自动采集（精选11篇）
自动采集 篇1
1 采集系统设计
厦门广电集团网站作为地方性综合网站,建立了站内新闻频道,除每天及时通过内部稿件系统收集整理、再编辑、发布电视新闻栏目中播出过的地方新闻外,还每天在线发布“国际”、“国内”、“体育”、“娱乐”、“财经”、“科技”和“台湾”等七大类约100条左右的其它新闻文字稿,新闻来源主要是通过上网收集其它国内权威新闻网站的内容,如新华网、中国新闻网等。这类网站的新闻真实性有保证,具有一定的权威性,同时舆论导向相对规范[1]。建站初期,每天安排两名编辑通过上网浏览的方式,选择合适的新闻,通过拷贝、粘贴到“厦视”网站的后台发布平台进行发布。根据测算,通过手工方式每天发布100条左右的新闻,大约需要2-3个小时左右,实践证明,这种手工方式太费时费力,决定设计一套简便易行的网站新闻自动采集系统[2]。
通过对国内一些大型新闻网站的观察,发觉这类新闻网站大多会根据新闻类别和发布日期建立各类新闻的新闻目录页面,例如从http://www.chinanews.com.cn/china.shtml页面可以获取“中国新闻网”当天发布的最新60条国内新闻的目录及其链接网址,从http://www.chinanews.com.cn/scroll-news/gn/2009/1013/news.shtml页面可以获取“中新网”2009年10月13日发布的全部国内新闻目录及其链接网址,从http://www.chinanews.com.cn/scroll-news/ty/2009/1013/news.shtml这个页面可以获得“新浪网――体育频道”2009年10月13日发布的全部体育新闻目录及其链接网址。不同类型的网站可以根据需要寻找不同的网站新闻源作为自己网站新闻的采集源[3]。
厦门广电集团网站采用ASP编程[4],ASP本身不具备远程采集功能,但ASP各种功能组件繁多,其中一款名为ASPHTTP[5]的组件能够使你能够使用http协议GET/POST/HEAD文档,可以通过其远程读取其它网站页面的能力[6],在该组件基础上进行再次开发,实现网站新闻的远程批量采集。ASPHTTP组件可在:http://www.serverobjects.com/comp/asphttp3.zip下载[7]。以下简要说明设计思路。
首先,观察获得的中国新闻网七类新闻的目录页地址,并将这些页面采集到本地计算机中[8]。
第二步,对采集到的目录页进行代码分析,将新闻列表中包含的新闻标题和它们的具体链接地址整理出来,生成供编辑选择的新闻列表表单,由网站编辑根据需要挑选新闻。对挑选出来的新闻条目,程序自动逐条采集网页文本到服务器,再次通过代码分析出采集下来的每条新闻的标题、来源、正文等文字内容,并自动记录到数据库形成一条条的新闻记录[9]。
该文具体实现代码包括三段ASP代码,三段代码的作用分别是:
代码1的作用是提交需要采集的新闻目录页地址。
代码2的作用有两个,一是远程读取新闻目录页面,并采集到本地计算机;二是对采集下来的页面进行分析,得到新闻列表中的新闻标题及其每条新闻的远程网址,等待编辑人员的选择。
代码3的作用是在获得多条新闻的网址后,逐一将这些新闻页面采集到本地计算机,再一一分析,得出每条新闻的标题、正文等字段,最后记录到服务器数据库中。
具体代码请见(http://www.xmg.com.cn/code.rar)。
2 结束语
通过采用这种思路和方式编写的网站新闻采集系统,在实际应用中,厦门广电集团网站每天外采新闻的发布工作,可以减少到由一名编辑在15分钟内完成,大大提供了工作效率。以上方法和代码中可能还有许多缺陷,还请读者指正。期待有更多更好的设计思路可以用来解决网站新闻自动采集的问题,仅以该文抛砖引玉。
参考文献
[1]吴定明,赵东岩.一种互联网新闻网页的采集分析方法[J].计算机工程与应用,2007(36):169-172.
[2]马志强,赵汐,贾鹏.基于网页的站内信息采集技术的研究与实现[J].内蒙古大学学报:自然科学版,2009(2):203-207.
[3]王煜.面向主题的网页采集系统的设计与研究[J].计算机与数字工程,2008(4):78-80,93.
[4]Baidu百科.ASP百度百科[EB/OL].[2009-10-13].http://baike.baidu.com/view/117978.htm.
[5]netidea.AspHTTP的组件的获取使用[EB/OL].[2006-11-08].http://hi.baidu.com/netidea/blog/item/4f7cc2c82b1782177e3e6f2c.html.
[6]张秀虎.浅析新闻采集程序的技术核心[J].中国教育信息化,2007(4):55-58.
[7]郭少友.元搜索引擎的原理与设计[J].情报科学,2005(2):245-248.
[8]杨海霞,张永奎.网络新闻数据可视化采集系统的设计及应用[J].山西科技,2006(5):34-35.
[9]陈健瑜.网页动态页面采集关键技术研究[J].硅谷,2009(12):68.
自动采集 篇2
道路纵横断面测量数据的半自动采集方法
道路纵横断面测量是道路工程测量的重要组成部分,传统的测量方法不仅效率低下,而且无法保证产品质量.本文介绍了在MicroStation图形软件平台下,利用VBA语言编程实现道路纵横断面测量数据的`半自动采集与图形绘制的思路以及作业流程,给出了工程范例,最后指出了软件的改进思路.
作 者：武国雄 Wu GuoXiong 作者单位：长沙市勘测设计研究院,湖南,长沙,410007刊 名：城市勘测英文刊名：URBAN GEOTECHNICAL INVESTIGATION & SURVEYING年，卷(期)：2009“”(3)分类号：P209关键词：纵横断面 数据采集 半自动 图形绘制
自动采集 篇3
关键词：自动气象站；数据采集器；信号模拟器；校准方法
前言
自动观测站是我国气象局重要的组成部分，其承担着基层气象数据记录的重要使命。周期性的采集数据并对数据进行完善处理是自动观测站的重要使命。近年来，我国气象服务行业不断发展并取得了一系列的成果，气象观测站为我国气象事业作出了巨大贡献。自动观测站的气象采集器中的模拟通道其校准结果往往偏差较大，较大的偏差也进一步限制了气象数据采集的准确性。现有的自动站的气象采集偏差往往超出了相对应传感器的允许误差。新的《综合气象观测系统发展规划（2014—2020年）》对气象数据的准确性提出了明确的要求，要不断完善气象要素的计量核定以及现场校准准则，对程序和技术都不断提出了新的要求，健全现有的计量方法尽全力保证数据的准确真实性。上述相关法规政策也对气象部门提出了很高的要求，基层气象部门也要做出相应的对策以便满足相关法规的要求。
在当前的数据信息采集过程中缺乏一套完善，科学并操作性能稍强的采集器校准方法，因此有必要开发一套科学行之有效且对实验结果稳定的现场校准自动气象站或者数据采集标准法则。
1.校准原則
