数据采集基础知识重点
数据采集基础知识PPT课件
数据处理
对采集到的数据进行处理和分析 ，提取有用信息。
04 数据采集方法分类与特点
手动录入法
定义
通过人工方式将数据逐条录入到目标系统中。
缺点
效率低下，易出错，不适合大规模数据采集。
优点
灵活性高，适用于小规模、非结构化数据采 集。
应用场景
问卷调查、实验数据记录等。
数据传输技术
数据传输方式
可分为有线传输和无线传 输两种，有线传输稳定可 靠，无线传输灵活方便。
数据传输协议
如TCP/IP、HTTP、MQTT 等，用于规定数据传输的 格式和规则。
数据传输安全
采用加密技术、身份认证 等措施，确保数据传输过 程中的安全性和完整性。
数据存储技术
数据存储介质
包括磁存储、光存储、半导体存储等， 不同介质具有不同的性能和成本。
数据采集基础知识ppt课件
contents
目录
• 数据采集概述 • 数据采集技术原理 • 数据采集系统组成与功能 • 数据采集方法分类与特点 • 数据采集工具介绍及使用技巧 • 数据采集实施流程与规范 • 数据采集挑战与解决方案
01 数据采集概述
数据采集定义与重要性
数据采集定义
数据采集是指从各种数据源中收 集、提取和整理数据的过程，为 后续的数据分析、数据挖掘等提 供基础数据支持。
自动导入法
定义
通过预设的规则和模板，将数据源中 的数据自动导入到目标系统中。
优点
效率高，准确性好，适用于结构化数 据采集。
缺点
灵活性差，需要预先定义好数据格式 和导入规则。
应用场景
数据库数据迁移、文件数据导入等。
数据采集基础知识
off t
1-
0t
脉冲队列
输入： 检测一个开关的打开/闭合 输出：
打开/关闭一个阀门
输入：
读光编码器的输出信 号 输出： 产生一个方波
对采集卡的要求
驱动能力 通道数
时钟频率 分辨率
2.3 模拟信号的数字化
1 时间断续-采集信号 • 采样间隔Δt，采样点在时域上是分散的。
2 数值断续：
量化：把采样信号xs(nTs)以某个最小数量单位的整倍数来度量， 这个过程称为量化，量化后信号变换为xq(nTs)。 编码：把量化信号xq(nTs)经过编码，可转换为离散的数字信号 x(n)。
0
t
0 τ
2Ts 3Ts ...
t
Ts
采样过程可认为是一个脉冲调制过程，采样开关可看做是一个 调制器。这种脉冲调制过程是将输入的连续模拟信号x（t）的 波形转换为宽度非常窄而幅度由输入信号确定的脉冲序列，如 图2-3所示。
x(t)
0 δTs(t)
0
δTs(t)
xs(nTs)
t
x(t) t
xs(nTs)
xs(nTs ) x(nTs) (t nTs ) n0
采样定理：连续信号→离散信号
连续时间信号，可以表示为无限多个谐波的叠加。
信号x(t)和频谱X(f)的关系为：
x(t) X ( f )ei2ft df
（2-1）
X ( f ) x(t)ei2ft dt
（2-2）
由 x(nTs ) 恢复出 x(t) ，频谱 X ( f ) 和采样间隔 Ts 必须满足： X ( f ) 有截止频率(即最高频率) f c ，即当 f fc 时，
最小数量单位称为量化单位。量化单位定义为量化器满量程电 压FSR（Full Scale Range）与2n的比值，用q表示，因此有 q=FSR/2n，n为量化器的位数。
数据采集知识点总结
数据采集知识点总结一、数据采集概述数据采集是指获取和提取数据的过程，目的是为了得到可用于分析和决策的数据。
数据采集可以包括从不同来源获取数据，例如数据库、文件、网络等。
在数据采集过程中，需要考虑数据的准确性、完整性、一致性和时效性。
数据采集是数据分析的第一步，对于数据分析和决策具有重要意义。
二、数据采集方法1.手工录入数据手工录入数据是最基本的数据采集方法，通过人工录入数据到系统中。
这种方法适用于小规模且数据量较小的情况，但是需要注意数据录入的准确性和效率。
2.数据抽取数据抽取是指从数据源中抽取数据到目标系统的过程。
常用的数据抽取方法包括增量抽取和全量抽取。
增量抽取是指只抽取最新的数据，全量抽取是指抽取全部数据。
