信息种类多,容复杂,信息量大,受人为因素的影响大.目前野外管线数据采集基本维持着野外记录本手写记录的工作方式,这种传统的方法越来越不适应当今信息时代的要求.嵌入式GIS应用于野外数据采集具有无可比拟的优势.基于嵌入式GIS的地下管线野外数据采集系统,是集PDA和嵌入式GIS技术于一身的新型系统,具有便于携带,易于掌握的特点,可改变传统的野外数据采集的工作方式.提高地下管线管理的质量和效率 在Windows Mobile 5.0为系统平台上开发而成。系统在总结现有地下管线普查作业方法的基础上，以提高作业效率、保证数据成果质量为目标，实现数据采集跟踪与外业紧密衔接，优化和改善了传统作业流程，为推进和提升地下管线普查外业一体化流程奠定了基础。 1、管线普查现状存在的主要问题 1）目前管线普查所采用的基本流程图（图1） 2）管线普查中目前存在的主要问题 （1）手工纸质记录维护难度大、查找困难： 由于纸质记录的局限性，当数据量增大时，对图纸记录维护和查询将变得越来越来困难，如果作业小组的草图没有及时的建立成业数据库，则重号、错连、漏入等人为出错几率会直线增加。 （2）由外业管线探测到业建立数据库，中间环节多，出错几率大： 现有的管线普查流程可以看出，由外业管线探测到业建立数据库，白天外业采集作业，晚上业加班录入数据，现在还有的做法是同一管线属性（如埋深、管径数值型属性）事先记录在草图上，再由草图抄写管线探测手簿，然后根据管线探测手簿由业人员建立成管线数据库，管线属性和连接关系至少经过两到三道工序才能建立到数据库中，在不同人员，不同工序的影响下，加大了的数据出错的几率。（3）填写管线探测手簿与业建库加大了业处理工作量：
无人机城市可视化管理系统方案
无人机的城市可视化管理系统技术方案书
目录 1. 项目背景............................................................................................................................... - 1 - 2. 系统结构............................................................................................................................... - 2 - 2.1硬件系统......................................................................................................................... - 3 - 2.1.1 巡检无人机......................................................................................................... - 3 - 2.2软件系统 (6) 2.2.1 账户注册、登录...................................................................... 错误!未定义书签。 3. 售后及运维......................................................................................................................... - 14 - 4. 相关案例............................................................................................................................. - 14 - 5. 公司介绍.................................................................................................... 错误!未定义书签。
基于Web 的远程监控与数据采集系统
