时间：2023-03-27 16:37:47
导语：在数据采集论文的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
电池管理系统多通道高精度数据采集电路具体设计方案如图1所示。图1中左侧是电池组检测的相关模拟量数据，包括12路单体电压数据、充放电2路电流数据、电池组工作温度及环境温度数据，这些数据对应的物理量可能是电压、电流、电阻，考虑到A/D转换只能以电压的形式实现模拟量的获取，因此相应的设计了信号转换电路，实现不同类型信号的电压转换；考虑到A/D转化模拟量量程的需求，设计了不同的信号放大电路；为了防止超量程的模拟量对A/D器件造成的影响，设计了对应的保护电路；为了防止干扰信号对数据准确性的影响，设计了滤波电路。16路电压模拟量产生后，A/D器件在MCU的控制下逐次对16个通道数据进行A/D转换，转换后的数字量用于实现对电池管理系统的SOC评估及其它管理工作。
2硬件电路设计
2.1动力电池电压信号检测电路设计
动力电池组是由众多单体电池串联而成。本设计中，选取12个单体电池串联而成的动力电池组，相应的就有12个电压模拟量信号。图2所示为电压采集电路设计。动力电池组中，各个动力电池串联而成。在地参考点的作用下，各个电池正负极对地参考电压近似比例增大，为实现输出的是电池电压，最有效的实现途径是借助由运算放大器“虚短”与“虚断”原理构成的减法电路。图2中，由双运放运算放大器LM358构建2级网络：第1级即为由R1~R4组建的差分放大电路形成减法电路，第2级构成电压跟随器，起到缓冲及隔离的作用。LM358使用单5V电源供电。
2.2动力电池双向电流检测电路设计
电池组在充放电过程中，由于只有一个充放电通道，理论上而言电流检测通道只有一个。根据电路理论电流在其参考方向下存在正负之分，因此必须单独设计充电电流、放电电流各自的检测信号。图3所示为集成的双向电流检测硬件电路设计。从电路中可以看出，该电路的设计非常类似于电气中的互锁电路。从采样电阻中采集的电阻两端电压在电阻分压网络下，产生不同的电压。结合运放的差分放大功能，分别引入LM358运算放大器的2组不同的运放输入端，由于引入同相输入端和反相输入端的电压不同，使得2组运放各自工作在线性工作区与非线性工作区中。当电池组中有任意方向的电流时，均会产生一组运放工作在线性放大区域产生对应的模拟电压信号同时另外一组运放工作在非线性区域而作为电子开关输出供电电源的参考地电压。在实际的电动汽车中，通常选用100AH的动力电池组为电动汽车提供动力源，这样，采样电阻的选择就有了依据。本设计中，选用0.05R/2W的采样电阻多个并联成0.01R的功率电阻作为充放电电流检测元件。
2.3动力电池组温度检测电路设计
温度检测保证电池组工作在可靠温度范围内而不引起电池故障，是电池管理系统中必不可少的有效组成部分。温度检测传感器选用PT100系列温度传感器。最新制造工艺出产的PT100体积小，精度高，比较适合应用在电池管理系统温度检测单元中。本设计中，选用三线式桥式测温电路，其最大优点在于将地线单独引出，参考电阻网络的地线电阻可以与PT100的地线电阻匹配，减小电阻差异带来的偏差问题，提高温度测量精度。其设计原理同电压采集电路基本相同。
3调试数据与分析
设计完毕后，对该套电池管理系统的硬件电路进行了制版调试。在解决了焊接遗留的硬件问题后，通过MCU的监测获取了大量数据。调试过程中某一时刻点的状态量。从测试数据可以看出，无论是电压、电流、还是温度，其相对误差都控制在1%以内，特别是电压检测数据，精度更是达到了3‰，这样的误差在电池管理系统误差允许范围之内，达到了电池管理系统数据采集前端模块硬件电路设计的目的。