数据抽取可以通过数据库连接、文件传输、API接口等方式实现。
3.网络爬虫网络爬虫是一种自动化的数据采集工具，可以自动从网页中获取所需的数据。
网络爬虫可以通过模拟用户行为进行数据采集，常用于网页内容抓取、搜索引擎优化等场景。
4.传感器数据采集传感器数据采集是指通过传感器设备获取实时环境数据。
常见的传感器包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器等。
传感器数据采集广泛应用于物联网、智能家居、工业自动化等领域。
5.日志采集日志采集是指从系统日志文件中获取所需的数据。
系统日志文件记录了系统运行时的各种信息，包括错误日志、调试日志、访问日志等。
通过分析系统日志可以了解系统的运行状况和问题原因。
6.用户调查和问卷用户调查和问卷是一种主观性的数据采集方法，通过向用户提出问题来获取用户反馈和意见。
用户调查和问卷可以帮助了解用户的需求和偏好，对产品设计和营销策略具有重要意义。
三、数据采集工具1.ETL工具ETL（Extract, Transform, Load）工具是一种专门用于数据抽取、转换和加载的工具。
常见的ETL工具包括Informatica、Talend、SSIS等，可以帮助用户进行数据集成和转换。
2.网络爬虫框架网络爬虫框架是一种用于构建和运行网络爬虫的工具。
数据采集基础知识重点
数据安全是指保护数据免受未经授权的访问、修改或破坏。 数据安全是数据存储的重要方面之一，需要采取多种措施 来确保数据的安全性。
04
数据采集安全与隐私
数据采集的合规性
01
02
03
遵守法律法规
数据采集应遵守国家法律 法规，确保数据的合法性 和合规性。
遵守行业标准
数据采集应遵循相关行业 标准，确保数据的规范性 和可靠性。
对数据进行访问控制，限制对数据的访问权限，确保只有授权的人 员能够访问相关数据。
隐私保护与数据脱敏
隐私保护
01
在数据采集和使用过程中，应尊重和保护个人隐私，避免未经
授权的泄露和滥用。
数据脱敏
02
对敏感数据进行脱敏处理，去除或遮盖敏感信息，以降低数据
泄露的风险。
匿名化处理
03
通过匿名化技术对数据进行处理，使得数据无法与特定个人关
02
社会治理数据
03
经济运行数据
包括人口普查、交通管理、环境 保护等数据，用于监测社会治理 状况和优化政策制定。
包括GDP、税收、物价等经济运 行数据，用于分析经济形势和制 定经济发展战略。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
联，从而保护个人隐私。
05
数据清洗与预处理
数据缺失处理
删除缺失值
删除含有缺失值的行或列，但可能导 致数据量减少。
填充缺失值
使用均值、中位数、众数等对缺失值 进行填充。
数据缺失处理
• 插值：使用线性插值等方法预测缺失值。
数据缺失处理
01
注意事项
02
评估缺失值对分析的影响，避免因删除或填充导致数据失真。
收集数据的基本知识点总结
收集数据的基本知识点总结一、数据收集的定义数据收集是指从各种来源搜集、记录并分类各种信息的过程。
这些信息可以包括数字、文字、图片、声音等不同形式的数据。
数据收集的目的是为了从中获取有价值的信息，以支持决策制定和行为预测等工作。
数据收集可以分为定性和定量两种类型。
定性数据收集是指收集描述性或主观性的数据，如文字描述、情感倾向等；定量数据收集则是指对事物的数量、比例、关系等进行收集和测量。
二、数据收集的方法数据收集的方法有很多种，主要包括：1. 问卷调查：通过设计问卷，向受访者提出问题，以了解他们的态度、偏好、看法等信息。
2. 采访调查：可以通过面对面的访谈或电话访谈的方式，向受访者提问，获取详细的信息。
3. 观察法：直接观察被调查对象的行为、表现或其他特征，获取信息。
4. 实验法：在确定的条件下，对被试验对象进行控制和实验，以获取数据。
5. 文献调研：通过查阅文献、报告、统计数据等已有资料，获取相关信息。
6. 数据挖掘：利用计算机技术和算法，从大量数据中挖掘有用的信息。
7. 传感器数据收集：利用各种传感器设备，采集环境、生理、运动等数据。
