基于自动巡回检测的数据采集系统的设计说明
输电线路巡检信息采集系统的设计与实现
输电线路巡检信息采集系统的设计与实现摘要：随着电力输送和改造检查的智能化，检查人员的安全和效率得到了显著提高。
当前，我国在电力传输和转化智能检测技术方面仍有很大改进空间。
能源工作者应积极研究电力传输与改造的智能检测技术，利用大数据和新技术提高检测效率，确保电网安全高效运行。
本文主要分析了输电线路智能检测系统的设计与实践，仅供参考。
关键词：输电线路;优势;设计;应用引言：输电线路的安全稳定运行是电网的重要组成部分。
为确保输电线安全稳定地运行，电力公司定期对输电线进行检查，包括:手动检查输电线、定期维护输电线、解决问题和定期检查；现场安全监测和控制生产、接受项目等新的运营或输电线路搬迁项目。
巡逻检查的目的是及时记录设备的运行状况和环境变化，以查明设备的缺陷和潜在安全风险，并及时加以修复。
目前，电力公司的输电设备复盖面广、数量大、分布范围广，而且逐年增加。
但是，在巡逻检查中，巡逻人员仍然用纸记录信息，因为没有有效的信息手段，导致巡逻效率低下。
此外，在广播检查期间，也会出现检查人员不广泛工作和不在场的情况，这将使管理人员难以及时、准确和全面地了解检查状况，并及时作出合理的决定。
一、电力巡线技术现状20世纪80年代末，国外开始了对于架空输电线路巡检作业机器人的研究，主要集中在日本、美国、加拿大、韩国等国。
解决了因地理、天气等因素导致无法巡检作业的问题，我国也在20世纪90年代末开始了类似项目的研究。
但是，机器巡检如果遇到雨天或者电线进入狭小空间，仍难以展开工作。
此外，即便减少了人工，但需要高级技术人员携带并操控机器进行巡检，高级技术员工需要更长时间的培训，综合用工成本要比普通员工高出很多，而且专业巡检机器作为目前最为高精设备，其购买设备的投入和后期维护费用也是相当大的支出。
现有的检验方法是检验人员携带纸质检验工作簿，对设备进行检验，然后人工书写检验结果，巡检结束将巡检记录册汇总到电网中心备案，并根据故障记录采取必要的维修措施。
输电线路巡检信息采集系统的设计与实现
输电线路巡检信息采集系统的设计与实现摘要：随着社会的发展，电力需求的增长，促进了电力事业不断进步。
输电线路安全运行为电网运行安全及电力系统的稳定提供基础保障,伴随时间的推移,输电线路出现老化及遭受自然灾害的损坏,为保证供电企业能够高质量供电,需加强对输电线路的巡检及修复能力。
传统巡检方式多依赖人工排查等,受天气及其他外力因素影响较大,无法实现实时巡视输电线路状态,且存在劳动强度过高、巡检人员安全存在隐患、效率低、漏洞多、巡检难度较强等问题,需全面提升巡检能力顺应经济高速发展时代。
随着用户对不间断供电的要求日渐强烈,保障输电线路不间断作业,及时发现输电线路异常,缩减停电时间,提高电网运行的可靠性具有重要意义。
近年来,利用无人机巡检成为热门新兴技术,借助无人机技术优势,开辟一条巡检输电线路的新路径,无人机检测输电线路具备低风险、高效率的优点,故其成为目前最为常用的电力作业巡检工具。
关键词：输电线路；巡检信息；采集系统；设计实现引言在电力系统的巡检工作中，无人机电力巡检技术已经被广泛地运用和重视起来。
然而，它还面临着许多待解决的问题。
科研人员要积极主动地研究该项新技术，并针对在实际工作中出现的问题给出相应的解决方案和措施，以便更好地将其用于高压输电线路的巡检当中。
1输电线路无人机自动巡检系统不间断作业实时监控方法架构通过无人机自动巡检系统采集获取巡检数据,即输电线路图像信息等,结合移动客户端与服务端构建输电线路不间断作业监控模块,实时监控输电线路不间断作业,实现“机巡为主、人巡为辅”,提升输电线路巡检效率,实现安全、成本、效能总体最优。
无人机自动巡检系统采集输电线路图像,其间产生一系列轨迹、飞行、环境及巡检信息,将这些信息传输至输电线路不间断作业监控模块中的移动客户端,移动客户端将无人机采集到的图像存储至机巡影像库;数据融合单元用于将获取的系列巡检信息进行整合存档;任务调度管理单元作用为编制巡检计划与调度管理,以便管理人员及时、全面掌控巡检任务的状态;智能设备库用于为无人机自动巡检系统在接收巡检计划编制、应急任务安排时提供精准设备使用建议。
基于TMS320F2812的数据采集监测系统设计
能， 不仅 要求 Ｃ Ｕ 的处 理速 度快 ， Ｐ 而且 对 Ａ／ 的转 Ｄ 换 速度 和精 度也 有一定 的要求 。随 着数字 信 号处理