4总结
管理平台指标体系的内容应包括学校发展的各方面情况，必须真实准确。同时平台数据的填报要具有规范性，指标体系应从指标名称、指标概念、统计口径、数据来源等方面进行统一规范和要求，力求数据采集的科学化。再者数据平台采集中的部分数据具有时点要求，也就是数据的及时性，统计指标的填报应保证时间点，提供及时的统计报表，为相关决策提供准确及时的信息。
1.数据采集方法分类
按照数据平台的填写方式和时间要求，对平台采集中数据的关联要求进行分析。按照上述的要求，以2012年填报数据为例，将采集的数据分为以下几个大类：无条件；自动生成；一次性+及时更新；按年度；按会计年度；按学年；按学期；一次性；学年+更新；及时更新+条件。
2.平台数据采集关联分析
分别对10类数据采集时的关联度进行分析。“无条件”指的是系统初始化好的，各学校可以直接使用的功能模块，直接填报即可，与其他的数据关联性不强。“自动生成”数据，不需要填报，由其他数据自动产生逻辑数据，与学校整体数据有关，关联性非常强。例如2.1.3在校生人数则是由2.3.2专业列表在校生人数（二级学院）自动汇总而来，如果后者填报有误，那么前者不会准确，关联密切。“一次性+及时更新”数据是由初次导入数据加上及时更新的数据组成。对初次导入数据进行更新时需要考虑数据间的关联性。例如二级单位已经有专业、教职工信息等和二级单位相关联的数据，则此二级单位无法被删除。如需删除，需要对二级单位相关联的数据进行删除。再如新建一个专业后，直接删除，但是并未删除掉，这是因为系统自动为其建立了“专业招生状态”，此专业已被“专业招生状态”使用了，如真的需要删除此专业，则先点击“正在招生”链接，进入专业招生状态页面，将其建立的一条招生状态记录删除掉，再回到专业列表，便可删除刚新建的专业。所以及时更新时，一定要考虑到数据原有的关联系。“按年度”的数据，统计的时间段是年度，需要注意的是，年度要求有区别。以2012年上报数据为例，数据上报时间分别是2009年起、2011年起，数据填报从2009级起、2012~2013学年第一学期起，采集数据时需要关联不同年度的数据。“按会计年度”数据关联性相对较低，只采集上报年的会计年度的数据，考虑学校收入和支出之间的平衡。“按学年”、“按学期”、“学年+更新”数据，在采集数据时要充分考虑到统计时间的要求，还要考虑到数据间的关联。例如3.6国际合作采集的数据要以2.3.1专业基本信息为基础；4.2课程评价采集数据要以4.1课程安排数据为基础，课程状态有时不能更改，是因为一旦完成了课程评价，即将课程状态设置为“结束”，并保存了课程评价，则无法再将课程状态设置为“开课”。“一次性”数据是指一次性采集完成、不能更改、不需更新的数据。例如7.2.3高考情况，记录学生的高考成绩。这类数据采集之初关联系不强，但是作为其他数据的支撑，关联性就比较强。“及时更新+条件”数据，是指随时可以更新的数据，如师资培训情况、实践情况、学生毕业后的创业情况等，在采集这类数据时，也是先区分好统计的时间段，再填写各项内容，数据采集是没有关联数据的，采集后的数据对平台的第8大项报告的生成产生很大影响。
二、管理平台数据的共享性分析
