數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在公路檢測(cè)中的應(yīng)用范文

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摘要：

目前計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在公路檢測(cè)儀器上被廣泛地應(yīng)用。文章將針對(duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的主要功能如數(shù)據(jù)預(yù)處理、信號(hào)通道標(biāo)定以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等方面進(jìn)行相應(yīng)的分析。

關(guān)鍵詞：

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；公路檢測(cè)；計(jì)算機(jī)

隨著信息技術(shù)的普及，計(jì)算機(jī)技術(shù)被應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域的工作中。由于現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)具有儲(chǔ)存量大、信息量大、數(shù)據(jù)處理精準(zhǔn)以及高速度和高精度的采樣模式，因此被現(xiàn)代的公路部門所引用，并成為未來公路數(shù)字化管理模式發(fā)展的主要手段。計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在公路檢測(cè)儀上被運(yùn)用，可以使公路部門迅速地掌握各個(gè)路段的路況以及是否有損壞現(xiàn)象，進(jìn)而及時(shí)進(jìn)行搶修，促進(jìn)了公路工作的工作效率和質(zhì)量。

1計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主窗口

1.1系統(tǒng)主窗口計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的主窗口，又被稱作虛擬儀器的面板。它的前臺(tái)操作界面可以實(shí)現(xiàn)人機(jī)的交互操作并對(duì)各種問題進(jìn)行處理。所采集到的數(shù)據(jù)可以經(jīng)過數(shù)據(jù)的顯示、查詢，波形回放和波形標(biāo)刻，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)計(jì)算以及回歸分析等處理方式進(jìn)行處理。完成之后在以圖形或是報(bào)表的形式進(jìn)行硬拷貝的輸出。在系統(tǒng)主窗口的控制面板上，主要包括窗體菜單欄、功能命令按鈕、數(shù)字開關(guān)量狀態(tài)圖框以及掃描顯示圖框和歷史消息查詢欄等等功能按鈕。這些功能按鈕是由許多的文本標(biāo)簽控件共同組成的，當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)信息區(qū)的控件對(duì)象。系統(tǒng)主窗口在使用過程中可以進(jìn)行隨意的拖動(dòng)以及收放使用，但是要想關(guān)閉窗口則不允許使用窗口的控制按鈕進(jìn)行。打開系統(tǒng)主窗口我們可以發(fā)現(xiàn)，操作界面上的圖框初始狀態(tài)的空間分配是均勻的，只需運(yùn)用鼠標(biāo)對(duì)圖框邊界進(jìn)行拖拽就可以調(diào)整。至于圖框中的基本屬性，根據(jù)不同需求對(duì)系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)即可。要想使觀察數(shù)據(jù)或是圖形的觀測(cè)點(diǎn)更加清晰只需將鼠標(biāo)的指針放置到以十字形式顯示即可。如果想要查詢歷史消息記錄，只需將鼠標(biāo)放置在歷史消息記錄欄進(jìn)行單擊即可這樣消息記錄就會(huì)放大顯示。如果想要對(duì)歷史消息記錄進(jìn)行保存，只需將鼠標(biāo)進(jìn)行右側(cè)鍵進(jìn)行單擊即可。

1.2I/O接口驅(qū)動(dòng)I/O接口驅(qū)動(dòng)程序，主要是在系統(tǒng)的后臺(tái)進(jìn)行運(yùn)行的。因此不能像主窗口一樣進(jìn)行直觀的視覺性觀察。這種驅(qū)動(dòng)程序主要是被系統(tǒng)應(yīng)用于管理以及控制硬件電路進(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的實(shí)時(shí)采集以及對(duì)模數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換以及傳輸方面。因此對(duì)于觀察結(jié)果的顯示輸出要具備及時(shí)性，與此同時(shí)驅(qū)動(dòng)程序的屬性參數(shù)經(jīng)過界面窗口進(jìn)行相關(guān)的設(shè)置之后，這些參數(shù)文件會(huì)被系統(tǒng)自動(dòng)的保存。這樣可以在每次對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行重新啟動(dòng)以后，文件都能夠自動(dòng)地恢復(fù)設(shè)置，進(jìn)而確保數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。針對(duì)于I/O驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的參數(shù)進(jìn)行分類，我們可以將其分成兩類。其中一類是針對(duì)系統(tǒng)的整個(gè)系統(tǒng)的配置來說的，系統(tǒng)的操作人員可以根據(jù)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提供的參數(shù)對(duì)系統(tǒng)中的軟件配置以及硬件配置進(jìn)行相關(guān)的檢查。因此可以看出這類數(shù)據(jù)參數(shù)在整個(gè)系統(tǒng)的任何應(yīng)用類型中都可以使用。而另外一種參數(shù)就是可使用與系統(tǒng)的局部具體應(yīng)用中的參數(shù)，這些參數(shù)使用范圍比較狹窄。計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)它的基本操作其實(shí)主要就是對(duì)系統(tǒng)主窗口的操作實(shí)行的，主要就是通過主窗口中的各種操作按鈕來實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)與運(yùn)用。如對(duì)窗口面板上的菜單欄上的按鈕進(jìn)行點(diǎn)擊則會(huì)出現(xiàn)需要的頁(yè)面或是關(guān)閉頁(yè)面。