基 于 Ｔ Ｓ ２ Ｆ ８ ２的 数 据 采 集 监 测 系 统 设 计 Ｍ ３０ ２ １
郭 涛 张英祥 陈 峰 ，
，
（ ．中北 大 学 电 子测 试技 术 国 家重 点 实 验 室 ， 原 １ 太
０ ０ ５ ， ． 国兵 器 工 业 第 二 一 四研 究 所 ， 徽 ３０１２ 中 安
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实验室仪器数据自动采集系统的分析与设计研究
实验室仪器数据自动采集系统的分析与设计研究作者：黄莜武斌李明明来源：《中国管理信息化》2020年第18期[摘要]本文以实验室中的原始检测数据为研究对象，分析和设计检测过程原始数据的自动采集功能，实现检测仪器设备的原始数据自动获取、自动数据解析、自动数据存储。
系统根据具体的文件进行不同的分析，提取文件内容及图片等，解决数据源的多样性、数据协议复杂与多變等问题，实现采集数据、系统管理等数据展示，满足检测机构对数据安全性和海量存储等要求。
[关键词]实验室;原始检测数据;自动采集;数据共享doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2020.18.087[中图分类号]TP315 [文献标识码]A [文章编号]1673-0194（2020）18-0-041; ; ;实验室仪器数据自动采集系统概述近年来，国内各监测机构不同程度地使用了实验室信息管理系统（LIMS），将检测工作质量保障的各种要素，如人、机、料、法、环整合在一个系统平台上。
LIMS系统业务流程上的标准化和信息化大幅度提高了检测机构的业务能力，但也暴露了仪器设备原始数据收集方式传统、效率低、错误率高、易篡改等问题，制约了检测机构持续高速发展。
然而纵观检测行业，仪器设备数量之多、种类之繁，即使针对同一项目进行检测的仪器设备，由于制造商不同，输出的数据也千差万别，导致仪器设备数据采集难度大、费用居高不下，甚至形成了有价无市的局面。
实验室仪器数据自动采集系统（Automatic Data Acquisition System，ADAS）是为检测领域提供的仪器设备数据自动采集及应用系统，致力于检测领域中各类仪器设备数据自动采集，提供统一数据采集接入接口，全面覆盖所有数据源，通过构建智能数据解析服务中心，使各类仪器设备数据协议简单化、标准化，为数据使用方提供规范统一的目标数据，让整个数据采集过程更便捷、更高效、更准确、更安全。
实验室仪器数据自动采集系统以常用的计算机和通信技术为基础，实现实验室设备的采集数据信息交换和共享。
多路智能巡检仪毕业设计
2. AT89C51单片机
2.1 AT89C51单片机的主要性能参数 AT89C51是一种低功耗，高性能的片内 含有4KB快闪可编程/擦除只读存储器的8位 COMS微控制器，使用高密度，非易失存储技 术制造，并且与80C51引脚和指令系统完全兼 容。芯片上的FPEROM允许在线编程或采用通 用的非易失存储编程器对存储器重复编程。
A/D 转 换 模 块
单片机系统
报 警 控 制 模 块
键盘
LED显示器
3.1 多路信号采集模块
模拟信号放大电路
多路信号采集通道的选择
多路模拟输入电路图
3.2 A/D转换模块
为了把温度、湿度等信号采集电路 测出的模拟信号转换成数字信号送CPU 处理，本系统选用了A/D转换器 ADC0804，它精度高，速度快。由于 ADC0804芯片只有一路输入，而本系统 检测的多路信号输入，故选用多路选择 电子开关CD4051，可输入多路模拟量。
3 系统硬件设计
硬件总体结构： 硬件部分是整个仪表的重要部分， 其设计的好坏直接影响到整机的性能， 本仪器以AT89C51单片机为核心。整个 硬件系统分为以下几个模块：传感器模 拟信号采集调理模块，A/D转换模块，键 盘及显示模块，单片机系统模块及报警 控制模块。
信 号 采 集
多 路 模 拟 开 关
基于89C51单片机的数字式智能多 路巡检仪的设计
学生姓名： 专业年级： 指导老师：
设计主要内容
引言 AT89C51简介 系统硬件设计 系统软件设计 结论
1. 引言
随着电子技术的飞跃发展，数据采集巡回检测已 成为日益重要的检测技术，广泛应用于工农业等需要 同时检测温度、湿度和压力等场合。数据采集是工业 控制等系统中的重要环节，普通电路已无法满足日常 生活及工业的控制需求，通常采用一些功能相对独立 的单片机系统来实现，作为测控系统不可缺少的部分， 数据采集的性能特点直接影响到整个系统，日益增大 的市场需求，需要我们在这个方面做出更大的努力， 因而需要一套完善的解决方案。该设计正是从生产需 要出发，低成本的多路数据采集系统的设计，配以不 同的传感器完成各类数据的采集、显示、控制与数据 汇总保存。因此，数字式智能多路巡检仪具有十分广 阔的现实市场和潜在的市场要求。