第32卷第4期电子科技大学学报V ol.32 No.4 2003年8月 Journal of UEST of China Aug. 2003 基于Web的远程监控与数据采集系统 陈 新* (郑州轻工业学院信息与控制工程系郑州 450002) 【摘要】分析了监控系统的发展趋势，提出了一种基于Web技术的远程监控与数据采集系统的设计方案。Web 数据库采用ASP技术实现，远程智能终端采用单片机系统实现，用户可以通过浏览器实现对现场设备状态的监控。 该设计方案在实现铁路供水监控系统中取得了成功，通过控制网和Internet的结合，实现了集控制、管理、信息、 网络于一体的企业综合自动化。 关键词监控系统; Web数据库; 服务器; ASP技术 中图分类号TP277 文献标识码 A Application of Long Distance Supervisory Control and Data Acquisition System Based on Web Chen Xin (Dept. of Information and Controlling Eng., Zhengzhou Inst. of Light Ind., Zhengzhou 450002) Abstract In this paper, the development trend and the general significance of the supervisory control system is analyzed, and also a design project of water supply’s supervisory control and data acquisition system based on Web is introduced. The Web database adopts ASP technology to realize, and the long distance intelligent terminal uses MCU system. The user can supervise and control the water supply’s equipments though the browser. The design has met with success in the system of railway water supply’s supervisory control. Though the combination between control network and Internet, the corporation can achieve its automation with control, management, information and network together. Key words supervisory control system; Web database; service; ASP technology 监控系统是集计算机技术、控制技术、网络技术为一体的高新技术产品，具有控制功能强、操作简便和可靠性高等特点，可以方便地用于工业装置的生产控制和经营管理。监控技术经过了单机监控系统、集中式监控系统和网络范围内的远程监控三个发展阶段。远程监控是指本地计算机通过网络系统对远端的控制系统进行监测和控制[1]，其中基于Web的远程监控与数据采集(Supervisory Control and Data Acquisition, SCADA)模式成为当前监控系统的发展趋势[2]。同时，随着社会的发展，人们对水利供应、电力供应、环境监测、城市燃气供应、集中供热以及银行防盗等系统的正常运行提出了更高的要求。以上系统的特点是站点分布较为分散，而站点的正常运行又极为重要。以铁路沿线供水为例，其供水站点的分布很广，传统的人工现场监控浪费人力物力，效率低下，所以研制开发低成本、高可靠性、配置灵活，适用范围广的远程监控系统具有普遍的意义和实用价值。本文结合某铁路局沿线供水监控项目，开发了基于Web的远程监控与数据采集的系统方案。 1 系统整体说明 基于Web的远程监控系统可分为现场监控(智能终端)、监控中心(包括通信模块、数据库服务器、Web服 2002年11月12日收稿 * 男 43岁硕士副教授主要从事过程控制方面的研究
数据采集与监控系统
1.1 数据采集与监控系统（SCADA） 概述 基于Rt-PI实时数据库平台的SCADA/EMS系统是集国际先进的实时数据库平台系统Rt-PI、CIM（Common Information Model）模型和ISM（Integrated System Model）模型为一体的具有完全开放结构的一体化系统。基于Rt-PI数据库平台的SCADA/EMS系统具有许多鲜明的技术特色和应用优势。 产品特点 高可靠性：基于Rt-PI数据库平台的SCADA/EMS系统具备高可靠性，实践 证明，其可靠性不低于99.99%，可用性系数不低于99.99%。 高移植性，跨平台技术：支持各种硬件和操作系统平台，而无需改变操作系 统内核。 实时性和高缩放性：该系统采用Rt-PI大容量高速实时数据库平台系统，与 其它SCADA/EMS系统截然不同，真正实现了SCADA/EMS数据的实时性和高缩放性。 中间件技术：该系统广泛使用中间件技术，使软件易于扩展和维护。 方便快捷、统一完善的人机界面等。 高开放性：该系统支持用户的二次开发、第三方软件，对用户完全开放。