数据的采集是在自动站的传感器上进行，在自动站的内部设置了微处理器，这些微处理器会按照规定的运算法则将采集的数据进行运算和控制，进而生产气象要素所需的观察值，最后自动站会按照一定的参考格式将上述数据存储到硬盘中。上述过程是整个数据采集的简略过程，笼统地说可以分为数据的采集，数据的传输以及数据的存储。三个过程缺一不可，这三个过程同时构成了自动站的采集过程。采集器通道那作为采集器向下一个环节输出信号的通道，在自动站中占有一席之地，通道可以分为数字量采集通道和模拟量采集通道。校准数据采集器通道的示意差值模拟信号。信号传递通道对信号的传输来说至关重要，他可以影响信号的强弱，例如温度通道可以选择高精度的固定无源电阻器作为标准器，但作为标准器的信号模拟器的准确度等级要高于被校准采集器。
2.校准方法
2.1校准顺序
在进行数据采集器的校准时首先进行外观检查，若是外观出现问题将会直接影响数据的准确性，外观校准合格够才能进行下一步的校准-示意误差校准。一般在进行外观检查校准时首先要进行型号，出厂编号，成产厂家等一些列的校准。外观结构应该没有瑕疵，不影响视觉检查。外边的涂层不应该气泡，皲裂等。塑料和金属钢管应该没有凹痕。
2.2示值校准方法
校准工作要在满足数据采集器和信号模拟器使用条件的环境中进行。以使用JJQ1型信号模拟器校准DT50采集器为例，介绍示值校准流程和方法。在开机前，将信号模拟器、采集器与校准用电脑同时接地，校准时，信号模拟器通常使用内部电池供电，开机后根据需要预热20min。校准时，用通信线将采集器与电脑连接。在信号模拟器的电脑控制软件中新建被校采集器信息，设置通信参数，实现信号模拟器、采集器与管理系统软件之间的通信连接。
在校准点的选择中，各地也可根据所处的地理位置、海拔高度和气象要素年极值等条件选择相应的校准点。风向校准点是根据7位格雷码的全“0”状态和全“1”状态确定的，解决了角度区间的缺测问题[7]。使用其他类型如没有配套管理软件、只有单项或部分要素的信号模拟器校准采集器时，可以使用信号模拟器的调节旋钮或操作面板按钮设定相应的校准点，充分稳定后，使用采集器监控软件或采集器面板显示器读取通道示值结果，后将数据记录到数据记录表中。每个校准点连续读取3次数据（降水数据仅记录每分钟的变化量），读数时间间隔不小于1min。对于新型自动站采集器，如DZZ4型自动气象站，由于其采集系统是由主采集器、温湿分采、地温分采、辐射分采等组成的，且它们分散布置在观测场中不同位置，因此，校准时就要采用对主采集器和分采集器进行分别校准的方法。对于可修改系统时间的采集器（如DT50），建议先修改其系统日期至距当前时间1a以上的某一日。
3.结语
气象自动站的建立是我国气象信息建设的基础，气象信息的收集必须准确无误。此文提出的采集器校准操作方法及其注意事项适用于实验室或现场校准，是多年的采集器校准实践工作的经验总结，可为数据采集器计量校准工作提供技术参考，保证气象探测数据的准确性。
参考文献：
[1]施昌彦.测量仪器特性评定指南[M].北京：中国计量出版社，2003：35-36.
[2]朱乐坤，李林.前向散射能见度仪校准技术[J].气象科技，2013，41（6）：1003-1007.
[3]韩广鲁，孙嫣，边文超，等.CAWS600型自动气象站采集器通道误差修正[J].气象科技，2012，40（5）：755-758.
[4]梁志国，周艳丽，王章全，等.JJF1048数据采集系统校准规范[S].北京：中国航空工业总公司第三○四研究所，1995：4.
[5]李伟雄.自动气象站数据采集器常用校准方法[J].中国计量，2008，（5）：83-84.
[6]刘军，王力，胡林宏，等.CQSSJ-1标准信号发生器在DYYZII型采集器校准中的应用[J].气象水文海洋仪器，2012，（2）：81-83.
[7]郑亮，张天华，张虎，等.自动气象站风向测量系统现场校准方法改进的探讨[J].气象科技，2014，42（4）：593-596.
电能信息自动采集终端的设计 篇4
随着国民经济的飞速发展和人民物质文化生活水平的不断提高,人们对电力的需求愈来愈大,对供电质量和供电可靠性的要求也越来越高。另外,在工业系统中,对电子设备运行过程中的电参数进行实时检测与控制的要求也十分迫切。在这种趋势下,供电单位要向用户提供安全、优质的电力,但依靠传统的技术和管理手段已经无法实现。针对这些问题,根据社会发展的需要,依据电力工业部南京自动化研究所提出的要求,从实用化的角度出发,研制了一种电能信息自动采集终端。该系统具有结构简单,安装方便,易维护性强,经济性好等特点,并可通过低压载波和采集站进行数据传输,从而实现了电能信息的自动采集。因此电能信息自动采集终端对用电管理、配电管理实现智能化、自动化和科学化具有非常重要的意义,对国民经济的发展将起到不可估量的推动作用。
1 自动采集终端的设计
1.1 自动采集终端的功能和组成
终端站系统采用以89C51单片机[1]为核心的系统,可实现对1～16块电度表信息的采集、存储、传输及工作状态的显示等功能。其具体功能如下:对脉冲式电度表或经过改造的机械式电度表送来的脉冲进行计数,并把它转换为对应的电能量,实现对有功电能的计量;设置初值(地址号、表常数、电表底度等参数),保存1年内各用户各月的电能信息,分时计费;以电力载波方式和采集站通信;对各电度表的工作状态进行显示。
整个自动采集终端由脉冲计数模块、通信模块、时钟电路模块、工作状态显示模块和键盘操作模块五部分组成,其系统组成[2]如图1所示。
1.2 采用双CPU共用数据存储器AT24C32和双RS 232通信接口
按照脉冲式电度表标准,电度表的输出脉冲宽度为80 ms,脉冲周期的最小值为100 ms。如果CPU在这个时间内对脉冲不进行处理,将会出现脉冲的丢失,从而造成脉冲计数的不准确。采用双CPU共用数据存储器技术可以避免这一现象的发生。脉冲计数模块和通信模块分别采用各自的CPU进行控制,两者之间通过公共数据存储器AT24C32、通信协议和握手线进行信息交换。为了防止两者对存储器操作的阻塞而出现故障,在设计中采用两根握手线进行硬件握手,当一个模块不对存储器操作时,其握手线输出端输出“0”;当需要对存储器进行操作时,其握手线输入端输入“0”,其握手线输出端输出“1”,然后进行操作,否则处于等待状态。
该电能信息自动采集终端设计了两个RS 232通信接口,其中一个为AT89C51-1的RS 232通信口,用于与电度表或设备之间传输数据;另一个是AT89C51-2的RS 232通信口,用于与上位机之间的通信。这样就减轻了主CPU AT89C51-2的负担,且可对于不同数据格式的RS 232电度表灵活修改程序代码。
1.3 脉冲计数模块
脉冲计数模块由电度表、两片控制芯片AT89C51、脉冲处理电路、存储器AT24C32等电路组成,利用单片机编程对采集的数据进行一系列处理,完成对数据的采集、有效存储及传输功能。
各功能的具体实现过程为[3,4]:首先将电度表输出的脉冲信号经由光电耦合器、施密特触发器等组成的脉冲处理电路进行滤波、整形等处理后,再送入缓冲器进行缓存;然后根据控制电路的命令进行相应的操作。当进行信息存储操作时,AT89C51-1工作,AT89C51-2处于等待状态,AT89C51-1向存储器发送起始信号,AT89C51-1收到存储器的低电平应答信号后,向存储器发送字节地址,AT89C51-1收到存储器的另一个低电平应答信号后,再发送数据到被寻址的存储单元,存储器再次应答,并在AT89C51-1发送停止信号后开始内部数据的擦写,在擦写的过程中,存储器不再相应任何请求。当进行读信息操作时,AT89C51-1处于等待状态,AT89C51-2工作,AT89C51-2向存储器发送起始信号和被寻址的字节地址,存储器产生低电平应答信号并发送相应字节地址的内容,接收完数据后,AT89C51-2发送一个停止信号。