管理平台数据的采集涉及到学校的各个方面、各个部门，如教学部门、财务部门、人事部门、资产部门等。通过管理平台所形成的数据具有共享性，如某实训室实训条件数据的采集，可以利用资产部门所建立的数据平台，抽取其中的关联数据，从而得到实训室的基本硬件资料，使得原不同平台间的数据不再单一不可复用，这就是利用数据平台实现信息共享的优势所在。通过这种方式，学校内的数据可以通过重用其他领域数据而获利，学校数据也可以促成其他领域没有的活动，并产生新的关联数据，使得数据成为一个成长着的有机体。管理平台关联数据采集的意义在于：一是各种基础信息由各基层单位通过审核生成，通过计算机网络平台的填报使各职能部门能及时掌握企业的运行状况，满足各职能部门需要；二是各职能部门能及时做出对比，及时分析研究解决问题的措施，把各种综合信息向学校领导、各职能部门及基层单位及时反馈，分别满足其管理决策、研究问题和解决问题的需要。为确保统计资料的系统性、完整性，应该在各部门的工作职责中明确相应的统计责任，要求其按统一确定的口径、范围及时间提供相应的统计资料及分析报告，最终将统计信息自基层通过计算机网络覆盖整个学校。
三、总结
1利用电子邮件进行数据采集的背景
随着人们的生活日渐信息化，越来越多的人会使用电子邮件这种方式，这令使用电子邮件做数据采集成为可能，目前已经有部分企业、部门、个人使用这种方式做数据统计、研究工作。在信息化的社会里，人们可以使用很多信息化的方式采集数据，目前人们可用三种方法采集电子数据。第一种，通过在网上传播某一个主题，请网友共同来讨论，根据网友的讨论采集数据，这种数据采集的方式影响力不够、精确性不够，且采集的数据难以统计。第二种，通过在网站上问卷的方式进行采集，这种方式可以采集到标准化的答案，然而这种采集方式需受到网站的限制、主题吸引力的限制等，它只适合采集非常热门的主题调查数据。第三种，就是制作一份调查问卷，然后利用群发邮件的工具将该问卷批量的、大范围的发给用户，用户在使用电子邮箱的时候，就有可能看到这份问卷，虽然这种调查问卷有可能被用户视作垃圾邮件而不予回答，然而它的调查范围广、使用成本小、统计答案易，所以它是作网络数据采集的一种极佳的方式，使用这种方式特别适合采集热门主题以外的各类数据。
2利用电子邮件进行数据采集的方法
2.1制作一份直观的引文用户在阅览电子邮件的时候，一般喜欢邮件能够直入主题，用电子邮件的方式发放问卷时，如果客户不了解自己到底需要干什么，他们可能就不会再关注这封邮件。所以在使用电子邮件采集数据时，需先设计一个直观的、友好的引文，让客户了解自己可以做些什么。比如以图1为例，它表明回答问卷的方式很简单，只需要占用客户几分钟的时间，客户只需要点几下鼠标就能完成问卷，客户就会认为自己可以在工作、闲暇之余配合做调查问卷，于是就会尝试阅读接下来的内容。
2.2制作一份友好的问卷
2.2.1界面友好在使用电子邮件采集数据的时候，试卷设计人员需了解到，人们使用电子邮件是因为接受电子邮件方便、快捷的服务方式，他们不希望自己在处理一份电子邮件，特别是一份与自己本身利益无关的电子邮件上耗费太多的时间。如果用户觉得自己要花费很多力气才能做完数据调查问卷，他们就会放弃配合数据采集。为了提高用户的参与性，试卷设计人员要尽量将调卷设计得直观化。比如参看图2，如果试卷设计人员能够用窗体化的方式设计试卷，让用户直接用做选择题的方式回答问卷，用户就会乐于回答。
2.2.2行文友好在设计试卷问题的时候，如果试卷出现问题叙述不清或者答案叙述不清的时候，用户就会不了解自己应当如何回答，他们就有可能放弃回答问题，或者随便选择一个答案当作回答。要确保调查数据采集的有效性与准确性，试卷设计人员在设计问题时，要用准确的、明晰的语句提问，且需准确的给出问题的答案。以图3为例，它的问题为请说明你所在的岗位。它列出的答案有4个，然而用户可能工作的岗位在这四个范围以外，如果试卷要求客户补充答案，客户就会觉得回答这个问题太麻烦，他们可能会因为不愿意打字而不愿意继续完成问卷。为了准确的采集数据，试卷设计人员需给出更多种类的答案，以该问题为例，它可以添补部分常见的工作岗位，而部分冷门的答案不需要特别作统计时，可以用“其它”这一个答案来概述。