SCADA/EMS体系架构 产品功能 支撑软件功能 ◆Rt-PI实时数据库平台系统◆画面编辑管理系统 ◆报表管理系统◆分布式环境支撑软件 ◆应用程序接口◆事件管理 SCADA软件功能
多数据源 ◆ RTU数据◆人工设定的数据 ◆标准时钟数据及频率值◆下级调度中心转发的数据 ◆上级调度中心转发的外部电网的数据 数据类型 ◆模拟量：包括频率、电压、电流、有功功率、无功功率、温度等 ◆状态量: 包括开关、刀闸、事故总信号、保护信号、SCADA系统设备运行状态等 ◆脉冲电度量◆事故顺序记录 数据处理 ◆模拟量合理性检查，包括越限检查、数据过滤、旁路代用 ◆状态量变位检查、性质判别、数据过滤、事件记录 ◆脉冲量按单个测点和全网总加、统计 ◆强大的统计和计算功能 ◆对多源数据的有效性校验、自动替换、自动恢复 ◆提供基本计算函数、用户定义函数 ◆数据标识和人工置数 历史应用 ◆系统提供对历史数据的保存、处理及统计分析。 ◆系统提供诸如SQL、ODBC等标准访问方式，供用户的应用软件访问历史数据库。 事件/报警处理 ◆可按紧急程度和内容分级与分类◆支持多种报警方式 ◆事件顺序记录(SOE) 控制功能 ◆SBO（Select Before Operation）◆增量控制 ◆设点控制 其它功能 ◆时钟同步◆事故追忆(PDR)
无人机数据后处理软件
无人机航测软件配置方案 一、无人机航测数据特点： 二、影像像幅小，影像数量多；受限于无人机姿态稳定性，影像旋偏角大；非量测性相 机焦距短，影像投影差变形大，并且影像畸变差较大；POS精度低；以上均对后期处理软件具有很高的要求。 二、针对无人机航测数据特点在数据处理中需要解决的几个关键问题： 1）.影像同名点匹配问题，尤其是弱纹理地区，如沙漠、林地、山地、水田等区域 2）.空三成果精度保证问题 3）.空三成果与采集软件的匹配问题 4）.软件操作简单易用，自动化程度高 三、国内外无人机数据处理软件对比 进口
国产：
四、推荐软件介绍 结论依据：通过分析市面上的无人机后处理软件的特点，结合市场用户的试用情况及经验积累如南宁勘察测绘地理信息院，遵义水利水电勘测设计研究院（湄潭县高台水库1:1000地形图测量项目，中桥水库1:1000地形图测量项目），中国电建成都勘察设计研究院有限公司，中国电建西北勘测设计研究院有限公司，软件选型上采用多种软件组合的方式，数据预处理采用美国Trimble公司UASMaster软件，采用UASMaster软件做完同名点匹配后采用德国Inpho公司Inpho软件MATCH-AT功能进行空三加密，空三加密后的成果导入航天远景公司Mtrix系列或四维公司JX4系列测图系统进行测图，这是实现高效高精度成果的最佳方式也是经过大量生产验证过经验方案。 UASMaster软件介绍 该软件在非摄影测量人员接近黑匣子的简单工作流与摄影测量专家的工作流之间架起了桥梁，填补了他们之间的空缺。UASMaster包含先进的技术，这种技术经过定制，能从UAS 的数据特性中给出高质量的结果。它很容易集成到Inpho软件的摄影测量工作流和第三方工作流中。 UASMaster具有开放市场的理念，几乎能处理来自任何UAS硬件供应商的数据。它可以处理固定翼无人机和直升无人机系统所获得的数据。甚至对于处理飞艇和其它类型无人机系统所采集的数据，也证明该软件是成功的。 主要特点 集成到单一产品中的完整的摄影测量工作流程 快速黑盒子处理或者通过预设的质量优化与性能优化的多步骤处理
最高效的四旋翼无人机数据采集建模
最高效的四旋翼无人机数据采集建模 一、简介 近年来，微小型四翼无人机已经成为了无人飞行器研究领域的一个热点。它结构简单、机动性强、便于维护，能够在空中悬停、垂直起飞和降落。在军用和民用方面具有较大的潜在应用价值，国内外许多研究单位纷纷致力于四旋翼无人机飞行控制的架构设计与飞行控制研究，以实现四旋翼无人机的自主飞行。机载传感器系统是四旋翼无人机飞行控制系统的重要组成部分，它为机载控制系统提供可靠的飞行状态信息，是实现四旋翼无人机自主飞行的重要设备。 现在无人机应用最广的是倾斜摄影技术优势或者说最吸引用户的，就是利用倾斜摄影技术可以全自动、高效率、高精度、高精细的构建地表全要素三维模型。 二、四旋翼无人机特点
1、机动性能灵活，低空性能出色。能在城市、森林等复杂环境下完成各种任务。可完成空中悬停监视侦查。实现对动力要地低，能在狭小空间穿行，能垂直起降，对起降环境要求低。 2、对动力要求较小，产生的噪音低，隐蔽性能高，安全性能出色。四旋翼无人机采用四个马达提供动力，可使飞行更加稳定和精确。 3、结构简单，运行、控制原理相对容易掌握。 4、成本较低，零件容易更换，维护方便。 三、飞行软件 目前无人机种类繁多，针对无人机开发的飞控软件也有很多，目前比较好用的是DJI GS Pro、DJI GO4、Litchi Vue、Pix4d等。 四、数据采集，使用DJI GS pro 1、打开DJI GS pro软件，点击新建任务 2、点击测绘航拍区域模式