时钟线保持高电平期间,数据线从高到低的跳变被看作为起始信号,对AT24C32的任何操作命令,都必须从启动信号开始,时钟线保持高电平期间,数据线从低到高的跳变被看作为停止信号。外部存储器采用结构简单的二线制E2PROM和具有掉电保护的AT24C32存储信息,掉电后数据可保存十年,远远高于实际要求。为了延长存储器的使用时间,采用循环存储方式,保证了采集数据的准确性和可靠性。
1.4 通信模块
通信模块由控制芯片AT89C51-2、电力线载波芯片ST7538[5]及其外围电路组成。ST7538是采用FSK调制技术的高集成度、功能强大的电力载波芯片,内部采取了多种抗干扰措施,它可以在噪声频带很宽的信道环境下实现可靠的通信。内部集成了发送和接收数据的所有功能,通过串行通信,可以方便地与微处理器相连接。内部具有电压自动控制和电流自动控制,只要通过耦合变压器等少量外围器件即可连接到电力网中。ST7538除了实现电力线载波通信功能外,还具有看门狗、过零检测、运算放大器、时钟输出、超时溢出输出、+5 V电源和+5 V电源输出等功能,大大减少了ST7538应用电路的外围器件数量。该芯片符合欧洲CENELEC(EN50065-1)和美国ECC标准。
1.5 时钟电路模块
时钟电路模块由AT89C51-1和时钟芯片DS12887[6]组成。CPU通过读DS12887的内部时标寄存器即可通过选择二进制码或BCD码初始化芯片的10个时标寄存器得到当前的时间和日历,其内部14 b非易失性静态RAM可供用户使用。对于没有RAM的单片机应用系统,可在主机掉电时保存一些重要数据。DS12887的4个状态寄存器用来控制和指出DS12887模块的当前工作状态,除数据更新外,程序可随时读写这4个寄存器。利用单片机对DS12887进行编程,可方便地实现读数,完成定期抄表等功能。
1.6 工作状态显示模块
工作状态显示模块主要由发光二极管、放大器、AT89C51-2等元件组成。用不同颜色的发光二极管来分别显示电源的通断、链路的连接以及数据的发送等状态。该电路模块具有响应速度快,使用温度范围较大,功耗小,使用寿命长等优点。
1.7 操作键盘模块
操作键盘模块由键盘和AT89C51-2组成。通过操作键盘,可设置一些参数,如终端的地址、各用户的电度表常数等,也可以对单片机发出简单的指令,如显示各项参数、手动需量等。
2 软件设计[1,2]
结合自动采集终端硬件来设计软件,通过分析要实现的功能,整个程序可分为主程序和中断服务程序模块。系统主程序对系统进行初始化设置,完成上电后对上次停电后的信息处理,采集电能量并进行相应的处理,处于待机状态接收收集站下达的指令,并做分析处理,控制数据传输、链路检查和校对时钟等任务的执行,流程如图2所示。其中,电能量的采集使用定时中断;采样间隔可根据用户电度表容量设置,样机中采样间隔设置为100 μm,程序流程见图3。中断服务程序模块有定时中断、通信中断等实时性处理的功能模块。通过各功能模块之间的调用,一层一层地实现程序功能。
3 自动采集终端的抗干扰措施
为了保证采集数据的准确性和数据传输的可靠性,系统必须具有较强的抗干扰性。在系统设计的过程中,采取以下措施[1,3,4,5]来增强系统的抗干扰能力:
(1) 采用施密特触发器和积分处理等对脉冲信号进行多次滤波和整形操作,以去除窄干扰脉冲的干扰。
(2) 采用光电措施实现主板电路和电度表的隔离以及软件的防干扰处理。
(3) 用D触发器对脉冲进行锁存,累加计数后清除。
(4) 存储芯片采用具有掉电保护功能的AT24C32,防止因掉电造成数据丢失,电力线调制解调芯片采用具有掉电保护、看门狗等多种功能的ST7538,以防止程序跑飞。
(5) 在所有环节中,对传输的数据进行CRC校验,以保证数据的可靠接收。
(6) 在软件中对脉冲的边沿抖动进行处理,以防止因“毛刺”现象引起误差。
(7) 在CPU处于空闲时,用软件使之进入待机状态,这时CPU不执行任何操作,只有系统中断可以唤醒它,所以相应地对干扰也不敏感。
4 结 语
利用硬件和软件防干扰相结合的方法,采用双CPU共用数据存储器技术、脉冲硬处理电路、先进的调制解调和CRC循环冗余编码解码技术,实现了高可靠的脉冲采集,防止了脉冲的漏记和多记,解决了脉冲计数和电力线载波通信的实时性和引脚不足等问题,实现了低成本、高可靠性、高稳定性的电能信息自动采集终端的脉冲计数、分时计费和电力线载波通信功能,形成了功能强大,易维护性强,可扩展性好,安全性高的电能信息自动采集终端系统。这种技术可应用于电子信息、电力、环保、自来水、煤气等行业的检测仪器设备中。随着供电、用电管理系统的不断完善与发展,该系统无疑具有广阔的发展空间和使用价值。
摘要：给出一种性能优良、有效、简便的电能信息自动采集终端,该终端以电力载波的方式与采集站通信。采用双CPU共用数据存储器和双RS 232通信接口技术解决了脉冲计数和电力线载波通信的实时性问题;采用脉冲处理硬件电路、先进的调制解调器和CRC循环冗余编码解码技术,实现了成本低,可靠性高,抗干扰性强的脉冲采集和远程通信功能。文中介绍了系统的功能、硬件组成和软件设计,探讨了为提高该系统可靠性而采取的一些抗干扰措施。通过长期测试与现场应用证明,该电能信息自动采集终端的设计是可行的,具有进一步推广应用的价值。
关键词：终端,电度表,电力线载波,双CPU,ST7538
参考文献
[1]张毅刚,彭喜源,谭晓君,等.MCS-51单片机应用设计[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,1997.
[2]秦文华,田海峰,刘新.低压电力线载波通信中远程数据的采集[J].电子技术,2005(6):58-61.
[3]余孟尝.数字电子技术基础简明教程[M].北京:高等教育出版社,2001.
[4]广州周立功单片机发展有限公司.CAT24WC01/02/04/08/161K/2K/4K/8K/16位串行E2PROM中文手册[Z].2005.
[5]刘晓胜,徐殿国.电力载波芯片ST7538及其应用[J].单片机与嵌入式系统应用,2004(7):49-51.
[6]彭希南.跨越2000年的时钟芯片DS12887/DS12C887[J].电子技术,1999(8):34-38.
自动采集 篇5
全自动智能陀螺寻北仪中待测光标信号采集模块的设计
介绍了全自动智能陀螺寻北仪的硬件系统原理图.基于CPLD技术设计的电路驱动CCD图像传感器,通过待测光标信号采集模块,实现陀螺仪光标信号的高精度自动采集.实验表明该模块能有效的代替人眼对光标进行识别,可以减少测量结果对操作人员素质的依赖,使寻北仪的.寻北精度从原来的30″提高到5″,为仪器寻北全自动化和智能化奠定了基础.
