1. 研究目的与意义
随着科学技术的发展,人类社会进入信息时代,信息技术已经深深地渗透到人们的日常生活中。信息技术主要包括信息的获取、传输、处理、记录和应用等。信息技术的三大主要技术也就是常说的3C技术是信息获取技术、通信技术和计算机技术(Collection,Communication,Computer)。其中,信息获取技术是信息技术的基础,而数据采集是信息获取的主要手段和方法。数据采集(Data Acquisition)是将被测对象的各种参量(可以是物理量、化学量等)通过相应的传感器转换为模拟电信号,再将模拟电信号经过信号调理、采样、量化、编码、传输等步骤,最后送入计算机系统进行数据处理或存储记录的过程。数据采集技术涉及大量的学科和理论,如测试计量技术与仪器、信号与系统、传感器技术、通信和计算机等,因此,研制一套高性能的数据采集系统(Data Acquisition System),研发人员必须要在知识的深度和广度上达到较高的水平,同时还需要具有丰富的电路设计经验。但是专用的数据采集设备往往价格高昂,而且这类设备大多有固定的接口,无法适应千差万别的被测对象的需求。如果被测设备稍加变化,就需要对硬件或是软件做很大调整,不能实现通用测试。
数据分析在整个科研工作中是个重要的必不可少的环节,它的目的是把隐没在一大批看来杂乱无章的数据中的信息集中、萃取和提炼出来,以找出所研究对象的内在规律。在实用中,数据分析可帮助人们作出判断,以便采取适当行动。数据分析是组织有目的地收集数据、分析数据,使之成为信息的过程。数据分析系统工作的质量和速度如何,对整个科研工作的影响也是很大的。因此研究一种质量性能高的通用数据采集平台具有很大的意义。
本次课题以信号与系统、数字信号处理等基本理论为基础,目的是设计出一套基于STM32的集采集与分析于一体的软硬件相结合的通用数据分析系统,这一系统能够对多路数字信号和电压信号进行采集分析,再加上转接电路适用于各种接口,而且系统的尺寸上可以根据需要进行剪裁,有较强的通用性。2. 研究内容和预期目标
本设计要求在理解数字信号采集与处理的理论及应用的基础上,设计出一套能实现通用数据采集与分析的系统。
通过本次设计加深对数字信号处理技术的理解,同时也能扩大自己的知识面,为以后的工作做铺垫。
1、完成一套通用数据分析系统;
3. 研究的方法与步骤
研究方法:
1、收集资料,通过文献和资料的整理和分析,得出设计方案;
2、软硬件设计,对整个系统电路进行设计仿真并搭建,软件部分设计也要达到要求。
4. 参考文献
[1]魏光华,赵学亮,李康,张建伟,史云.基于stm32的重金属离子测量仪器的设计与试验[j].传感技术学报,2017,30(12):1828-1833.
[2]唐俊龙,贾新亮,王超,彭永达,王龙,谢海情.基于stm32的智能环境监控系统设计[j].电子技术,2017,46(12):50-53.
[3]范君健,吴国东,王志军,朱嫣霞,张冲,纪录.基于fpga stm32的多通道数据采集系统设计[j].兵器装备工程学报,2017(12):281-286.
5. 计划与进度安排
2022年1月5日-2022年3月1日,有针对性的学习课题相关资料,学习相关学科的基础知识,学习实验所需软硬件的相关知识。
2022年3月2日-2022年3月20日,设定实验方案,采集实验数据。
2022年3月21日-2022年4月25日,进一步理论分析,进行实验,开发相关软硬件系统。