2通道標(biāo)定與信號(hào)預(yù)處理

2.1通道標(biāo)定計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)采集到的信息進(jìn)行模擬數(shù)字的轉(zhuǎn)換，采用數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行測(cè)量，但是這種測(cè)量模式所得到的數(shù)據(jù)信息都只是電壓值而已。但是在實(shí)際的應(yīng)用中對(duì)于報(bào)表信息以及圖形、文字的顯示和處理輸出的數(shù)據(jù)，卻是需要按國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)工程量的統(tǒng)一單位進(jìn)行表示的。因此要想獲得具體實(shí)用的數(shù)據(jù)我們還必須進(jìn)行數(shù)據(jù)的人工輸入，將數(shù)據(jù)采集卡采集到的數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的換算系數(shù)、數(shù)據(jù)信號(hào)的全稱以及標(biāo)準(zhǔn)工程量的單位符號(hào)等輸入換算軟件中，將數(shù)據(jù)換算為需要的數(shù)據(jù)形式。同時(shí)在信號(hào)調(diào)理電路通道也要進(jìn)行相應(yīng)的操作，如非線性操作、選擇合適的量程以及增益等。

2.2信號(hào)預(yù)處理計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的信號(hào)預(yù)處理指的是通過運(yùn)行后臺(tái)對(duì)硬件板卡的各個(gè)軟件接口實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)作用。并且對(duì)系統(tǒng)中AD卡連續(xù)產(chǎn)生的原始的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的信號(hào)預(yù)處理。例如在對(duì)試驗(yàn)的加載次數(shù)、速率以及累計(jì)變形率等數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算時(shí)，便可根據(jù)信號(hào)預(yù)處理的結(jié)果來對(duì)相應(yīng)的程序進(jìn)行設(shè)定操作。在進(jìn)行設(shè)定操作時(shí)不必對(duì)原樣數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的保存，以免對(duì)系統(tǒng)的儲(chǔ)存量占用太多，影響系統(tǒng)的使用。如果系統(tǒng)中的原始數(shù)據(jù)過于占用系統(tǒng)空間，那么此時(shí)就要對(duì)信息進(jìn)行篩選留取有價(jià)值的數(shù)據(jù)信息。如對(duì)特征值的選擇包括數(shù)據(jù)信息的最大、最小值或是谷值、峰值以及平均值等等。除此之外，還可以通過對(duì)數(shù)值的變換、壓縮以及濾波等形式對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行信息預(yù)處理。就好比進(jìn)行車轍實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們將每秒車的反復(fù)運(yùn)動(dòng)用來表示汽車的加載速度，在進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)計(jì)算時(shí)，我們只能通過數(shù)字的消顫濾波以及時(shí)序狀態(tài)之下的邏輯判斷進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的預(yù)處理，而不能只以簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)公式來進(jìn)行計(jì)算。至于對(duì)通道中數(shù)據(jù)的最大以及最小值進(jìn)行處理則要相對(duì)簡(jiǎn)單的多，只需通過搜索功能找出比較簡(jiǎn)單的數(shù)值進(jìn)行對(duì)比就能夠得到。造成這種現(xiàn)象的原因是因?yàn)闊o論在何種情況下最大值與最小值都只有一個(gè)，因此信息數(shù)據(jù)比較容易被獲得。而相較而言通道中的峰值與谷值的數(shù)據(jù)處理則較為復(fù)雜化了，要想對(duì)谷值與峰值進(jìn)行比較則必須要通過一個(gè)環(huán)境安全、安靜、不受任何干擾的系統(tǒng)進(jìn)行判斷。在進(jìn)行這兩項(xiàng)數(shù)值的信息預(yù)處理時(shí)，首先要將通道中所有的峰值與谷值的信息找出來，并且要對(duì)每個(gè)通道進(jìn)行對(duì)噪音以及干擾信號(hào)的防止裝置的設(shè)置以免在收集數(shù)據(jù)信息時(shí)會(huì)被通道中的噪音以及干擾因素影響，從而對(duì)準(zhǔn)確的峰值與谷值信息進(jìn)行誤判。要想確保數(shù)據(jù)信息預(yù)處理的有效性還可以通過軟件對(duì)多通道狀態(tài)中的峰值和谷值進(jìn)行捕捉，通過軟件進(jìn)行處理可以起到無視噪音以及干擾信號(hào)的作用。