8. 互联网数据收集：通过互联网平台、社交媒体等渠道搜集数据。
以上是常见的数据收集方法，各种方法可以根据研究目的和对象的特点进行选择和组合，以获取全面准确的数据。
三、数据收集的主要问题在进行数据收集时，可能会遇到一些问题，主要包括：1. 样本选择偏误：样本的选取会对最终的数据结果产生影响。
如果样本选择不合理或偏差太大，就会导致数据的不准确性。
2. 数据质量问题：数据的真实性、完整性、可靠性等问题，可能会影响数据的使用和解释。
3. 数据采集成本高昂：数据收集需要耗费时间和资源，成本较高。
4. 数据泄露隐私问题：在获取数据的过程中，可能会涉及到被调查者的隐私，这需要正确处理和保护。
以上是数据收集中常见的问题，需要在数据收集的过程中予以重视和解决。
四、数据收集的工具在实际的数据收集中，可以利用各种工具和技术来辅助完成。
数据采集相关知识点总结
数据采集相关知识点总结1. 数据采集的定义和意义：数据采集是指从各种数据源中获取数据的过程。
数据源可以是互联网上的网页、数据库中的记录、传感器采集的信息等。
数据采集的意义在于为后续的数据分析和决策提供数据支持，是数据分析的第一步。
同时，数据采集也有助于发现新的数据资源，促进了数据的价值利用。
2. 数据采集的类型：数据采集可以分为结构化数据采集和非结构化数据采集。
结构化数据采集指的是获取已经固定格式和规范化的数据，比如数据库中的表格数据。
而非结构化数据采集则是获取不规范化和格式化的数据，比如网页上的文本、图像等。
3. 数据采集的流程：数据采集的流程可以大致分为以下几个步骤：确定数据需求、确定数据源、确定采集方式、采集数据、清洗和整理数据、存储数据。
确定数据需求是指明确需要采集的数据内容和目的，是数据采集的基础。
确定数据源是指确定从哪些地方获取数据，可以是互联网、传感器、数据库等。
确定采集方式是指采用何种方法来获取数据，比如爬虫、API接口、人工录入等。
采集数据是指根据需求和数据源开始实际获取数据的过程。
清洗和整理数据是指对采集到的数据进行处理和加工，以提高数据的质量。
存储数据是指将清洗和整理好的数据存储到相应的数据库或者文件中，以备后续分析使用。
4. 数据采集的技术和工具：数据采集涉及到多种技术和工具，比较常见的有网络爬虫、API接口、数据仓库、ETL工具等。
网络爬虫是一种通过模拟浏览器行为从网页中获取数据的技术，可以用于大规模的数据采集。
API接口是一种通过调用公开的接口来获取数据的方式，往往是获取结构化数据的有效方式。
数据仓库是一种专门用于存储和管理数据的系统，可以帮助进行大规模和复杂的数据采集和管理。
ETL工具是一种专门用于数据抽取、转换和加载的工具，可以帮助实现数据采集和整理的自动化。
5. 数据采集的挑战和问题：在进行数据采集的过程中，常常会遇到一些挑战和问题。
比如数据源的多样性和不确定性导致了数据采集的困难度增加；数据的质量和准确性往往需要经过清洗和整理的处理；数据的隐私和安全问题也是需要重视的；同时，法律和道德规范对于一些数据的采集和使用也需要考虑。
数据采集基础知识 PPT课件
x s (nTs ) x(nTs) (t nTs )
n 0
采样定理：连续信号→离散信号
连续时间信号，可以表示为无限多个谐波的叠加。 信号x(t)和频谱X(f)的关系为：
x(t )
i 2ft x ( t ) e dt
X ( f )ei 2ft df
（2-1）
X( f )
（2-2）
由
X( f )
x(nTs )
恢复出 x(t ) ，频谱
X( f )
和采样间隔 Ts 必须满足：
有截止频率(即最高频率) f c ，即当 f f c 时， X( f ) 0 （2-3） 1 1 Ts 或 f c 2T （2-4） 2f
c
s
采样定理：连续信号→离散信号
x(t)
x(t)
0
t
采样/保持
xs(nTs) xs(nTs)
0
Ts 2Ts 3Ts ...
t
量 化
xq(nTs) 4q 3q 2q q
xq(nTs)
编 码
x(n) x(n)
0
Ts 2Ts 3Ts ...