2.2.3版面友好在设计问卷的时候，如果试卷出现版面局促、布局不合理的现象；颜色过于杂乱，让用户心情烦乱的现象，用户就可能会因为觉得做调查问卷不愉快，从而不愿意接受数据采集。为了让客户愿意耐心的阅读调查问卷中的文字、愿意积极的配合数据采集，问卷设计人员要做好排版设计、颜色设计这两项工作。以图4为例，它将背景色计为简洁的白色，使用窗体的方式引导用户回答问题，这种问卷设计非常接近用户浏览网页的习惯，用户会因为习惯这种设计而接受数据采集。
2.3制作一份简洁的尾页用户做完问卷以后，会想了解自己应当怎样处理这份问卷。如果没有一份简洁的、具有引导性的尾页，客户会因为回答问题后不知道怎样处理这份问卷而随意的处理答案。为了便于客户了解应当如何处理数据采集的问卷，问卷设计人员要设计一份简洁的尾页。以图5为例，它提供用户重新回答问题的机会、结束并完成数据采集的机会、将该问卷保有在计算机设备中的机会、将该问卷打印保存的机会等。问卷的尾部给予简洁、优质的服务，同时给予用户一个真诚的感谢，会让用户愿意接受下一次的问卷调查。
3利用电子邮件进行数据采集的要点
3.1利用电子邮件的速度电子邮件具有高速、便捷性，要利用电子邮件做好数据采集工作，就要利用电子邮件的高速性。从以上电子邮件的问卷调查设计中看到，它的问卷设计要时时处处为客户考虑到快捷性的体验。这包括问卷设计的内容不能太多、太长，否则用户会失去协助数据采集的耐心；问卷设计要友好直观，让用户能一眼明了自己正在接受怎样的数据采集，自己需要用怎样的方式配合等；问卷设计的回答方式要便捷，为了提高数据采集的速度，问卷设计人员要尽量使用是非题、选择题等采集数据。
3.2利用电子邮件的成本如果使用电子邮件问卷以外的调查方式，数据采集人员需额外的支付各种资金。然而如果使用电子邮件调查的方式，它几乎等于零成本。然而正因为电子邮件数据采集的方式成本几乎等于零，这就意味着数据采集人员需了解自己到底需要采集怎样的数据，然后有针对性的发放问卷。如果数据采集人员没有事先作好客户范围规划，将有可能收到大量的无效邮件，它反而造成数据资料统计的低效性。
3.3利用电子邮件的范围在做电子邮件的数据采储时，数据采集人员需了解使用电子邮件人群范围的思维习惯。经统计，我国绝大部分的网民对陌生人邮寄来的电子邮件兴趣不大，他们担心开启陌生人寄出的电子邮件会感染上病毒，这会造成电子邮件数据采集的低效性。目前会经常使用电子邮件的人群一般一青年学生、企业白领、商务人员、公务人员为主，这会造成数据采集范围的狭窄性。如果数据采集人员能了解电子邮件使用人群的范围、掌握他们的思维习惯优化电子邮件数据采集问卷，将能取得良好的数据采集效果。
3.4利用电子邮件的反馈与其它的数据调查方式相比，电子邮件的数据采集方式具有反馈性，如果数据采集人员因故需要深入的了解答卷人员一些问题，可以利用电子邮件的反馈性进一步沟通，它有可能会取得良好的沟通效果。
4总结
关键词：超低功耗MSP430数据采集USB接口设计
引言
实现系统运行的最小功耗是现代电子系统的普通取向，也是绿色电子的基本要求。采有最小功耗设计方法既能减少电子设备的使用功耗，又能减少备用状态下的功率消耗。在节省能源的同时还有利于减少电磁污染，有利于电子系统向便携式方向发展，有助于提高系统的可靠性。
现代工业生产和科学研究对数据采集的要求日益提高。在许多场合要求数据采集系统向便携化方向发展，要求系统具有体积小、功耗低、传输速率快、使用方便灵活等特点。在数据采集系统中，如何节省电能以使系统工作时间更长，如何通信才能使系统数据传输速度更快，已经成为系统开发过程中必须加以考虑的主要内容。