3數(shù)據(jù)處理

3.1回放波形與直觀數(shù)據(jù)的處理計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的最基本的功能，就是回放波形圖并進(jìn)行直觀的數(shù)據(jù)觀察之后對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理。在對(duì)波形圖回放完成之后，可以將鼠標(biāo)變成大十字光標(biāo)形式，并將光標(biāo)移動(dòng)到波形圖框中的隨意一點(diǎn)。在此時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)鼠標(biāo)的坐標(biāo)值會(huì)在系統(tǒng)信息區(qū)的動(dòng)態(tài)顯示欄進(jìn)行顯示，而對(duì)于各通道中的位于光標(biāo)點(diǎn)上或是光標(biāo)右側(cè)的曲線上的真實(shí)數(shù)據(jù)值也將會(huì)被系統(tǒng)同步搜索并在菜單欄中的“顯示文本數(shù)據(jù)”對(duì)話框中輸出。此時(shí)的回放波形圖形的數(shù)字濾波器軟件也會(huì)被觸發(fā)，波形圖原圖中的噪聲干擾波線以及信號(hào)的尖峰脈沖波線都會(huì)被進(jìn)行平滑處理，處理過程中數(shù)字濾波器是不會(huì)考慮數(shù)據(jù)信息是否有用的。因此在實(shí)際的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集信息系統(tǒng)中對(duì)于數(shù)據(jù)信息濾波器軟件的應(yīng)用以及對(duì)它的參數(shù)設(shè)置，都要考慮具體的實(shí)際情況在進(jìn)行應(yīng)用。如果想對(duì)波形圖進(jìn)行局部放大觀察時(shí)，只需將鼠標(biāo)的十字光標(biāo)移動(dòng)到指定區(qū)域并在左下角和右下角分別進(jìn)行單擊操作即可，此時(shí)指定觀察區(qū)域就會(huì)放大甚至充滿整個(gè)顯示屏幕。如果要運(yùn)用點(diǎn)式的繪圖方式那么在圖中信號(hào)的尖峰脈沖的前沿與后沿發(fā)生的，跳變過程將會(huì)無法顯示。在圖中我們只能看到尖峰脈沖中的頂峰或是谷底的值，只能顯示少量的數(shù)據(jù)點(diǎn)。這些數(shù)據(jù)在進(jìn)行圖形觀察時(shí)是非常容易被落下的，因此在實(shí)際的繪圖中要采用點(diǎn)、線相結(jié)合的繪圖方式，使尖峰脈沖的數(shù)據(jù)值更加的全面。

3.2回放波形與特殊點(diǎn)的處理在計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對(duì)公路進(jìn)行數(shù)據(jù)采集過程中，會(huì)形成相對(duì)來說較為復(fù)雜的波形數(shù)據(jù)，如果將這些數(shù)據(jù)放在曲線上進(jìn)行分析，是不可信的。就以車轍實(shí)驗(yàn)為例，對(duì)于不同材質(zhì)的公路路面同一車輛形成的車轍深度是不同的。假設(shè)實(shí)驗(yàn)車輛在某一路面往返運(yùn)行一次，那么位移傳感器就會(huì)將車轍的各個(gè)溝槽點(diǎn)的變形情況包括變形深度、寬度等數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行依次的反映。依據(jù)這些數(shù)據(jù)信息進(jìn)行圖形的繪制，將溝槽中的各點(diǎn)中的時(shí)間與位移的坐標(biāo)在圖形中進(jìn)行標(biāo)識(shí)。此時(shí)我們會(huì)獲得一條周期漸變的曲線，這條曲線中的波形的最高點(diǎn)與最低點(diǎn)對(duì)應(yīng)的就是溝槽中的最深處以及最淺處了。將這些數(shù)據(jù)坐標(biāo)以及最高、最低點(diǎn)進(jìn)行相連就會(huì)形成一條包絡(luò)線。對(duì)這條包絡(luò)線進(jìn)行觀察就會(huì)發(fā)現(xiàn)車轍實(shí)驗(yàn)中溝槽的深淺度是隨著時(shí)間的變化而變化的。但是由于道路路面的材質(zhì)鋪設(shè)并不均勻，因此實(shí)驗(yàn)的最深點(diǎn)和最淺點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)不固定在同一位置的現(xiàn)象。就是會(huì)跟隨者實(shí)驗(yàn)車輛的不斷反復(fù)移動(dòng)而發(fā)生位置的不斷變化。為了對(duì)固定點(diǎn)進(jìn)行變形測(cè)量，我們對(duì)實(shí)驗(yàn)車輛加裝同步信號(hào)傳感器裝置，這樣在每次的車轍運(yùn)動(dòng)到相應(yīng)位置時(shí)傳感器裝置就會(huì)發(fā)出同步信號(hào)，從而對(duì)待測(cè)定位置的變形數(shù)據(jù)進(jìn)行掌握。