数据采集系统实验报告报告
任务要求1．4路模拟量输入，输入电压范围0~5V，分辨率8位，转换时间100us，具有显示（数码管）测量结果（用10进制显示直流电压值或交流电压峰值）的功能；2．1路模拟量输出，用来分别重现4路被采信号的波形（供示波器观测）摘要本数据采集系统是基于单片机AT89C51来完成的，4路的模拟电压通过通用的8位A/D 转换器ADC0809转换成数字信号后，由单片机进行数据处理，并将处理后的数据送LED显示器显示。
再经过常用的8位D/A转换器DAC0832将数字数据转换成模拟量，供示波器观测。
一、系统的方案选择和论证根据题目基本要求，可将其划为如下几个部分：●4路模拟信号A/D转换●单片机数据处理●LED显示测量结果●D/A转换模拟量输出系统框图如图1所示：图1 单片机数据采集系统框图1、4路模拟信号A/D转换由于被测电压范围为0~5V，分辨率为8位，转换时间为100us，所以A/D转换部分，本系统选择常用的8路8位逐次逼近式A/D转换器ADC0809。
ADC0809芯片有28条引脚，采用双列直插式封装。
下面说明各引脚功能。
IN0～IN7：8路模拟量输入端。
2-1～2-8：8位数字量输出端。
ADDA、ADDB、ADDC：3位地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路。
ALE：地址锁存允许信号，输入，高电平有效。
START：A／D转换启动信号，输入，高电平有效。
EOC：A／D转换结束信号，输出，当A／D转换结束时，此端输出一个高电平（转换期间一直为低电平）。
OE：数据输出允许信号，输入，高电平有效。
当A／D转换结束时，此端输入一个高电平，才能打开输出三态门，输出数字量。
CLK：时钟脉冲输入端。
要求时钟频率不高于640KHZ。
REF（+）、REF（-）：基准电压。
Vcc：电源，单一＋5V。
GND：地。
ADC0809的工作过程是：首先输入3位地址，并使ALE=1，将地址存入地址锁存器中。
此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。
基于自动巡回检测的数据采集系统的设计说明
基于自动巡回检测的数据采集系统的设计摘要：数据采集系统是计算机与外部世界联系的桥梁，是获取信息的主要途径。
数据采集技术是信息科学的重要组成部分，随着科技发展，尤其是计算机技术的发展与普及，数据采集技术将有广泛的发展前景。
文章系统介绍了数据采集系统的结构及其主要部分的工作原理。
本文基于自动巡回检测的设计，着重介绍了双向8通道多路开关，采样保持器LF398，A/I)转换器AD574A 及其与8051的接口。
文章阐述了数据采集系统设计的基本原理和思想。
关键词：数据采集，自动巡回检测，模拟多路开关，采样保持，A/D转换，单片机，接口The design of DAS based on The Automation Circular Monitor Abstract: DAS (Date Acquisition system) is not only the bridge between computers but also the main way acquired information. DAS is the important part of the information science・With the technology developed, specifically the computer technology developed and widely used, Date Acquisitio nt echnology is being used widely in diverse fields ・ The article introduces the structure and principle of the main part of the DAS ・ In the basic of the automation circular monitor design, the article introduces