微控制器MSP430的超低功耗技术在众多单片机中独树一帜，同时它具有集成高度等特点，因此，选用该控制器作为系统的主控制器，实现数据采集和Flash存储等功能。此外，USB端口与以往的普通端口（串口与并口）相比具有传输速度快、功耗低、支持即插即用、维护方便等优点；因此在通信设计时，结合UART转USB芯片CP2101以实现USB接口通信。上述设计既利用了MSP430的超低功耗特性，又利用了CP2101设计USB接口的简便性，设计得到的数据采集系统可以实现便携化、低功耗、使用方便等目标。
1MSP430数据采集系统的USB接口设计
1．1采信系统简介
本系统实现多路数据的采集、Flash存储及USB通信等功能。单片机系统主要完成信息采集、A/D转换、对信号进行放大滤波处理、数据通信、Flash存储等；实时时钟记录采集数据的时间；CP2101实现USB接口，并把单片机采集到的信号传给微机；微机完成数据接收、存入数据库、数据处理、计算、显示等功能。
1．2超低功耗MSP430微控制器
MSP430是TI公司近几年推出的16位系列单片机。它采用最新的低功耗技术，工作在1.8～3.6V电压下，有正常工作模式（AM）和4种低功耗工作模式（LPM1、LPM2、LPM3、LPM4）；在电流电压为3V时，各种模式的工作电流分别为AM：340μA、LPM1：70μA、LPM2：17μA、LPM3：2μA、LPM4：0.1μA，而且可以方便地在各种工作模式之间切换。它的赶低功耗性在实际应用中，尤其是电池供电的便携式设备中表现尤为突出。在系统初始化后进入待机模式，当有允许的中断请求时，CPU将在6μ的时间内被唤醒，进入活动模式，执行中断服务程序。执行完毕，在RETI指令之后，系统返回到中断前的状态，继续低功耗模式。
本设计采用MSP430F13X微控制器。它具有非常高的集成度，单片集成了多通道12位A/D转换、PWM功能定时器、斜边A/D转换、片内USART、看门狗定时器、片内数控振荡器（DCO）、大量的I/O端口、大容量的片内RAM和ROM以及Flash存储器。其中Flash存储器可以实现掉电保护和软件升级。
1．3USB接口芯片选型
通用串行总线USB是由Intel等厂商制定的连接计算机与具有USB接口的多种外设之间通信的串行总线。传统上，USB接口的开发较为复杂。在同其它USB接口芯片相比较之后，本设计选择了无需外部元件的UART转USB芯片CP2101。选择这种接口芯片，可使USB通信接口设计变得十分容易。与同类产品相比，CP2101具有以下优点：
①具有较小的封装。CP2101为28脚5mm×5mmMLP封装。这在PCB上的尺寸就比竞争对手小30%左右。
②高度成度。片内集成512字节EEOROM（用于存储厂家ID等数据），片内集成收发器、无需外部电阻；片内集成时钟，无需外部晶体。
③低成本，可实现USB转串口的解决方案。CP2101的USB功能无需外部元件，而大多数竞争者的USB器件则需要额外的终端晶体管、上拉电阻、晶振和EEPROM。具有竞争力的器件价格，简化的电路，无成本驱动支持使得CP2101在成本上的优势远超过竞争者的解决方案。
④具有低功耗、高速度的特性，符合USB2.0规范，适合于所有的UART接口（波特率为300bps～921.6kbps）。工业级温度范围为-40℃～85℃）。
2USB通信的硬件接口电路
硬件电路如图1所示。CP2101的SUSPEND与SUSPEND引脚接到MSP430F13X的普通串口上。这两个引脚传送USB挂起和恢复信号，此功能便于CP2101器件以及外部电路的电源管理。当在总线上检测到挂起信号时，CP2101将进入挂起模式，可以节省电能。在进入挂起模式时，CP2101会发出SUSPEND与SUSPEND信号。为了避免SUSPEND与SUSPEND在复位期间处于高电平，使用10kΩ的下拉电阻确保SUSPEND在复位期间处于低电平。