作 者：林玉池 林明春 夏桂锁 黄银国 LIN Yu-chi LIN Ming-chun XIA Gui-suo HUANG Yin-guo 作者单位：天津大学精密测试技术及仪器国家重点试验室,天津,300072刊 名：传感技术学报 ISTIC PKU英文刊名：CHINESE JOURNAL OF SENSORS AND ACTUATORS年，卷(期)：20(3)分类号：V241.5关键词：寻北仪 全自动化 CCD CPLD 光标信号 寻北精度
自动采集 篇6
【关键词】水情自动采集；信息化；RTU（终端机）；GSM
【中图分类号】C931.6 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2012）09-0132-02
前言
湖北省汉江局管辖范围内现有自测水位测报站38个，担负着汉江、东荆河水位、雨量等基础数据的报汛工作，是汉江、东荆河防汛调度、洪水预报、水文演算与分析等方面重要基础和技术支撑，也是在防汛期间各级领导及指挥决策机关正确分析和判断防汛形势，科学制定防汛调度方案的依据。
汉江局水位自测站是东荆河重要的水位控制站。东荆河河道长173.4公里，但由于只有潜江水文站一个长江委控制站，因此东荆河各水文自测站无疑成为了东荆河防汛抗洪的关键控制站点。另一方面，在我局管辖的汉江河道内，汉江下游虽然有沙洋、泽口、岳口、仙桃四个长江委控制站，但由于相互之间有一定的距离，在防汛期间，必须以自测站水位观测数据作为补充。其次，汉江自测站中有些站点的数据已成为汉江防洪调度的关键数据。如大王庙、白虎池、万家坝、杜家台鱼嘴、杜家台闸等站水位数据，如果精度达不到要求，将对防洪调度造成较大影响。
汉江局现有水位测报主要依靠人工观测，然后将水情数据通过网络上传至局防办“水雨情测报信息处理系统”汇总。由于观测手段原始、落后、简陋，精度不高，数据传输不及时，已无法满足科学防洪的需要。为此，汉江局“十二五”规划中明确将自设水位站自动测报系统建设项目纳入议事日程。
1、自测站基本情况
湖北省汉江河道管理局管辖汉江中下游的一部分河道，河段长410kin，两岸堤防长度757.929km。其中：汉江河道长237km，两岸堤长440.773km（其中汉江遥堤长55.265km，汉江干堤长385.508kin）；东荆河全长173km，两岸堤长310.621km。我局所辖汉江、东荆河两岸堤防和长江堤防一道构成了整个江汉平原的天然屏障。在管辖范围内共设有水位自测站38个分别在：钟祥管理分局范围内4个、天门管理分局范围内4个、罗汉寺闸管理分局范围1个、泽口闸管理分局范围1个、田关闸管理分局范围1个、杜家台分洪闸管理分局范围2个、仙桃汉江管理分局范围2个、潜江东荆河管理分局范围1个、监利管理分局范围3个、仙桃东荆河管理分局范围9个、洪湖东荆河管理分局范围10个。
气候属于亚热带季风气候区，冬季受欧亚大陆冷高压影响，夏季受西太平洋副热带高压影响，气候具有明显的季节性，冬有严寒，夏有酷热，四季分明，日照充足，雨量丰沛，以气旋雨这主。多年平均气温16.1～16.4。c，多年平均降雨1100mm～1250mm，降雨量年际变化大，年内分配不均，主要集中在4～10月，占全年降雨的80%要左右。
地貌特征以堆积地形为主，有剥蚀堆积陇岗地形、冲积平原、冲积～湖积平原、河漫滩与心滩等组成。区内地势平坦，总体上西北高，东北略低。水系发育，湖泊、沟渠密布，汉江、东荆河贯穿全区。
2、系统建设必要性
水利信息化是充分利用现代信息技术，开发和利用水利信息资源，包括对水利信息进行采集、传输、存储、处理和利用，提高水利信息资源的应用水平和共享程度，从而全面提高水利建设和水事处理的效能及效益。水利行业作为传统行业，要实现由工程水利向资源水利转变，由传统水利向现代水利、可持续发展水利转变，必须加快水利信息化及现代化步伐。我局水雨情系统信息化建设的必要性主要体现在以下几个方面。
一是报汛人员劳动强度大。
二是数据可靠性差。
三是汛前对水尺的校核、维护成本高。
四是数据传递不及时.由于采用人工观测，加上距离远近不同，受各种自然和人为因素影响较大，容易出现报汛不及时的情况。
针对我局水位自测站在测报工作中存在的这此弊端，进行水位自动测报项目建设势在必行。水位自动测报站项目主要是实现水位、雨量的自动采集，水情信息自动传输到汉江局中心站，为防洪调度提供可靠的水情信息。水位自动测报站建设和水雨情报汛信息处理系统运用将彻底改变我局防汛信息化落后的局面，为我局防汛信息化带动现代化建设打下良好的基础。
3、系统建设遵循的原则
我们按照“经济实用、稳定可靠、标准规范、先进开放”的建设原则，力求以最少的工程投资，达到最佳的整体功能效益。通过现场实地勘测和我局基层水位站的实际情况，我们决定采取先期试点的方式，选取钟祥大王庙、洪湖中革岭、仙桃杨林尾3个水文站点，分别采取气泡压力式水位计和压阻式水位计两种方式遥测设备，以测试那种方式更适合汉江流域实际情况。
4、自测站结构及功能
为保证系统可靠、有效地运行并充分发挥其作用，系统必须应用新的自动测报技术、现代通信技术和远地编程控制技术，因此在各遥测站采用测、报、控一体化的结构设计，由传感器、遥测终端、通信终端和电源系统等四部分组成。
为保证在“有人看管、无人值守”的运行模式下，遥测站设备能在雷电、暴雨、停电的恶劣条件下可靠、正常的工作，遥测站的供电系统采用太阳能板浮充蓄电池供电方式，并配置充电控制器。
水文站和中心站等类型的遥测站供电电源由1块40W太阳能板、1个充电控制器、1个100Ah的免维护铅酸蓄电池组成。
遥测站和中心站都要建设避雷接地系统，保证设备全部在避雷保护范围内，中心站和遥测站的接地电阻应≤8Ω。
自测站功能：
①自动采集：能自动采集降雨量及水位变化值，采样间隔可编程设置，并现场固态存储；实时將遥测站水情信息转发至中心站。
②具有定时自报和自动加报以及响应召测功能；
③主备信道自动切换功能；
④自维护功能：具有定时工况报告、低电压报警、掉电保护等项自维护功能；
⑤工作环境：能在雷电、暴雨、停电等恶劣条件下正常工作45天。
5、中心站结构
目前，我国水情自动测报系统应用比较广泛的通信方式有：卫星、电话、GPRS、超短波（UHF/VHF）、GSM。
根据本系统区域的通信资源情况，并结合新建遥测系统的通信状况和本系统的运行特点（每年只运行半年5月1日一10月1日），汉江河道管理局水情自动测报系统遥测站至中心站的通信组网采用GSM短信。
中心站数据接收处理设备主要由数据接收通信软件、数据接收计算机（包括数据接收处理软件、实时数据库）、水雨情信息系统组成。
通信软件、数据接收计算机、水雨情信息系统构成中心站数据接收处理系统，完成系统各遥测站的水情信息、运行工况信息的实时接收、处理和入库，并可对各遥测站进行实时监控、运行管理。
中心站水雨情信息系统基于windows2003Server平台开发，依赖于Microsoft SQL Server2005数据库运行。系统数据采集分为自动采集和人工录入两种方式，根据现场情况和实际需要部署。自动采集由RTU及RTU数据接收器组成系统自动完成。人工录入由系统提供WEB录入界面。所有的数据保存在一个统一的数据库中。系统发布方式为WEB发布，通过正浏览器展示。
中心站功能：
①能实时接收全系统各遥测站的水情、运行工况等数据，对接收的信息进行合理性检查处理后进入数据库保存；
②能远程实时监控和管理各遙测站的运行，对各遥测站进行参数设置、读取信息以及批量数据下载；