在計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的工作運(yùn)行中，為了增快對(duì)大數(shù)據(jù)文件的處理速度，會(huì)建立相關(guān)的索引引擎。建立的引擎中的索引內(nèi)容主要包括峰值、谷值、時(shí)間點(diǎn)、數(shù)據(jù)點(diǎn)以及同步值等等的坐標(biāo)形式，還包括對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中的最大和最小值以及總時(shí)間、點(diǎn)數(shù)等數(shù)據(jù)信息。這種形式的數(shù)據(jù)搜索，使圖形的窗口坐標(biāo)更加方便地在包絡(luò)圖線上進(jìn)行直接的繪制。要想產(chǎn)生最后正確的索引文件就要在初次打開數(shù)據(jù)文件時(shí)對(duì)相關(guān)的數(shù)據(jù)文件進(jìn)行自動(dòng)處理并對(duì)原來的峰、谷值索引文件進(jìn)行靈敏度修改后將其刪除，在此時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)的建立新的索引文件。與此同時(shí)要對(duì)谷、峰值以及同步點(diǎn)的收集通道進(jìn)行噪聲干擾以及信號(hào)干擾的幅度寬帶的相關(guān)搜索設(shè)置，這樣會(huì)對(duì)通道中的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行正確的掌握，進(jìn)而保證了搜索文件的時(shí)間點(diǎn)以及數(shù)據(jù)點(diǎn)的相應(yīng)的序號(hào)對(duì)應(yīng)正確。

4數(shù)據(jù)輸出以及相應(yīng)報(bào)表的打印

計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)雖然在公路檢測(cè)儀上的運(yùn)用做了相關(guān)的數(shù)據(jù)采集以及實(shí)驗(yàn)操作，并且對(duì)相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行了綜合的分析和處理。但是為了使數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以被廣泛的運(yùn)用即具備開放性的特征，能夠使系統(tǒng)軟件的使用者可以對(duì)PC機(jī)中所包含的大量軟件進(jìn)行應(yīng)用。該數(shù)據(jù)中的特殊點(diǎn)、波形數(shù)據(jù)以及原始的波形圖形，都是可以以文本文件的形式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)輸出的。比如其他的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)用戶可以通過相關(guān)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化處理軟件對(duì)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息加以利用。比較常見的數(shù)據(jù)處理軟件就是大家熟知的MicrosoftExcel既電子數(shù)據(jù)表格處理軟件。至于系統(tǒng)中的圖形或是圖表要進(jìn)行數(shù)據(jù)輸出處理，那么只需通過Windows的剪貼板進(jìn)行直接的復(fù)制粘貼即可實(shí)現(xiàn)在各種應(yīng)用程序中的無需轉(zhuǎn)換格式的應(yīng)用。最后要是想對(duì)軟件進(jìn)行預(yù)覽，觀看數(shù)據(jù)信息是否滿足需求，只需通過Office一類的軟件就可進(jìn)行。若是達(dá)到制作標(biāo)準(zhǔn)，以網(wǎng)絡(luò)的形式、刻錄光盤的形式以及進(jìn)行紙質(zhì)打印即可。將最終形成的報(bào)告進(jìn)行保存即可。這種數(shù)據(jù)輸出與打印形式相較于傳統(tǒng)的方式更加節(jié)約時(shí)間和成本，對(duì)環(huán)境保護(hù)起到促進(jìn)作用。

5結(jié)語(yǔ)

計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在公路檢測(cè)儀中的應(yīng)用，對(duì)于公路部門的工作效率提高具有重要意義。由于該系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)收集的準(zhǔn)確性以及分析的精確性，對(duì)于公路事業(yè)的發(fā)展具有巨大的促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]游雪峰.分布式檢測(cè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信研究[D].重慶大學(xué),2006

[2]周勇.湘西高速公路滑坡監(jiān)測(cè)關(guān)鍵技術(shù)及監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)研究[D].中南大學(xué),2012

[3]田廣琳.基于虛擬儀器技術(shù)的柴油機(jī)綜合性能檢測(cè)系統(tǒng)研究[D].浙江大學(xué),2006

作者：懷鼎瑋 單位：渤海大學(xué) 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院