论文部分内容阅读
摘要：信息化、数字化时代的到来，促进了各行各业的迅速崛起，给人们的工作带来了极大的便利，同时，海量数据的产生形成了复杂的信息系统。如何对海量数据进行处理与分析，挖掘出对社会有价值的信息，避免不良信息对社会产生的负面影响，成为计算机数据系统需要解决的问题。但是，由于数据量的不断增加，计算机数据系统由于其内部设置等问题，对数据的处理精度和真实度都存在一定的误差，如何对计算机数据系统进行改进，解决数据处理误差问题，是当前面临的主要问题之一。因此对集中式信息通信运行数据的自主采集系统设计进行分析有着非常重要的意义。
关键词：集中式信息通信；运行数据；自主采集系统；设计
1数据采集系统概述
1.1数据采集系统的涵义与特征
其一是具有短暂性，现代社会的信息更新速度快，数据采集系统需要不断优化升级才能满足人们的需求。程序员应及时更新系统理念，最大程度的保证计算机数据采集系统的工作效率。其二是消耗大量人力与财力，数据采集过程涉及较多流程，各部分之间要相互配合才能完成工作，需要投入大量的时间、精力与资金。
1.2数据采集系统的结构。
该系统的结构的工作原理是将输入的模拟信号经由调理电路的调理作用，确保其电压不会损坏A/D转换器，随后A/D转换器将模拟信号转变为数字信号，该步骤有利于后续工作的顺利进行。单片机对数据进行进一步处理后经由显示电路与通信接口电路完成最后处理。总之，数据采集系统是完成多种测量的核心工具，工作人员应明确该系统各部分结构的作用与特点，促使其更好的为数据采集服务。
1.3数据采集系统的误差分析
系统误差、随机误差与粗大误差是影响计算机数据采集系统的三大误差来源，这些误差主要产生于传感器取样与量化环节，影响了数据判断的准确性。系统误差有一定规律可寻，例如由于计算机内部温度升高，电子元件的工作参数出现了一定范围内的浮动，导致数据采集、处理与分析的精度受到了影响。数据采集系统运行过程中会受到较强的电磁干扰，导致信号取样输出产生误差，也就是粗大误差，可通过统计学的方法加以解决。首先需要根据格拉布斯准则确定异常数据的置信区间，然后再找出正常数据的边界模型，最后清除异常数据并算出最后的测量值。
2信息通信技术的基本原理
2.1信息通信的要素分析
信息发送者、信息接收者、信息载体是信息通信中的重要因素。信息发送者和信息接收者可以是人或者机器，其在信息通信中的任务就是传输或者接收信息。比如，电网中应用信息通信技术，可以及时将电网运行情况传输至电网控制中心，然后由电网控制中心对相关信息进行分析，如果发现电网运行故障，則可以迅速确定故障发生点、故障类型，以便于及时排除故障隐患，确保电网运行的安全、稳定。而信息载体的形式则相对较多，根据具体的情况可以分为有线信道、无线信道、模拟信道、数字信道等几种类型。
2.2信息传输的形式
信息在传输的过程中，必须先通过变换器将其转化为符合传播要求的信号，然后在信息传输至目的地后，再利用转化器将其转化为信息，最后被信息接收者利用。一般情况下，信息的转化主要以模拟信息与数字信号为主。比如，在光纤传播中，信息的转化主要采取的是模拟信号。利用光缆这一传播媒介，以光载波的形式进行信息的传播，然后接收方再将其转化为信息数据，并加以利用。在实践的过程中，模拟数据可以根据具体的要求转化为数字信号或者模拟信号。不管是模拟信号还是数字信号在传输过程中都会在经过一定的传输距离后出现减弱的现象，因此为了有效应对模拟信号减弱的问题，可以使用放大器增强信号能力，才能确保信息传输的安全、稳定，对于数字信号而言，则可以采取中继器加强信号，以确保信息的传输质量符合要求。
2.3信息传输的方式
并行通信与串行通信是信息传播常用的两种方式。并行通信主要是在信息发送设备同时发送多个数据，而信息接收设备在同时接收多个数据时采用。比如，在射击练习过程中，每一名士兵都要瞄准一个靶位，而信息就如同士兵发射出的子弹一样，在收到命令后发射出去。串行通信则主要是一对一的数据传输和接收。虽然并行通信方式的传输效率相对较高，但是由于该技术的成本较高且不支持远距离的信息传输，所以主要应用于短距离的信息传输。如果在长距离信息传输过程中采用并行通信技术的话，那么不仅无法确保信息传输的可靠性，同时，也会增加信息数据出错或者丢失现象发生的概率。而串行通信技术虽然传输效率较并行通信相对较低，但是由于其使用成本相对较低，因此其适用于范围相对较大的远距离信息传输。
3自主采集集中式信息通信运行数据系统设计
在通信技术中应用数据自动采集系统可弥补传统数据采集不足的问题，改善了时间与空间之间的界限。当数据采集的电路通过数据传输将采集到的信息进行量化后，可通过接口传送给计算机，并利用软件完成集中式信息通信数据的处理，数据采集的硬件与软件需通过图1原理图进行设计。