③能对全系统各遥测站进行统一校对时钟，有超限告警功能；
④可进行水情、运行工况等信息的查询及图表打印输出；
⑤有安全、保密的数据维护功能，提供可自动或人工进行数据备份。
6、系统应用成果
自动采集 篇7
ISP铅锌密闭鼓风炉冶炼,分为烧结、鼓风炉熔炼两大工艺环节,其中烧结主要是为鼓风炉熔炼提供合格的烧结块。μXL在这两个环节中有广泛应用,随着生产高速发展,也伴随着信息网络、工业自动化的高速发展,形成了韶冶μXL应用所涉及的过程控制工艺参数庞大数据,本文就如何利用RS-232通信做到集散系统(DCS)所涉及的工业控制参数自动进入信息网局域网中,实现工艺数据共享,为指导生产创造条件。
2 关键技术
2.1 μXL通迅功能
μXL系统是以操作站为中心,由控制单元(MFCD双重化型、MFCU型、MFCN型)、输入输出扩展单元、信号变换器和RL总线等构成,与信息网局域网做数据交换主要是通过μX操作站(MOPL)上的RS81模块的RS-232实现。此串口是25针接头接出,由日本横河公司提供的通信软件包,根据需要对通信参数与通信数据进行定义。
2.2 MOXA NPORT DE-311串口联网设备
MOXA NPORT DE-311可让串口设备联网,并在网络中断回复后可自动恢复连接,具有简易的设定程序及远程管理。此串口是9针接头接出,其特点是支持自适应10/100 Mbps以太网界面、提供安全设置,预防未经授权者的侵入、完全兼容Ethernet和TCP/IP协议、支持PComm函数库,编程容易等。
2.3 RS-232通信
串口在系统控制领域中一直扮演着极为重要的角色,它不仅没有在时代前进的过程中被淘汰,目前RS-232是PC与通信工业中应用反而成为最广泛的一种串行接口,一个完整的RS-232接口有22根线,采用标准的25芯插头座(DB-25)。除此之处,目前广泛应用的还有一种9芯的RS-232接口(DB-9)。它们的外观都是一个D形的。
2.4 μXL和MOXA NPORT DE-311RS-232通信
1)采用25针对9针通信电缆连接;
2)通信参数定义:
根据μXL和MOXA NPORT DE-311RS-232的通信协议,制定符合实际的通信参数。
数据位:8位
停止位:1位
波特率:4800
奇偶校验:无奇偶校验
3)通信数据定义:
μXL能接收的数据信息以“G01 TG”开头字符串,格式为:
2.5 串行通信控件
Visual Basic的串行通信对象MSComm是将RS-232的初级操作予以封装,用Basic语法即可利用RS-232与μXL通信。
3 系统设计
3.1 系统组成
利用在以太网的网络终端配置MOXA NPORT DE-311串口联网设备,结合μXL通信软件包,在Visual Basic6.0开发数据采集软件,将工艺参数推入SQL数据库中,系统框图如图1所示。
3.2 软件设计
3.2.1 设计原理
数据采集网络终端作为传送与接收数据的主机,当经过MOXA NPORT DE-311串口设备发送包含工艺参数位号的字符串,如“G01 TG 3 PI-6706,PV PI-6406,PV SI-6701,PV”,μXL接收后,由其系统提供通信软件包,返回包含工艺测点值的字符串,经采集软件分析处理,结查推入SQL数据库中。
3.2.2 功能与实现方法
系统的主要功能包括:系统初始化、发送数据、接收数据分析、数据写入。
1)系统初始化:
包括采集周期确定、端口初始化,采集周期主要利用Visual Basic的Timer控件来完成,对于RS-232串口初始化,针对I烧结μXL、II烧结μXL、II熔炼μXL三个工控点,在Visual Basic表的添加三个MSComm控件,其端口初始化流程如图2所示。
以下是端口初始化主要代码段:
2)发送数据:
首先根据SQL数据库有关工业位号说明表,形成以"G01 TG"开头字符串数组,然后将字符的值赋予MSComm控件的Output属性,图3是关于I烧结程序流程。
其核心代码如下:
3)接收数据分析及写入:
读取输入缓存区,按长度与小数点位数截取字符,根据发送数据形成字段名数组顺序,用Update命令更新SQL数据库,以下是关于I烧结相关核心代码:
4 结论
用RS-232通信方式实现μXL与网络联接,完成工业数据自动采集,可以节约投入,就能达到预期效果。并通过管理信息网络做到实时数据共享,在局域网上以工艺流程图形式随时可了解各工业点生产过程参数及生产状况,这样生产技术及管理人员可以方便、快捷了解生产,并能节约出更多的时间与精力投入自身的岗位工作上。
参考文献
[1]沈兰荪.高速数据采集系统的原理与应用[M].北京:人民邮电出版社,1995.
[2]王文武.基于FPGA和DSP的并行数据采集系统的设计[J].微计算机信息,2004,20(11):68-69.
[3]杨志方.基于FPGA的多路高速数据采集系统的实现[J].武汉化工学院学报,2006,28(3):58-61.
区域自动站气象要素网络采集方法 篇8
安徽省中尺度区域加密自动站始建于2003年,主要通过GPRS移动通讯与省气象中心计算机进行通信,实现数据传输与存储。由于信息采集快、传输及时、自动化程度高,可及时完成某个特定区域多气象要素的采集、上传,从而提高了局地性、突发性、灾害性天气的监测、预警等气象服务能力。
1 网络采集方法的思路
网络信息采集是将非结构化的信息从大量的网页中抽取出来保存到结构化的数据库中的过程。这里我们以安徽省中尺度区域加密自动站的宿州站点(http://218.22.3.196/rainfall/WebMeso/Statistic.asp?StationID=91)为例,通过分析该页面的HTML代码,提取分拣出所需要的气温、雨量、风向、风速等气象要素数据,并添加到本地创建的数据库中,这里我们采用的是微软公司的Access数据库。
通过分析宿州站点的整页HTML代码,所需要提取的气象要素数据包含在一对<table></table>表格中;每一个整点的气象数据由一对<tr></tr>行标签来管理;一天的整点气象数据从01:00到24:00实时逐点一一呈现。根据这样的规律,这里采取两级采集的方法,将气象要素数据逐一按整点提取出并添加到本地创建的数据库中,然后开展有针对性的气象预警、预报等气象服务。
2 网络数据采集具体实现方法
要完成网络数据的采集,就需要获取远程网页的源代码。这里利用微软公司的serverXMLHTTP组件首先取得宿州站点整个页面的二进制代码,然后通过两级采集分步处理的办法,将气象要素数据写入预先创建的本地数据库中。
通过使用ServerXMLHTTP,可以在本地和远程系统之间以流或XML文档的形式交换XML数据。这里利用serverXMLHTTP组件采集宿州站点整个页面的二进制代码主要语句为:
2.1 第一级网络采集方法
第一级网络采集要完成的功能是将气象要素从整个站点页面中提取出来。在宿州站点页面上,其中的“雨量”一栏在没有雨量时是不显示的。但在这里,为了数据存储和处理方便,我们将其设置为数值“0”的形式。这里采取ASP语言下的replace()函数来完成这种替换工作。
通过分析站点原始HTML代码,第一级网络采集方法为:将<tr bgcolor="#AFBDE7">和<TD colSpan=3 height=28 background="images/bg.jpg">作为采集工作的起始和结束标志;并将<td width="5%"align="center">替代成",",</td>替换成"空格",最后实现效果。