emphasize double way eight opening switch CD4051, S/H LF398, Analog - Digital converter (ADC) AD574A and the interface between MC-8051word格式. and AD574A. Also the article introduces the basic principle and theory of DAS design.Keywords: Date Acquisition Automation Circular Monitoi" Analog-Digital converter Multilayer Switch S/H Single Chip Microcomputer interface1、数据采集系统及其结构1.1、数据采集基本概念外部世界的大部分信息是以连续变化的物理形式出现的，例如温度，压力，位移，速度等。
数据采集系统
3.2.3 单片机与74ls165芯片的接口方法
• 单片机与74ls165芯片的接口如图 所示，可 以采集24路数字量:
图6 74ls165与单片机的连接
3.3 串口通信电路设计
• RS－485标准接口是单片机系统中常用的一 种串行总线之一。与RS－232C比较，其性 能有许多改进之处。
图7 RS－485管脚图
• 89C52与MAX485的接口电路如图9.4所示。 P1.7用来控制MAX485的接收或发送，其余 操作同串口 。TXD和RXD分别接到单片机上 的TXD1和RXD1，直接实现下位机到上位机 的电平转化和反向。电路图如下：
图8 89C52与MAX485的接口电路
• 综上所述，整个电路原理图如图9所示：
数据采集系统
班级：测控091 主讲人：XXXXX
数据采集系统的设计
数据采集系统，是用计算机控制的多路数据自 动检测或巡回检测，并且能够对数据实行存储、 处理、分析计算以及从检测的数据中提取可用 的信息，供显示、记录打印或描绘的系统。 本设计对数据采集系统作了基本的研究。本系 统主要解决的是采集10路模拟量(10位精度)， 20路开关量，采集的数据每隔1毫秒，通过串 行通讯方式RS485向一台工控机传送的实现方 法。
• 程序流程图如图11所示
开始
使能锁存信号， 将数字 量存入存储器
芯片数据逐次读入
数据存储保持，串行输出
结束
图11 数字量采集子程序流程图
4.3 采集定时子程序
• 此课题要求1ms的采集时间，可使用单片机 内部的Timer定时器。产生1ms的间隔中断。 在每次中断产生的时候，将模拟量、数字 量全部采集，并发送到上位机。定时中断 子程序流程图如图12：
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基于自动巡回检测的数据采集系统的设计摘要：数据采集系统是计算机与外部世界联系的桥梁，是获取信息的主要途径。
数据采集技术是信息科学的重要组成部分，随着科技发展，尤其是计算机技术的发展与普及，数据采集技术将有广泛的发展前景。
文章系统介绍了数据采集系统的结构及其主要部分的工作原理。
本文基于自动巡回检测的设计，着重介绍了双向8通道多路开关，采样保持器LF398，A/D转换器AD574A及其与8051的接口。
文章阐述了数据采集系统设计的基本原理和思想。
关键词：数据采集，自动巡回检测，模拟多路开关，采样保持，A/D转换，单片机，接口The design of DAS based on The Automation Circular MonitorAbstract: DAS (Date Acquisition system) is not only the bridge between computers but also the main way acquired information. DAS is the important part of the information science. With the technology developed, specifically the computer technology developed and widely used, Date Acquisition technology is being used widely in diverse fields. The article introduces the