t
计算机
0
001 011 100 010 010 011
t
模拟信号离散化处理时遵循的原则
(1) 采样点增多，占用计算机的大量内存单元，可能会因内存不 够而无法工作； (2) 采样点太少，各采样点之间相距太远，使原始数据值的失真， 信号复原时不能复现原来连续变化的模拟量，从而造成误差。 对模拟信号离散化时，依据采样定理进行。
数据采集：被测对象的各种参量通过各种传感元件经过适当
转换后，经采样、量化、编码、传输等步骤，最后送到控制 器进行数据处理或存储记录的过程。 数据采集系统(DAS,DAQ：Date Acquisition System)
第13章 数据采集基础知识
第13章数据采集基础知识13.1 数据采集系统13.1.1 数据采集系统概述13.1.2 使用数据采集示例程序13.1.3 数据采集特有的数据类型13.2数据采集VI13.2.1 数据采集VI的位置13.2.2 数据采集VI的分级13.2.3 关于数据采集VI的参数多义性13.2.4 数据采集VI的参数约定13.2.5 缺省值、缺省设置和当前值13.2.6 数据采集VI的常用参数13.2.7 数据采集程序性能优化13.2.8 出错处理13.3 数据采集的信道设置13.3.1信道定址13.3.2 极限设置13.4 输入输出的数据组织13.5数据采集设备的设置与测试13.5.1数据采集设备安装13.5.2 数据采集设备设置13.5.3 数据采集设备测试第13章数据采集基础知识13.1 数据采集系统广义的数据采集包括模拟输入和模拟输出两部分，它们往往使用同一个系统，有许多相同的概念和术语，本章介绍这些共性的内容。
13.1.1 数据采集系统概述数据采集就是将电压、电流、温度、压力等物理信号转换为数字量并传递到计算机中的过程。
基于LabVIEW的数据采集系统一般如图13-1所示。
图13-1 基于LabVIEW的数据采集系统如本书绪论所述，数据采集硬件有多种多样的形式。
数据采集硬件的选择要根据具体的应用场合并考虑到自己现有的技术资源。
本书侧重于典型的插卡形式的数据采集硬件，并以低价位多功能输入输出卡PCI-6035E、PCI-6024E等为例介绍数据采集的基本概念和应用实例。
硬件驱动程序是应用软件对硬件的编程接口，它包含着对硬件的操作命令，完成与硬件之间的数据传递。
依靠硬件驱动程序可以大大简化LabVIEW编程工作，提高开发效率，降低开发成本。
LabVIEW开发环境安装时，会自动安装NI-DAQ软件，它包含NI公司各种数据采集硬件的驱动程序。
如果购买NI公司数据采集硬件，它还会免费提供一个NI-DAQ软件，目的是使用户得到最新版本的设备驱动程序。
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A/D基本定义
• 多通道采样
– 同步采样
» 采用多个A/D芯片，不同通道采用同一时钟 » 保证不同通道的采样时间相同（信号同步）
– 轮询采样
» 只采用一个A/D芯片，通过多路转换开关实现不同通道的切 换
» 通道转换时间 » 可以通过外加采样/保持电路保证采样的同步
– 突发模式采样
» 用通道时钟控制通道间的时间间隔 » 用另一个扫描时钟控制两次扫描过程之间的间隔
• CLK与Trigger
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A/D基本定义
• Trigger（触发）：启动、停止或同步采集事件的方法
上升沿触发
下降沿触发 正沿触发
模拟触发
触发 事件
延时触发
预触发
N
中触发
M
后触发
数字触发
M
N N
负沿触发
N
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– NRSE
» 可避免接地回路干扰
– RSE
» 最简单，若信号满足下列条件，可选择RSE输入
➢ 输入信号幅值较大，一般需>1V ➢ 连线比较短，一般<5m ➢ 环境干扰很小或信号屏蔽比较好 ➢ 所有输入信号都与信号源共地
» 否则建议选用差分输入方式
– 总体而言，差分输入方式是比较好的选择
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数据采集基础知识
张斌 北京凌华技术支持部
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内容大纲
• 信号与系统初步 • 基本定义
– A/D – D/A – DIO – Timer/Counter
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A/D基本定义
• 采样频率的控制
– Soft Polling（内部软件触发，通过I/O指令实现） – Timer Pacer（由8254定时器芯片分频产生的内部定速时钟）
» 例如：频率 = 2MHz 时钟 /（C1*C2）（这里的C1与C2是16位定时器的分 频系数）
声呐
应力
对采集卡的要求
DC精度
分辨率 采样频率 精度 触发
分辨率 采样频率 精度 触发
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信号采集
• 传感器 • 信号调理
– 放大 – 滤波 – 信号转换 – ……
• 将外部信号采入计算机，并加以处理，最后输出
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数据位数
二进制代码或补码
单极性或双极性
CPU
5. 中断信号控制
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A/D转换的过程--同步板卡
A/D触发信号
模拟
+
信号
_
模拟
+
信号
_
A/D n 转换器