2.2 第二级采集方法
第二级采集要完成的功能是将其一整点的气象要素数据在第一级采集的基础上分拣提取出。实现方法:以<tr bgcolor=#F1F4FB>和</tr>作为采集的开始与结束标志,同时将一些其他HTML代码(包括超级链接、字体等)和其他无关的字符替换成空格或者逗号,同时保留采集数据的日期和采集时间段。完成后的效果及HTML代码。
由于二进制代码无法显示,需要转换成字符。这里我们用一个转换函数BytesToBstr,将网页二进制代码转换成字符,代码如下:
2.3 气象要素数据采集入库
根据宿州站点气象要素数据所呈现的规律,每次只要将最近的一个整点数据提取完成,最后就可实现从01点到24点全天的气象数据的采集工作。最新整点的数据获取是能过setInterval()函数以每隔10分钟自动刷新一次采集页面gather.asp来实现。
气象要素数据入库过程就是将经过两级采集处理后的各气象要素值通过ASP语言下的split()函数完成字符串的分割处理组成一个数组,然后以数组元素的形式一一加入数据库中;这里用到instr()、mid()、trim()等函数。
3 结束语
这种网络数据采集来源是不稳定的,如果目标网站(这里指安徽省区域加密自动站)出错或者升级维护,相应采集结果也会出错,为此要进行修改和重新调试。
通过网络采集方法建立起自己的专业气象数据库,就可以根据实际需要,开展有特色的气象服务,比如开展气象与电力、水利等部门合作进行地方性服务等,继而提高气象为地方服务的水平与能力;同时也为本地气象现代化的科研开发提供了详实的气象资料。
摘要：本文根据宿州市本地的实际情况,以安徽省中尺度区域观测加密网为目标网站,提出一种将自动站气象要素数据本地化的网络采集的方案,以便开展有地方针对性的气象服务,同时也为气象现代化的科研开发、研究提供详实的气象资料。
关键词：地市级,气象要素,网络信息,采集
参考文献
自动采集 篇9
海洋对全球气候和环境起着主导作用,与人类的生产和生活密切相关,其丰富的资源是人类社会未来发展的重要物资基础。要开发利用海洋资源,就必须先了解海洋,对海洋进行全方位的监测[1]。海洋环境监测的基本任务是获取气温、气压、潮位、水温、波浪、海流等水文、气象及浪流要素信息。基于计算机和自动化技术的数据采集系统可以连续、快速、准确地获取现场测量数据,是实现海洋环境参数智能实时监测的有力工具。经过几十年的发展,目前我国已经初步构建了遍布全国的海洋环境监测体系,很多海洋台站都配备了自动化的监测系统;但是这些监测系统在通讯方式、数据存储、测点管理和系统工作状态监控等方面存在诸多不足,无法满足当前海洋监测业务发展的实际需要[2,3]。针对这一现状,本文设计了一套适用于多类监测站点的海洋信息自动监测数据采集系统,可实施大范围、多测点实时监测,实现海洋数据信息的集中存储管理及系统工作状态的监控。
1总体设计
系统以海洋局专网为通讯网络,采用先进的数据采集及处理技术和稳定可靠的数据传输方式,建立了集监测、监控、数据存储与管理等功能为一体的现代化海洋信息自动监测数据采集系统。
1.1系统结构
自动监测数据采集系统由海洋台站上位机和现场采集设备两大部分组成,通过有线或无线通讯网络实现数据通信,从而构成一个完整的系统,系统结构如图1所示。现场采集设备安装在各个监测站点,包括采集器、要素传感器及其它附属设备。采集器读取传感器输出信号,经过处理得到测量值,完成单个站点的数据采集。根据监测站点的类型(海岸站点、岛屿站点、平台站点、船舶站点等)和监测现场的具体设施条件,采集器有选择地通过有线或无线通讯方式接入专网与上位机进行通讯:① 对于已经实现光纤通讯的监测站点,采集器通过网线接入专网;② 对于尚未实现光纤通讯的监测站点,采集器通过CDMA无线通讯模块接入专网。安装于监测现场的各类传感器用于检测各种水文、气象、浪流要素信息,是监测系统的数据源头,系统选用海洋监测部门长期使用检验合格、准确性和可靠性满足现场要求的成熟产品。上位机通过软件程序读取各测点采集器中的测量数据信息,同时对系统的工作状态进行监控。系统所有监测数据信息集中存储在上位机的数据库系统之中。
1.2通讯协议
系统采用主/从通讯方式,上位机为TCP服务端,定时向各个采集器发出校时命令或采集命令,校时命令用于校准采集器时钟、采集命令用于读取数据;采集器为TCP客户端,接收上位机命令并根据命令校准时钟或上传数据。
1.2.1 校时命令格式
格式为[采集器类型码]+[功能码]+[上位机当前时间]+[校验码]:① 采集器类型码用于区分三种不同类型的采集器,水文为1,气象为2,浪流为3;② 功能码用于区分命令类型,校时命令为1,采集命令为2;③ 上位机当前时间是一个准确的时间值,接收到校时命令后,采集器将自身时钟修改为该时间;④ 校验码用于检查命令在传输过程中是否发生错误,如果校验不正确则视为无效命令。
1.2.2 采集命令格式
格式为[采集器类型码]+[功能码]+[已采集时间]+[校验码]:① 采集器类型码、功能码和校验码的定义与校时命令相同;② 已采集时间是待上传数据的时间起始点,在该时间之后的数据需要上传。
1.2.3 数据上传格式
格式为[采集器类型码]+[功能码]+[数据]+[电压]+[采集器当前时间]+[校验码]:① 采集器类型码、功能码和校验码的定义与采集命令相同;② 电压是采集器供电电源电压,用于监测电源是否正常;③ 采集器当前时间即为采集器时钟,上位机软件提取该时间与计算机系统时间进行比较并判断是否需要发出校时命令;④ 数据部分包括采集器一次上传的一条或多条数据,每条数据都包含其采集时间,各参数数值采用字符形式上传。上位机软件每接收一条数据就修改已采集时间,对应采集命令中的已采集时间就得到更新,该时间作为一个重要信息实时保存在采集器的配置信息表里;如果某次数据传输不成功,则已采集时间不会被更新,上位机软件会继续按照原来的已采集时间向采集器发出采集命令,直至采集器内最新数据上传成功。这种处理方法可以确保不会因通讯中断或上位机重启而导致数据丢失。
2通用采集器设计
采集器是数据采集系统的关键设备,负责从传感器读取数据、处理数据、存储数据及上传数据。系统所设计开发的采集器具有通用性,提供有线和无线两种通讯接口供用户选择,能够用于水文、气象及浪流等多类要素信息的采集,适用于海岸、岛屿、平台、船舶等多类站点的监测,从而可以降低系统的设计开发和研制成本、简化系统的后期维护和管理工作。
2.1采集器硬件系统设计
采集器采用模块化设计,选用成熟的元件模块进行集成,以保证可靠性。采集器主要由控制模块、接口模块、测量模块和通讯模块等几部分组成,硬件结构如图2所示。ETR100E嵌入式PC模块包括CPU、时钟和存储器,是整个采集器的核心部件;工作母板提供各种串口用于连接测量模块、通讯模块及数字式传感器;EDA9083测量模块用于检测非数字式传感器的输出信号;通讯模块可选用Nport网络通信模块(通过RJ45标准网络接口连接到海洋局专网)或CDMA无线通信模块(通过中国移动的无线通信网络连接到海洋局专网)。采集器采用12VDC电源供电,12VDC电源从外部接口连接到通讯模块、测量模块及传感器接口;DC/DC变换器提供5VDC电源,为ETR100E嵌入式PC模块及母板供电。
2.2采集器软件程序设计
采集器PC模块内的软件程序采用C语言进行设计和开发,主要功能包括从传感器读取数据、处理数据、存储数据、接收上位机命令、上传数据等,软件程序的工作流程如图3所示。