structure and principle of the main part of the DAS. In the basic of the automation circular monitor design, the article introduces emphasize double way eight opening switch CD4051, S/H LF398, Analog –Digital converter (ADC) AD574A and the interface between MC-8051and AD574A. Also the article introduces the basic principle and theory of DAS design.Keywords: Date Acquisition Automation Circular Monitor Analog-Digital converter Multilayer Switch S/H Single Chip Microcomputer interface1、数据采集系统及其结构1.1、数据采集基本概念外部世界的大部分信息是以连续变化的物理形式出现的，例如温度，压力，位移，速度等。
要将这些信息送入计算机进行处理，就必须先将这些连续的物理量离散化并进行量化编码，从而变成数字量，这个过程就是数据采集。
它是计算机在监测，管理和控制一个系统过程中取得原始数据的主要手段。
数据采集就是将被测对象（外部世界，现场）的各种参量（物理量、化学量、生物量）通过各种传感器做适当转换后，再经过信号调理采样、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。
用于数据采集的成套设备为数据采集系统（Data Acquisition System, DAS）。
现代数据采集系统具有如下主要特点：（1）一般都由计算机控制，使得数据采集的质量和效率大为提高，也节省设备。
（2）软件在数据采集系统中的作用越来越大，这增加了系统设计的灵活性。
（3）数据采集与数据处理相互结合得日益紧密，形成数据采集系统与处理系统，可实现从数据采集，处理到控制的全部工作。
（4）数据采集过程一般都有实时特性，实时的标准是能满足实际需要，对于通用数据采集系统一般希望有尽可能高的速度，以满足更多的应用环境。
（5）随着微电子技术的发展和电路集成度的提高，数据采集系统的体积越来越小，可靠性越来越高，以至出现单片机数据采集系统。
（6）总线在数据采集系统中的广泛应用，总线技术对数据采集系统结构的发展起重要作用。
1.2、数据采集系统的基本结构数据采集系统包括硬件和软件两部分。
硬件部分又分为模拟部分和数字部分。
图1是硬件基本组成示意图。
图11.2.1、传感器、放大器与滤波器传感器的作用是把非电的物理量转变成模拟变量（如电压、电流或频率）。
例如：使用热电耦、热电阻可以获得随温度变化的电压。
通常把传感器输出到A/D转换器输出的这段信号通道称为模拟通道。
放大器用来放大和缓冲输入信号。
由传感器输出的信号较小，需要加以放大，以满足大多数A/D转换器的满量程输入5v～10v的要求。
此外某些传感器的阻较大，输出功率较小，这样放大器还起到阻抗变换器的作用，可以缓冲输入信号。
由于各类传感器的输出信号情况各不相同，所以放大器的种类也很繁杂。
传感器和电路中的器件常会产生噪声，人为的发射源也可通过各种耦合噪道使信号通道感染上噪声，这种噪声可用滤波器来衰减以提高模拟输入信号的信噪比。
1.2.2、模拟多路开关在数据采集系统中，往往要对多个物理量进行采集，可通过多路模拟开关来实现。
多路模拟开关的主要用途是把模拟信号分时地送入A/D转换器或者把经计算机处理后的数据由D/A转换器转化成模拟信号，按一定的顺序输出到不同的回路中去。
前者称为多路开关，完成多到一的转换。
后者称为反多路开关或多路分配器，完成一到多的转换。
多路模拟开关可分时选通来自多路输入通道的某一路信号。
因此多路开关的单元电路如采样保持电路、A\D及其处理器等只需一套即可。
这样可节省成本和体积，但这只在物理量变化比较缓慢，变换周期在数十至数百毫秒之间的情况时较合适，因为这样可使用普通的数十微妙的A/D转换器从容的分时处理这些信号。
但当分时通道较多时必须注意泄露及逻辑安排等问题。
当信号频率较高时，使用多路分路开关，对A\D转换器的速率要求也随着上升。
当信号频率较低时，须注意选择多路模拟开关的类型。