A/D n 转换器
数据 缓冲区Leabharlann 模拟+信号
_
A/D n 转换器
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1-
0t
脉冲队列
输入： 读光编码器的输出信号 输出： 产生一个方波
对采集卡的要求
驱动能力 通道数
时钟频率
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信号与系统初步 (续)
0.985
•模
t
t
f
拟
信
电压信号
时域信号
频域信号
号
温度
雷达回波
振动
压力
血压变化
语音
流量
汽车点火波形
PCI总线
…
内存(Buffer)
CPU
A/D基本定义
• 信号的频率
– 代表信号变化快慢的物理量 – 任何一种信号都可以转换成一组正弦波的迭加 – 不同的信号频率不同：
» 语音：<4kHz » 音乐：<20kHz » 超声：20kHz~xxMHz » FM收音机：MHz » 雷达：xGHz »…
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6.25
100
5.00
011
3.75
010
2.50
001
1.25
000
0
0 20 40 60 80 100 120 140
时间
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A/D基本定义
• A/D数据格式
– 二进制原码 – 二进制循环码
A/D Data (Hex) 7FFF 4000 0001 0000 FFFF C000 8001 8000
适合
适合
RSE
不适合
适合
NRSE
适合
适合
– 一般来讲，浮空信号和差分输入方式比较好。但要看具体情况而定。
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A/D基本定义
• 接地信号的测量
– 最好采用差分或NRSE方式 – 若采用RSE方式，会引入较大误差
– 接地回路通常会在测量数据中引入频率为电源频率的交流和偏置 直流干扰
7. 隔离与 非隔离
3. A/D 数据缓冲区 数据寄存器 FIFO 缓冲区
4. 数据传输 I/O 指令
DMA 总线主控
AT 总线或 PCI 总线
多
路
模拟 信号
选
择
2. 触发源控制 触发信号源 采样频率
+
A/D n 数据
_
转换器
缓冲区
内存(Buffer)
A/D 触发信号
中断信号
6. A/D 分辨率与数据格式
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信号与系统初步
• 一个典型的系统：
1101…
1101…
采样/量化
模拟输入
数字信号
模拟重建
处理
数字输入
数字输出
模拟输出
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信号与系统初步 (续)
PC Based信号采集系统
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PC Base数据采集系统功能
• A/D转换（模拟量/数字量转换） • D/A转换（数字量/模拟量转换） • DIO（数字量输入/输出） • Timer/Counter（定时器/计数器）
– 如果信号电压很高并且信号源和数据采集卡之间的连接阻抗很小， 也可以采用RSE输入方式
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A/D基本定义
• 浮空信号的测量
– 可以用差分、RSE、NRSE方式测量浮空信号 – 在差分输入时，必须保证相对于测量地的信号共模电压在允许范围
– External CLK / Trig（外部时钟）
• 三种方式的特点
– 软件触发最为简单、易用，但无法精确控制采样时序，适用于对时序 要求不甚严格的场合，如采集DC信号
– 内部时钟能够精确控制采样时序，但无法保证与外部信号严格同步， 但一般应用（无论时域还是频域）均能够满足要求
– 外部时钟最为灵活，能够满足特殊应用的需求
– 采样数据最低位所代表的模拟量的值
– Nbit: 8bit / 12bit / 16bit
– 电压表示：输入范围/2n
– 用户关心的最小可测电压值
– 举例：假如10V的输入信号用12位数据来表示，则最小可分辨的电压 为10/212=0.224mV 振幅
10.00
8.75 111
分辨率
7.50
110
• 信号的分类：
数字量 信号
开/关信号 脉冲队列 直流信号
模拟量
时域信号
频域信号
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on
10-
信息
off
状态
t
速率
t
0.985
幅值
t
形状
t
频率
f
信号与系统初步 (续)
•数 字
信 号
on
off t
开关信号
输入： 检测一个开关的打开/闭合 输出： 打开/关闭一个阀门
• 信号中所包含的频率高于Nyquist频率的成分，将在直 流和Nyquist频率之间发生畸变，称为混叠（alias）
• 混频偏差（alias frequency） ＝ABS（采样频率的最 近整数倍－输入频率）
• 解决方案
– 在A/D前加入低通滤波器，将信号中高于Nyquist频率的信号成分滤去 – 称为抗混叠滤波器
Decimal Value +32767 +16384 1 0 -1 -16384 -32767 -32768
Voltage (Volts) +10.00000 +5.00015 +0.00031 0.00000 -0.00031 -5.00015 -10.00000 -10.00031
– 例如：输入电压范围： +/-10V, 普通增益