3.1自主采集系统硬件设计
针对集中式信息通信运行数据采集系统专用性决定了数据采集、通信网络传输应该遵守的应用环境。在硬件设计过程中，被测试目标需要跟随硬件系统设计中的多端口采集器进行数据收集，根据物理量变化对收集的数据属性进行科学分析。由于进行数据采集时对设备要求极高，为此在设计时需保持系统稳定性，如果失去了数据采集精准度，那么也就失去了数据采集系统的设计意义。利用数据自主采集设备采集相关数据，使用多端口采集器将信号连接在接线柱上，该接线柱可将动态信号转变成静态信号。利用双绞线将被测目标的静态信号传送到采集器上，工作站接收信号后传递给系统，并对数据加以分析和处理。在硬件结构中，对多端口采集器进行数据自主采集具有数据库与非数据库之分，数据库被广泛应用到硬件设计之中，其优点是利用属性结构存储方式对信息进行采集；而针对非数据库进行数据自主采集存在伸缩性强、可靠性高等优势，遵循数据自主采集原则，其属性结构具有不确定性，为此设计多端口采集器可节省大量采集时间。
3.2系统软件开发与设计
在数据采集系统软件设计中，根据用户提出的需求在宏观上对用户信息、设备信息进行管理；在微观上对数据采样时间进行设计。系统软件严格按照安全环境状态下数据采集真实业务流程进行设计，其顺序为：设备校正、参数设置、数据存储、数据计算显示、导出系统软件功能主要有：对数据进行初始化采集，设置各个采集通道；设置采集环境和参数信息；控制数据采集自动化过程；在采集过程中，各个采集通道数据需要经过存储、计算、分析和显示等步骤才能进行同步处理；严格管理用户群，提高系统安全性与保密性。在软件设计过程中设定每隔1min对集中式信息通信运行数据变化进行记录，时间间隔为50ms，采集周期上限为10min，每个采集器进行连接时，容易丢失10个数据。为此需利用多端口采集器对丢失的数据进行采集。
4结语：
信息化、数字化、网络化的发展是当今社会的主流趋势，也是未来继续发展的形式之一。各种行业都具有海量的数据，加强数据处理的精度，成为亟待解决的问题。计算机数据采集系统中主要引起精度问题的原因包括：数据采集设备的精度、数据转换过程中产生的误差及计算机进行数据处理产生的误差。所以针对集中式信息通信运行数据的自主采集系统设计进行分析并给出合理科学的解决措施，具有重要的研究意义和价值。
参考文献：
[1]乔旭彤，耿海洲，董峰.集中式电动汽车电池管理系统设计[J].电子测量与仪器学报，2015.
[2]卢伟，孟婥，孙以泽，等.基于Modbus/TCP及FINS/TCP协议的数据采集与通讯系统设计[J].仪表技术与传感器，2017.
关键词：集中式信息通信；运行数据；自主采集系统；设计
1数据采集系统概述
1.1数据采集系统的涵义与特征
其一是具有短暂性，现代社会的信息更新速度快，数据采集系统需要不断优化升级才能满足人们的需求。程序员应及时更新系统理念，最大程度的保证计算机数据采集系统的工作效率。其二是消耗大量人力与财力，数据采集过程涉及较多流程，各部分之间要相互配合才能完成工作，需要投入大量的时间、精力与资金。
1.2数据采集系统的结构。
该系统的结构的工作原理是将输入的模拟信号经由调理电路的调理作用，确保其电压不会损坏A/D转换器，随后A/D转换器将模拟信号转变为数字信号，该步骤有利于后续工作的顺利进行。单片机对数据进行进一步处理后经由显示电路与通信接口电路完成最后处理。总之，数据采集系统是完成多种测量的核心工具，工作人员应明确该系统各部分结构的作用与特点，促使其更好的为数据采集服务。
1.3数据采集系统的误差分析
系统误差、随机误差与粗大误差是影响计算机数据采集系统的三大误差来源，这些误差主要产生于传感器取样与量化环节，影响了数据判断的准确性。系统误差有一定规律可寻，例如由于计算机内部温度升高，电子元件的工作参数出现了一定范围内的浮动，导致数据采集、处理与分析的精度受到了影响。数据采集系统运行过程中会受到较强的电磁干扰，导致信号取样输出产生误差，也就是粗大误差，可通过统计学的方法加以解决。首先需要根据格拉布斯准则确定异常数据的置信区间，然后再找出正常数据的边界模型，最后清除异常数据并算出最后的测量值。
2信息通信技术的基本原理
2.1信息通信的要素分析
信息发送者、信息接收者、信息载体是信息通信中的重要因素。信息发送者和信息接收者可以是人或者机器，其在信息通信中的任务就是传输或者接收信息。比如，电网中应用信息通信技术，可以及时将电网运行情况传输至电网控制中心，然后由电网控制中心对相关信息进行分析，如果发现电网运行故障，則可以迅速确定故障发生点、故障类型，以便于及时排除故障隐患，确保电网运行的安全、稳定。而信息载体的形式则相对较多，根据具体的情况可以分为有线信道、无线信道、模拟信道、数字信道等几种类型。