多路模拟开关的导通电阻一般在100Ω左右，在要求导通电阻小的情况下应采用继电器。
1.2.3、采样与保持采样/保持和A/D转换电路是模拟通道的转换部分。
采样/保持电路的作用是快速拾取模拟多路开关输出的采样脉冲，并保持幅值恒定以提高A/D转换器的转换精度。
采样/保持电路有采样和保持两种运行状态，其原理图可由图2说明。
图中电容C为保持电容，运放A1、A2都接成跟随器，其运行状态由方式控制输入端决定。
在采样状态下，采样命令通过方式控制输入端控制S闭合，由于跟随器A1的隔离作用，输入模拟电压以很快的速度给C充电，输出随输入变化。
在保持状态下，控制S打开，此时由于跟随器A2的隔离作用，电容C两端电压（即输出电压）将保持在命令发出时输入电压不变，直到新的采样命令到来为止。
图2采样/保持电路的质量可通过下列技术指标来反映：（1）孔径时间，是指发出保持指令到开关真正打开所需要的时间。
孔径时间一般在10ns～20ns量级。
（2）扑捉时间,是从开始时采样保持器输出的值达到当前输入信号的值所需的时间。
它与保持电容的电容值，放大器的频响时间以及输入信号的变化幅度有关，A/D转换器的采样时间必须大于捕捉时间才能保证采样阶段充分地采集到输入模拟信号。
一般采样/保持电路0.01%的捕捉时间在300ns～15us之间。
（3）保持电压的下降，指在保持状态下由于保持电容的漏电流和其他杂散漏电流而引起的保持电压的下降，其值一般在0.1uv/s～1uv/s之间。
（4）馈通，是指在保持期间由于输入信号电压变化而引起输出电压变化的程度。
馈通只对高精度的A/D转换器有影响。
（5）电压增益精度，是指当环境和电源变化时，电压增益可以保持的精度。
1.2.4、A/D转换器A/D转换器是将模拟电压或电流转换成数字量的器件或设备，它是模拟系统与数字系统或计算机之间的接口，是模拟输入的通道的关键电路。
由于信号变化速度不同，系统对分辨力、精度、转换速度及成本的要求也不同。
A/D转换器的主要指标有：（1）分辨率：即输出数字量变化一个相邻数码所需输入模拟电压的变化量。
具体定义为，满量程电压FSR与2*n的比值，其中n为ADC的位数。
（2）量化误差：由ADC的有限分辨率引起的误差。
（3）偏移误差：指输入信号为零时，输出信号不为零的值，又称零值误差。
（4）满刻度误差：指满刻度输出数码所对应的实际输入电压与理想输入电压之差。
（5）线性度：转换器实际的特性曲线与理想直线的最大偏移。
（6）绝对精度：输出数码所对应的实际模拟输入电压与理想的模拟输入电压值之差。
（7）相对精度：绝对精度与满量程电压值之比的百分数。
（8）转换速率：在保证转换精度的前提下，能够重复进行数据转换的速度，即每秒转换的次数。
1.3、据采集系统的主要性能指标对数据采集系统的性能要求和具体应用目的以及环境有密切联系，在不同的情况下往往有不同的要求。
以下给出的是比较主要和常用的几个指标的含义：（1）系统分辨率：数据采集系统可以分辨的输入信号的最小变化量。
（2）系统精度：当系统工作在额定采集速率下，每个离散子样的转换精度。
它是系统的实际输出值与理论输出值的差，是系统各种误差的总和。
（3）采集速率：又称为系统通过率、吞吐率。
在满足系统精度指标的前提下，系统对输入模拟信号在单位时间所完成的采集次数。
这里的“采集”包括对物理量进行采样、量化、编码、传输、存储等全过程。
（4）动态围：某个物理量的变化围。
数据采集系统的动态围通常定义为所允许输入的最大值V imax与最小值V imin之比的分贝数，即I i=20lgV imax/V imin（5）非线性失真：也称谐波失真。
当输入是一个频率为f的正弦波时，其输出中出现很多频率为kf（k为正整数）的新频率分量的现象。
2、动巡回检测所谓自动巡回检测就是在科学实验装置或生产过程中的某个或某些参数以一定周期自动的进行检查和测量。
例如：发电机组的运转，卫星发射前各部位的状态都需长时间不间断地进行监控。
在组成巡回检测系统时，需注意被测信号的变化频率，测量的精度以及采样周期等方面要求。
比如：被测信号参数变化较快，应在系统中加入采样保持器，相反，如被测参数变化缓慢，系统可以不使用采样保持器。
3、硬件设计3.1、设计要求要求设计一个能对八路模拟信号（频率≦100HZ）进行巡回检测的系统。
要求电压围：0v～10v，分辨率为5mv（0.05%），通道误差小于0.1%，采样间隔为1秒，同时为了增强抗干扰能力还要求能对采样信号进行数字滤波处理。