3上位机软件开发
上位机软件以分布式网络数据库Oracle 10 g为平台、以Delphi7.0为软件开发工具,实现所辖监测站点数据的采集、处理、存储、查询、显示等一系列系统功能。
3.1数据库存储方案设计
系统所需数据表的表名称及对应功能说明如表1所示,系统监测数据及配置信息存储在相应的数据表中,供系统软件读写和用户使用[4]。
3.2上位机软件功能开发
为了优化软件性能、提高可维护性,系统上位机软件采用模块化设计思想,各种功能由对应的函数模块来实现,通过模块之间的相互调用完成系统软件整体功能。系统上位机软件包括系统管理、命令发送、数据接收、数据实时处理、系统监控、实时数据显示、数据非实时处理、历史数据查询等八个主要功能模块,其结构如图4所示。
3.2.1 系统管理
即对系统所辖各监测站点的设备进行管理和维护,分为站点、前端(采集器)、参数(传感器)三个层次进行管理:① 站点管理包括增加站点、撤除站点和站点信息(包括站点名、站点号等)修改等操作;② 前端管理包括为站点增加或撤除前端采集器、修改前端配置信息(采集器名称、类型、IP等)等操作;③ 参数管理包括为前端增加或减少测量参数、修改参数量程等操作。
3.2.2 命令发送
上位机软件定时向所辖各监测站点的采集器发出采集命令。
3.2.3 数据接收
借助有线或无线通讯网络,上位机软件实时接收来自监测现场采集器的数据包,并将数据包保存在对应的变量中。
3.2.4 数据实时处理
包括数据解析、量程转换、数据审核、数据存储和实时报文输出等子功能:① 数据解析是指从数据包中解析出采集器当前时间、电源电压及一组或多组数据(每组数据包括采集时间及各参数的测量值);② 量程转换是指将参数测量值转换成最终结果值(即海洋要素的物理值);③ 数据审核是指检查数据是否发生异常并做标识[5];④ 数据存储是指将转换后的结果数据及异常标识保存在系统数据库中;⑤ 实时报文输出是指按照行业规范约定的格式生成实时数据报文或文件,用于向上级部门实时上传数据信息。
3.2.5 系统监控
即对系统或系统设备的工作状态进行实时监测,具体包括采集器通讯状态、采集器电源电压和数据异常情况三个方面的监测:① 通讯状态的监测借助网络通讯接口,实时记录每个前端采集器的上线(online)或下线(offline)状况,如果长时间处于offline,则视为通讯中断;② 在进行数据实时处理时提取采集器的电源电压,通过与设定的电压下限进行比较来判断电源是否正常;③ 数据异常情况根据异常标识来判断。
3.2.6 实时数据显示
即将量程转换之后的结果值以自动刷新的实时数据界面或实时曲线趋势形式显示出来,供用户查看和使用。
3.2.7 数据非实时处理
包括整点数据存储、特征值提取和非实时报文输出等子功能。系统软件按照海滨观测规范要求提取各参数特征值,与整点时刻数据一起存入系统整点数据表中。非实时报文包括整点报文、日报文及月报文等。
3.2.8 历史数据查询
为用户提供查询各站点、各参数的历史数据或历史曲线的操作界面。
4结论
针对海洋环境监测工作的实际需要和现有通讯设施条件设计了一套适用于多类监测站点的海洋信息自动监测数据采集系统。系统采用主/从通讯方式,通过专网进行数据传输,保证了数据传输的可靠性和实时性;前端采集器采用模块化设计,接口功能强大,能用于水文、气象和浪流等多类要素信息的监测,简化了系统安装和现场后期的维护管理工作;采用Oracle数据库平台和Delphi开发工具编制了上位机软件,实现了海洋台站监测数据的集中存储和有效管理。系统已经在国家海洋局闽东海洋环境监测中心站和温州海洋环境监测中心站的多个监测站点业务化运行一年有余,运行稳定可靠、综合效益明显。现场应用表明,该系统较好地完成了预期任务,具有较大的推广价值和应用前景。
参考文献
[1]刘岩,王昭正.海洋环境监测技术综述.山东科学,2001;14(3):30—35
[2]许丽娜,王孝强.我国海洋环境监测工作现状及发展对策.海洋环境科学,2003;22(1):63—68
[3]姜华荣,刘玉新,王珠丽.国内海洋环境监测网现状与发展.海洋技术,2003;22(2):72—83
[4]俞永庆.自动海洋气象监测数据库及Web开发应用.海洋预报,2006;23(1):81—84
自动采集 篇10
关键词：光温控,渗透试验,自动采集
渗透试验目的是测定土体的渗透系数, 提高此系数的准确性对于分析计算地基固结沉降时间, 估计天然地基、土坝、高填土等渗流量和渗流稳定性, 以及给排水设计, 施工选料、人工降水及地基加固设计等具有重要意义。
目前室内渗透试验方法很多, 根据原理分为两大类:常水头法和变水头法。常水头法适用于渗透性较大的粗粒土, 变水头法适用于透水性较小的细粒土。相对于常水头法, 变水头法试验过程中水头变化快, 读数次数多, 影响数据采集准确性的因素众多, 有必要对现有试验设备加以改进, 以获取更加准确有效的数据。
由于目前常规的渗透试验都是通过人工读取水温并人工观察变水头管内液位高度, 此观测方法易出现试验数据的时效误差和读数误差, 无法严格保证试验的实时性与准确性。为此, 研发基于光电和温控技术测定土体渗透液位的试验方法, 采用光电测量和温度传感技术, 实现实时自动采集数据、无人为误差的渗透试验过程, 弥补传统试验读数方法的不足, 填补国内外试验自动测量方法的空白。
1 光温控变水头渗透试验
将光电和温控技术应用于变水头渗透试验中, 通过安装光电装置、温度传感器及编制相应的程序, 实现土样渗透液位及温度测量的自动化, 即光温控变水头渗透试验。它与传统的变水头渗透试验原理和步骤完全相同, 区别在于前者通过改进试验设备实现测量数据的自动采集、保存及计算, 并对温度进行实时测量, 提高试验结果的准确性。
1.1 光温控变水头渗透试验系统的组成
光温控变水头渗透试验系统主要包括光源组件、传感器模块、信号处理机、信号中继器及相应的主控软件 (见图1) 。
1) 光源组件:该组件包括调制信号发生器和点光源, 两者相连。
2) 传感器模块:包括温度传感器、温度修正模块、光探测器、前置放大器、检波器和数字信号处理器。温度传感器置于渗透液中, 在渗透容器外与温度修正模块相连, 光探测器通过前置放大器与检波器相连, 检波器和数字信号处理器相连。光探测器与点光源配合, 相互面对地置于变水头管的横向两侧。
3) 信号处理机:包括数据输入端和数据输出端, 数据输入端与数字信号处理器相连, 数据输出端与信号中继器相连。
4) 信号中继器:包括数据输入端和数据输出端, 数据输入端与信号处理机相连, 数据输出端与计算机相连。
5) 主控软件:此操作软件和传感器部分为无缝连接通讯, 操作人员根据不同要求选择传感器端的工作状态, 通过软件界面提示或显示。实验结束后, 根据采集的数据进行计算, 并将结果保存及打印。
1.2 光温控变水头渗透试验系统的工作原理
本系统选用220V/50HZ的交流电源, 中继器将其转换为所需的直流电源, 再通过导线网络分别供给光源部分和传感器, 温度传感器实测到渗透液容器中渗透液的温度, 然后将实测温度传给温度修正模块, 温度修正模块将数据修正后提供给控制模块。光源组件接通供给电源后会启动内部的调制和驱动电路, 产生光源发光所需的信号, 发光的点光源经过光学系统的调理后会变成一个直径较小的光点, 光点经过玻璃管后, 将光能量聚焦于光电控测器上。这些光温数据通过内部特定的MODBUS协议与中继器相通讯, 中继器接收到测量数据后, 会执行通道数据的排序和中继, 最后通过RS232接口实现与PC机的通讯, PC机的测量软件接收到RS232口的通讯数据后, 会根据相应的格式和算法显示、保存和打印试验数据, 从而完成全自动化高效率的试验任务。