3、点击地图选点（飞行定点比较耗飞机电量，无特殊情况建议不使用） 4、点击屏幕就会出现一个航测区域，手动拖拽四个定点可以改变航测的面积和形状，同时也可以手动增加拐点，让航测面积更加的灵活多样。并且在右边的菜单栏里选择好对应的云台相机；设置好任务的高度，任务的高度和拍摄的清晰度，
温度采集系统数据库
（天气温度）温度采集系统数据库的（管理应用） 摘要： 关键词 前言 实现原理 系统的支持工具 温度传感器，SQL数据库对采集到的温度数据进行存储、管理、转发等操作，以实现温度的监控与利用。 数据库系统的优化 目前温度信息采集系统利用实时采集的温度数据资料，对末来一定时段内的温度变化情况作出较为精确的预测和报警，在人们的生产生活中有着重要的作用。 （1）、基本原理: 通过传感器等温度处理系统与一些终端设备连为一体，无线测控终端内置：CPU 模块、数据存储模块、控制模块、GPRS/CDMA数据通信模块。可现场接入多路模拟量、开关量、继电器信号等数据，然后直接通过GPRS无线模块将现场数据与远程控制中心连接，将采集数据实时发送到远程数据库服务器，并存储到数据库中。通过该系统，即使在远离观测现场的异地，也能方便地对气象如温度气候数据的采集读取，真正实现了远程监测和数据共享的功能。除数据远程采集、实时监控外，系统还可实现远程手机报警，并通过用户手机远程控制现场设备。 系统功能特点 1、功能 （1）24小时不间断实时监测、处理数据； （3）自动报警–可通过短信、中心控制机软件等方式报警；
（4）监测数据的管理、分析和统计；定期生成监测报表； （6）具备温度的自动采集功能，能自动采集到某一区间的温度， （7）具备定时自报功能，按预先设置的定时时间间隔（可任意设置），向中心站发送当前的温度， （8）数据库查询（分类、统计、表格生成） （9）设备结构简单、维护方便、情况下正常运行。 2、特点 （1）、安全性 严格权限管理。提供审计跟踪功能，记录所有用户操作过程，具备事务日志功能。 （2）、实时性 实时采集现场中的温度，信息，并将其存在业务数据库中。具有较强的实时性和较高的处理效率， （3）、实用性 操作界面简单，易于理解；系统维护方便快捷；二次开发接口必须标准化；灾难性故障的恢复要简单、可靠。 （4）、容错冗余 采集接口在具备条件的场合，实现冗余；采集软件要有容错处理机制；实时数据库系统具有容错能力，根据具体的硬件条件实现冗余。 （5）、先进性 建立一个开放的、标准的、可扩充、易管理、升级的实时数据库系统。不仅仅要做到配置上的先进，更主要的是开发上和应用上的先进。
数据采集系统设计思路
数据采集系统设计思路 基本功能 将各采集点，如医院，药店等数据库（或其它数据载体）中的数据按照一定的规则提取，生成适合传输和存贮的文件，通过互联网将文件上传到服务器，服务器对数据进行分析处理，并按照一定的配置条件进行数据告警处理，最后把数据存贮于数据库服务器中，提供给其它应用系统进行数据查阅。 基本架构 主要包括前端数据采集和后台数据存贮两大功能。前端采集负责把各种数据源中的数据按要求存为文件上传到后台服务器；后台服务主要将上传的文件进行分析和存贮，如下图。
功能组成模块 ?前端采集系统功能模块： 前端采集系统主要包括配置服务、数据查询、文件上传、日志、错误处理、自动更新服务、安全服务、网络服务等模块，各模块主要功能如下： 1.配置服务模块 ●配置模块至少提供二类接口，一是本地配置接口，本地可以通过配 置界面进行相关参数设置；二是远程配置接口，远程服务器可以通 过此接口下达配置命令，实现远程配置，方便以后前端系统的维护。 ●需要实现的基本配置项：
?服务器相关，包括服务器地址，端口，使用长连接还是短连接等。 ?文件传输相关，自动上传时间；文件在服务器上存贮的相对位置； 多个文件传输时使用单连接还是多连接传输。文件上传失败的重 传间隔等。 ?数据库访问相关，数据库连接相关配置，包括数据库类型，连接串，用户名，密码；获得查询结果的相关SQL查询语句和查询 条件；数据定时采集的时间；多条采集命令的优先级等。 ?程序升级更新相关，包括手动还是自动更新，自动更新的时间等。 ?其它配置，包括是否记录日志文件，日志文件存放的路径，单个日志文件的大小，日志文件最长存放的时间，采集文件存放路径， 是否删除已经上传的采集文件，是否对可用磁盘空间进行监控和 剩余空间不足告警；登录相关配置等 注：招唤采集不提供单独的配置，招唤采集其实就是定时采集，由 服务器下达一个优先级较高并立即执行的采集配置命令即可。 ●配置数据读取功能，读取配置数据，提供给其它模块使用。 2.数据查询模块 ●针对不同的数据库，根据配置条件或接收的命令，查询数据库，生 成查询结果记录集，系列化为二进制文件，使用高效压缩算法对文 件进行压缩，按照文件命名规则存贮于指定位置。 3.文件上传模块 ●按照配置条件或接收到的命令，上传文件，包括需要的任何文件， 如采集的二进制结果文件，日志记录文件等。
