數(shù)據(jù)采集作為信息科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中一大重要技術(shù),主要指采集信號(hào)對(duì)象的數(shù)據(jù)信息,并通過處理機(jī)制分析過濾數(shù)據(jù)和儲(chǔ)存數(shù)據(jù)。綜合運(yùn)用數(shù)據(jù)采集技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)和信號(hào)處理技術(shù)四大信息技術(shù),建立實(shí)時(shí)自動(dòng)數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)。
實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)早于上世紀(jì)50年代在美國被應(yīng)用于軍事領(lǐng)域。美國軍方使用數(shù)據(jù)采集設(shè)備完成了測試實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集,所采集數(shù)據(jù)信息完整,有效解決了測試試驗(yàn)數(shù)據(jù)難以采集的問題。我國在上世紀(jì)60年代末就己經(jīng)進(jìn)口了數(shù)據(jù)采集設(shè)備,在特定的領(lǐng)域開展應(yīng)用。
上世紀(jì)70年代隨著微機(jī)技術(shù)的發(fā)展,數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用微機(jī)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)簡單的判斷決策功能,相較與之前功能簡單,數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)取得了一定的發(fā)展。此時(shí),數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)已經(jīng)從實(shí)驗(yàn)室推廣應(yīng)用到工業(yè)現(xiàn)場,兩者區(qū)別是實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)使用并行總線接口,工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)使用串行總線接口。隨著數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在工業(yè)現(xiàn)場越來越多的應(yīng)用,其自身程度得到很大提高,可靠度增加。
上世紀(jì)80年代計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展迅猛,應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)取得了飛躍式發(fā)展,與此同時(shí)市場上出現(xiàn)了具有通用功能的數(shù)據(jù)采集設(shè)備系統(tǒng)。市場數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)分為兩種:適用于實(shí)驗(yàn)室或要求較低場景的數(shù)據(jù)采集設(shè)備和適用于工業(yè)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集設(shè)備。前者主要由采集器、儀器表盤、并行總線接口和計(jì)算組成,后者主要由數(shù)據(jù)采集卡、串行總線接口和計(jì)算機(jī)組成。
在80年代后期,隨著計(jì)算機(jī)領(lǐng)域嵌入式技術(shù)的發(fā)展,帶動(dòng)了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的巨大變革。嵌入式技術(shù)降低了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)二次開發(fā)的難度,減小了數(shù)據(jù)采集設(shè)備的體積,增加了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理能力。
上世紀(jì)90年代,在發(fā)達(dá)地方數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于航空航天、軍用武器設(shè)備、高端工業(yè)等領(lǐng)域。伴隨著集成電路技術(shù)的提高,單片集成的微型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)問世了,數(shù)據(jù)采集技術(shù)也迅速發(fā)展成一門技術(shù),在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。此時(shí)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)已經(jīng)采用功能模塊結(jié)構(gòu),能夠?qū)δK進(jìn)行簡單的添加、刪除或更改來滿足不同的用戶需求。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)朝著精度更高、處理速度更快、實(shí)時(shí)性更強(qiáng)、存儲(chǔ)量更大和集成度更高的方向發(fā)展。
數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和物理客觀的相連接,數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集客觀的各類數(shù)據(jù)信息,并存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上,通過建立數(shù)據(jù)統(tǒng)一的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與處理。芯片技術(shù)的發(fā)展帶來了更快的數(shù)據(jù)采集速度,網(wǎng)絡(luò)總線技術(shù)的發(fā)展帶來了更多工業(yè)現(xiàn)場總線選擇,因此現(xiàn)代數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集和處理速度有了很大提高。數(shù)據(jù)采集速度越快,信息完整度越高,數(shù)據(jù)算法越優(yōu)化數(shù)據(jù)處理結(jié)果更能反映真實(shí)的狀況。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展,被視為本世紀(jì)信息科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的重要標(biāo)志,為現(xiàn)代控制決策管理提供了強(qiáng)大的基礎(chǔ)支撐。
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