1.3 光温控变水头渗透试验方法
1) 根据有关规范要求, 按照常规的试验方法, 将土样装入土样盒中, 并将水注入变水头管至有关要求高度。
2) 通过主控软件界面的启动按钮, 并通过选择数据采集通道进行采集。
3) 光温控变水头渗透试验装置自动读取试验过程中变水头管内水柱水头高度及对应的时间, 主控软件根据公式自动计算出该试验土样的渗透系数。
1.4 光温控变水头渗透试验的主控软件
1) 软件的主界面包括工程编号、工程名称、土试负责人、审核人等内容, 在该界面下还可以创建新工程及查询工程编号。在工程目录窗口下包括所选工程的勘探孔孔号列表, 其中具有“创建孔号”、“打印工程”、“删除工程”、“打印预览”等功能 (见图2) 。
2) 进入选定的工程, 出现孔列表界面, 在该界面下显示已建的勘探孔土样列表, 创建新的土样编号并输入渗透试验所需的有关参数 (见图3、图4) 。
3) 选定所需试验的土样编号, 进入土样列表界面, 通过启动按钮开始渗透试验, 试验结束, 土样列表界面则显示已完成试验的成果信息 (见图5) 。4) 试验完成后, 系统自动生成渗透试验成果表。
2 光温控渗透试验系统的特点
1) 整个试验过程均为电脑自动控制, 大大节约人力资源成本。
2) 通过传感器装置采集水头高度、时间及实时水温, 减小试验误差, 提高试验精度。
3) 人性化界面设计, 数据和窗口互动的方式显示, 可操作性强, 使用方便。
4) 系统自行对采集数据进行处理, 计算渗透系数, 减少人工操作的失误, 提高效率。
5) 系统数据采用数据库形式进行存储, 所占的计算机资源很小。
6) 系统参数实行可更改制, 可供后续规范变更时人为进行相应的参数更改, 实用性较强。
7) 成果以表格的形式直接输出, 减少试验人员的工作量。
3 结语
光温控渗透试验系统采用传感器组件进行试验数据的采集, 克服人工观测读数的不精确性和无法实时观测的缺陷, 减小试验数据的误差。全自动的试验过程及试验数据后处理功能, 很大程度提高试验数据的准确性, 建议在行业中加以推广应用, 并将该试验方法写入有关规范要求, 确保试验数据的可靠性。
自动采集 篇11
近几年来, 我国各地都出现了扶梯事故, 造成了很多伤亡, 随着国家标准《自动扶梯和自动人行道的制造与安装安全规范》GB16899-2011的颁布, 也对自动扶梯和自动人行道增加和改进了许多要求, 其中对扶手带的速度的监测已经有了明确的要求。作为电梯生产厂家, 增加一种扶手带速度监测装置已经成为强制性。
1 国家标准对扶手带速度监测装置的要求
根据《自动扶梯和自动人行道的制造与安装安全规范》GB16899-2011中第5.6.1条规定:在正常运行条件下, 扶手带的运行速度相对于梯级、踏板或胶带实际速度允差为0%~+2%。应提供扶手带速度监测装置, 在自动扶梯和自动人行道运行时, 当扶手带速度偏离梯级、踏板或胶带实际速度大于-15%且持续时间大于15 s时, 该装置应使自动扶梯或自动人行道停止运行[1]。这一要求相对于之前GB16899-1997版本是新增加的要求。
2 扶手带速度信号采集系统的构成
2.1 系统整体功能简述
按照需要完成的功能要求, 可将系统分为3个部分。第1部分为“速度采集单元”, 由扶手带测速轮与增量式光电编码器组成, 通过扶手带带动测速轮转动, 并通过传动轴传递给编码器, 使得编码器转动产生相对于扶手带速度的脉冲信号。第2部分为“信号处理单元”, 主要是由上升沿D触发器及PLC组成, 对速度信号进行判断和处理, 计算出扶手带的实时速度, 并与自动扶梯或自动人行道梯级或梯级踏板的额定速度按国家标准要求进行比较分析, 判断是否符合国家标准要求。第3部分为“执行和报警单元”, 主要是负责当扶手带速度超出标准要求时断开相关的安全回路并报警。系统的整体结构如图1所示。
2.2 扶手带测速轮的简单设计
通过对自动扶梯或自动人行道在运行时的实际情况进行分析, 可采用图2所示的测试轮来采集扶手带的运行速度, 将其安装在自动扶梯或自动人行道的桁架上, 使轮子外圈与扶手带紧贴在一起, 扶手带运动时不会与轮子外表面发生滑动。测速轮右侧空心轴随测速轮外圈一起转动, 用于与编码器的组合和固定。
2.3 增量式光电编码器原理
增量式编码器是直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲A、B和Z相;A、B两组脉冲相位差90°, 从而可以方便地判断出旋转方向, 而Z相为每转一个脉冲, 用于基准点定位。特点是当增量式编码器轴旋转时, 有相应的相位输出[2]。其旋转方向的判别和脉冲数量的增减, 需借助后部的判向电路和计数器件来实现。其计数起点可任意设定, 并可实现多圈的无限累加和测量, 编码器正转反转时, A、B相输出信号波形如图3所示。
2.4 D触发器基本原理
维持阻塞型D触发器是一种常用的边沿触发器, 这种触发器的次态主要取决于CP上升沿到达时刻输出信号的状态, 而与此边沿时刻以前或以后的输入状态无关。其逻辑图、波形图如图4所示, 它由六个与非门组成, 其中G1, G2组成基本触发器;G3, G4组成时钟控制电路;G5, G6组成数据输入电路[2]。其逻辑功能为:输出端Q的状态随着出入端D的状态而变化, 但总是比输入端状态的变化晚一步, 即某个时钟脉冲来到之后Q的状态和该脉冲来到之前D的状态一样[3]。
2.5 扶手带速度信号的处理与计算
将编码器从扶手带测速轮上采集的速度脉冲信号A、B经过D触发器信号处理单元进行处理, 如图5所示。编码器顺时钟旋转时, 即A相信号超前B相信号90°, C输出端将会一直保持低电平输出。编码器逆时钟旋转时, 即A相信号滞后B相信号90°, C输出端将会一直保持高电平输出, 这就形成了一个可对自动扶梯或自动人行道的运行方向进行识别的信号源, 对一个固定型号的编码器来说, 其每圈产生的脉冲数固定的, 假设在扶手带运行的一个时间周期T内, 编码器产生的脉冲数为P, 编码器每转一圈产生的脉冲数为C, 则扶手带的实际运动速度可用式 (1) 来进行计算。
其中, v为扶手带运行速度, D为测速轮外圈直径。
当扶手带实际的运行速度计算出之后, 通过与自动扶梯的梯级速度或自动人行道梯级踏板的实际速度进行比较, 这样就可以进行一系列的保护功能的设定。同时, 这种扶手带速度信号采集方式也可以用于自动扶梯或自动人行道停梯时制动距离的计算, 监测制动距离是否超出标准的要求值。
3 结束语
这种扶手带速度信号采集的方法结构比较简单, 也比较容易实现, 且精度比较高, 增量型编码器的抗干扰能力比较强, 可同时应对新国标对扶手带速度监测方面的要求。有了方向的判断电路, 也可以对自动扶梯或自动人行道实施非操纵逆转的保护。
摘要：介绍了一种用增量式光电编码器对自动扶梯扶手带速度信号采集的方法, 通过简单的逻辑处理之后, 可将扶手带信号转换成能够让CPU识别的数字信号。同时这种装置也能与最新的扶梯国家标准接轨, 具有比较容易实现、精度较高及可操作性强等特点, 有效地解决了对扶手带速度信号的采集。
关键词：编码器,自动扶梯,扶手带,速度信号
参考文献
[1]GB16899-2011, 自动扶梯和自动人行道的制造与安装安全规范[S].
[2]王俊杰.传感器与检测技术[M].北京:清华大学出版社, 2011.