无人机航拍系统
摘要：针对小型无人机航拍系统的功能要求和存在的问题，设计了一种图像和GPS数据采集系统，并给出了系统的结构和工作原理。系统以ARM单片机为核心，采用无线通信方式将串口采集到的数据发送到地面基站，并在上位机上显示。对数据采集、无线发送和上位机编程等关键问题作了分析，并给出了设计方案。实地试验表明，本系统工作稳定，可满足无人机航拍系统的要求。 关键词：无人机；STM32；无线传输；图像采集 无人机系统作为一种高端的遥控设备已经被广泛应用于军事侦查、远程监控和地质测绘等领域。通常无人机系统的首要任务是将实时采集到的图像信号通过无线通信设备传送到地面基站。国外对于这方面的研究较早，但由于技术封锁等原因，目前可供借鉴的资料很少，加之我国在该方面研究起步较晚，致使我国在无人机无线视频图像传输领域的技术较落后。现阶段的无人机图像采集技术主要有两种方式：一种是采用模拟传输方式，其频率使用率较低，系统易受干扰，其图像质量较差，信道编码效率不高，且抗多径干扰较差；另一种是采用模拟的CCD摄像头通过模数转换芯片变为数字信号，再由控制器进行压缩和处理，这样不仅加重了控制器的负担，而且也易造成系统功耗较大。同时，由于小型飞行器的载重及能量供给非常有限，对机载部分的功耗、重量和安装尺度等都提出了更为严格的要求。本文设计了一种基于CMOS摄像头和数字图像处理芯片的图像和GPS数据采集系统。该系统具有体积小、传输速率高、传输距离远、带有数据压缩和图像增强功能的特点[1-12]。
地面基站作为无人机系统的“神经中枢”，担负着采集及分析飞行数据、验证及评价飞行效果和保证飞行安全等重要任务。因而，一个好的无人机系统常常需要有功能强大的地面基站平台才能发挥最好的飞行效果。本文设计了一种利用VB编程软件在PC机上实现的具有航迹记录与预测、手动控制飞行、飞行状态监控和视频图像显示等功能的地面基站平台。地面实验表明该系统具有很好的应用效果[9]。 1 系统结构和工作原理 本系统包括机载的视频图像采集系统和地面基站平台两部分，其结构框图如图1所示。系统硬件由摄像头模块、GPS数据采集模块、STM32微控制器和NRF905无线通信模块构成。 该系统以STM32F103RBT6微控制器为核心，机载微控制器通过串口1和串口2分别与VC0706图像处理芯片和GPS接收机进行通信，主要实现以下几个功能。（1）机载微控制器通过控制指令控制VC0706图像处理芯片实现控制摄像头拍照、图像数据压缩以及数字图像传输等任务。（2）机载微控制器将GPS接收机发出的数据按照国家标准的GPS接收机数据输出格式（GB/T 20512-2006）进行解码。再将采
UAV 无人机 智能数据采集服务PowerVision
UAV智能数据采集服务 系统简述 一般的无人机解决方案中都需要由操作人员进行操作或监控。PowerVision 的创新性解决方案通过升级地面站系统的软硬件，能让整个任务执行过程达到100%全自动操作。无人机的起飞、避障、更换电池、数据传输等工作都能自动完成，完全无需操控人员参与。 自定义任务内容 整个无人机智能数据采集平台的功能就是为用户提供定制化的数据采集服务。系统的操作方式相当的简单，用户只需要定义任务的区域范围和数据提交的时间要求，系统将自动进行任务规划，任务设定，并将最终数据快速可靠的提供给用户。系统的操作交互界面也可根据用户需要进行定制化的开发。 定期数据获取 想知道每天工地建设现场的实际情况么？使用PowerVision无人机智能数据采集平台，能方便快捷的为用户提供每天（甚至每小时）的现场航拍照片，并快速的将数据传输给所需用户。用户能在最短的时间内了解现场实际情况，大大提高事件处理的准确性和效率，同时也能预防各类意外情况的发生。
系统架构 无人机智能数据采集平台整体架构如下图所示： 首先，用户可在客户端设定任务的区域范围、要求的数据提交时间等信息，客户端将会把任务信息上传至云端服务器。云端服务器将根据用户要求，把任务信息发送给相应地面站，地面站电脑根据任务信息制定无人机飞行计划，飞行计划制定完成之后，无人机将自动启飞，执行数据采集任务（在某些特殊情况下也可由操作人员辅助飞行，保证安全性）。 数据采集任务完成之后，无人机自动返回地面站所在位置，地面站将通过机械手臂自动为无人机更换电池，同时将无人机所采集的任务数据（照片）上传至云端服务器。任务数据上传完成之后，云端服务器将自动发送数据至相应客户端，并提醒用户数据获取完成。用户登录客户端，即可观看所需区域的数据信息。 安全高效的无人机产品 PowerVision的无人机坚固可靠，并且能携带各类挂载设备高效的获取用户