2.2信息传输的形式
信息在传输的过程中，必须先通过变换器将其转化为符合传播要求的信号，然后在信息传输至目的地后，再利用转化器将其转化为信息，最后被信息接收者利用。一般情况下，信息的转化主要以模拟信息与数字信号为主。比如，在光纤传播中，信息的转化主要采取的是模拟信号。利用光缆这一传播媒介，以光载波的形式进行信息的传播，然后接收方再将其转化为信息数据，并加以利用。在实践的过程中，模拟数据可以根据具体的要求转化为数字信号或者模拟信号。不管是模拟信号还是数字信号在传输过程中都会在经过一定的传输距离后出现减弱的现象，因此为了有效应对模拟信号减弱的问题，可以使用放大器增强信号能力，才能确保信息传输的安全、稳定，对于数字信号而言，则可以采取中继器加强信号，以确保信息的传输质量符合要求。
2.3信息传输的方式
并行通信与串行通信是信息传播常用的两种方式。并行通信主要是在信息发送设备同时发送多个数据，而信息接收设备在同时接收多个数据时采用。比如，在射击练习过程中，每一名士兵都要瞄准一个靶位，而信息就如同士兵发射出的子弹一样，在收到命令后发射出去。串行通信则主要是一对一的数据传输和接收。虽然并行通信方式的传输效率相对较高，但是由于该技术的成本较高且不支持远距离的信息传输，所以主要应用于短距离的信息传输。如果在长距离信息传输过程中采用并行通信技术的话，那么不仅无法确保信息传输的可靠性，同时，也会增加信息数据出错或者丢失现象发生的概率。而串行通信技术虽然传输效率较并行通信相对较低，但是由于其使用成本相对较低，因此其适用于范围相对较大的远距离信息传输。
3自主采集集中式信息通信运行数据系统设计
在通信技术中应用数据自动采集系统可弥补传统数据采集不足的问题，改善了时间与空间之间的界限。当数据采集的电路通过数据传输将采集到的信息进行量化后，可通过接口传送给计算机，并利用软件完成集中式信息通信数据的处理，数据采集的硬件与软件需通过图1原理图进行设计。
3.1自主采集系统硬件设计
针对集中式信息通信运行数据采集系统专用性决定了数据采集、通信网络传输应该遵守的应用环境。在硬件设计过程中，被测试目标需要跟随硬件系统设计中的多端口采集器进行数据收集，根据物理量变化对收集的数据属性进行科学分析。由于进行数据采集时对设备要求极高，为此在设计时需保持系统稳定性，如果失去了数据采集精准度，那么也就失去了数据采集系统的设计意义。利用数据自主采集设备采集相关数据，使用多端口采集器将信号连接在接线柱上，该接线柱可将动态信号转变成静态信号。利用双绞线将被测目标的静态信号传送到采集器上，工作站接收信号后传递给系统，并对数据加以分析和处理。在硬件结构中，对多端口采集器进行数据自主采集具有数据库与非数据库之分，数据库被广泛应用到硬件设计之中，其优点是利用属性结构存储方式对信息进行采集；而针对非数据库进行数据自主采集存在伸缩性强、可靠性高等优势，遵循数据自主采集原则，其属性结构具有不确定性，为此设计多端口采集器可节省大量采集时间。
3.2系统软件开发与设计
在数据采集系统软件设计中，根据用户提出的需求在宏观上对用户信息、设备信息进行管理；在微观上对数据采样时间进行设计。系统软件严格按照安全环境状态下数据采集真实业务流程进行设计，其顺序为：设备校正、参数设置、数据存储、数据计算显示、导出系统软件功能主要有：对数据进行初始化采集，设置各个采集通道；设置采集环境和参数信息；控制数据采集自动化过程；在采集过程中，各个采集通道数据需要经过存储、计算、分析和显示等步骤才能进行同步处理；严格管理用户群，提高系统安全性与保密性。在软件设计过程中设定每隔1min对集中式信息通信运行数据变化进行记录，时间间隔为50ms，采集周期上限为10min，每个采集器进行连接时，容易丢失10个数据。为此需利用多端口采集器对丢失的数据进行采集。
4结语：
信息化、数字化、网络化的发展是当今社会的主流趋势，也是未来继续发展的形式之一。各种行业都具有海量的数据，加强数据处理的精度，成为亟待解决的问题。计算机数据采集系统中主要引起精度问题的原因包括：数据采集设备的精度、数据转换过程中产生的误差及计算机进行数据处理产生的误差。所以针对集中式信息通信运行数据的自主采集系统设计进行分析并给出合理科学的解决措施，具有重要的研究意义和价值。
参考文献：
[1]乔旭彤，耿海洲，董峰.集中式电动汽车电池管理系统设计[J].电子测量与仪器学报，2015.
[2]卢伟，孟婥，孙以泽，等.基于Modbus/TCP及FINS/TCP协议的数据采集与通讯系统设计[J].仪表技术与传感器，2017.