基于无人机的图像和GPS数据采集系统的研究与实现
《微型机与应用》2012年第31卷第1期 基于无人机的图像和GPS 数据采集系统的研究与实现* 陈贻国，潘日敏，申燊 （浙江师范大学数理信息与工程学院，浙江金华321004） 摘 要：针对小型无人机航拍系统的功能要求和存在的问题，设计了一种图像和GPS 数据采集 系统，并给出了系统的结构和工作原理。系统以ARM 单片机为核心，采用无线通信方式将串口采集到的数据发送到地面基站，并在上位机上显示。对数据采集、无线发送和上位机编程等关键问题作了分析，并给出了设计方案。实地试验表明，本系统工作稳定，可满足无人机航拍系统的要求。 关键词：无人机；STM32；无线传输；图像采集 中图分类号：TN92 文献标识码：A 文章编号：1674-7720（2012）01-0040-03 Design and realization of an image and GPS data acquisition system for UAV Chen Yiguo ，Pan Rimin ，Shen Shen （College of Mathematics ，Physics and Information Engineering ，Zhejiang Normal University ，Jinhua 321004，China ） Abstract ：Aming at the function requirements and existing problems of the radio camera system of the unmanned aerialvehicle （UAV ），an image and GPS data acquisition system is designed.At first ，the system structure and work principle are presented. Using ARM microcontroller as the core ，the system.The data which is obtained from serial port are sent to ground stations through wireless communication mode ，and displays in PC.Then some key problems are analyzed ，such as the data acquisition ，wireless communication ，PC programming and so on.Design scheme is introduced at last.Field test shows that the system can satisfy aerial drones system requirements. Key words ：UAV ；STM32；wireless communication ；image acqnisition *基金项目：浙江省大学生科技创新活动计划（新苗人才计划）资助项目 （2010R404018） 无人机系统作为一种高端的遥控设备已经被广泛应用于军事侦查、远程监控和地质测绘等领域。通常无人机系统的首要任务是将实时采集到的图像信号通过无线通信设备传送到地面基站。国外对于这方面的研究较早，但由于技术封锁等原因，目前可供借鉴的资料很少，加之我国在该方面研究起步较晚，致使我国在无人机无线视频图像传输领域的技术较落后。现阶段的无人机图像采集技术主要有两种方式：一种是采用模拟传输方式，其频率使用率较低，系统易受干扰，其图像质量较差，信道编码效率不高，且抗多径干扰较差；另一种是采用模拟的CCD 摄像头通过模数转换芯片变为数字信号，再由控制器进行压缩和处理，这样不仅加重了控制器的负担，而且也易造成系统功耗较大。同时，由于小型飞行器的载重及能量供给非常有限，对机载部分的功 耗、重量和安装尺度等都提出了更为严格的要求。本文设计了一种基于CMOS 摄像头和数字图像处理芯片的图像和GPS 数据采集系统。该系统具有体积小、传输速率高、传输距离远、带有数据压缩和图像增强功能的特点[1-12]。 地面基站作为无人机系统的“神经中枢”，担负着采集及分析飞行数据、验证及评价飞行效果和保证飞行安全等重要任务。因而，一个好的无人机系统常常需要有功能强大的地面基站平台才能发挥最好的飞行效果。本文设计了一种利用VB 编程软件在PC 机上实现的具有航迹记录与预测、手动控制飞行、飞行状态监控和视频图像显示等功能的地面基站平台。地面实验表明该系统具有很好的应用效果[9]。 1系统结构和工作原理 本系统包括机载的视频图像采集系统和地面基站平台两部分，其结构框图如图1所示。系统硬件由摄像 40