CP2101的USB功能控制器管理USB和UART间所有的数据传输，以及由USB主控制器发出的命令请求以及用于控制UART功能的命令等。CP2101的UART接口处理所有的RS232信号，包括控制和握手信号。CP2101的VBUS与VREGIN引脚必须始终连到USB的VBUS信号上。在VREGIN的输入端加去耦电容（1μF与0.1μF并联）。CP2101与单片机接口是标准UART电平，与计算的USB端口连接是USB标准电路，因此，无论与3V还是5V供电的单片机连接都不需要电平转换。
3USB通信接口的软件程序设计
USB接口程序设计包括三部分：单片机程序开发、USB设备驱动程序开发、主机应用程序开发。三者互相配置才能完成可靠、快速的数据传输。其中USB设备驱动程序Cygnal公司已经提供。这里所要编写的是剩下的两部分。一部分为单片机MSP430F13X的串行通信程序，即对波特率、数据位、校验位、有无奇偶校验等通信协议的设计及单片机串行通信功能控制器的设置；另一部分为主机对CP2101的通信程序，这部分要在VC++环境中调用API函数实现。
3．1单片机程序设计
在IAREmbeddedWorkbench嵌入式集成开发环境中，编写单片机通信程序，可实现在线编辑修改。MSP430的内核CPU结构是按照精简指令集和高透明指令的宗旨来设计的，使用的指令有硬件执行的内核指令和基于现有硬件结构的高效率的仿真指令。以下为系统发送数据的部分应用程序（包括初始化及触发UART端口程序）：
#include"msp430x13x.h"
/*************************串口*************************/
voidsend_byte(charsdata){
TXBUF0=sdata;/*发送数据缓存（UTXBUF0）*/
while(IFG1&TUXIFG0)==0);/*目的操作数位测试，发送中断标志*/
}
/*************************main*************************/
voidmain(void){
chara;
uinta=0x0055;
WDTCTL=WDTPW+WDTHOLD;/*停看门狗，WDTCTL看门狗寄存器*/
UCTL0=CHAR；/*8位接收控制寄存器URCTL线路空闲\u24322异步\u26080无反馈8位1位停止位\u26080无校验位*/
UTCTL0=SSEL0；/*发送控制寄存器UTCTL0，UCLK=ACLK时钟*/
UBR00=0x0D;/*32Kb/2400b=13.65，波特率选择寄存器*/
UBR10=0x00;/*高字节*/
UMCTL0=0x6B;/*调节*/
ME1|=UTXE0+URXE0；
/*开USART0TXD/RXD接收/发送允许*/
IE1|=URXIF0；/*打开USART0RX接收中断允许位*/
P3SEL|=0x30;/*P3.4,5=USART0TXD/RXD,选择模块功能*/
P3DIR|=0x10;/*目标操作数置位，P3.4=1，输出模式*/
_EINT();/*开中断*/
//主循环
for(;;)
{send_byet(a++);}
}
3.2USB设备驱动程序的安装
当把开发板接到主机的USB端口时系统会提示发现新硬件，并要求安装驱动程序：
先安装CP2101的驱动程序CP2101_Drivers.exe到C：FilestoRS-232BridgeController.
完成上面两步的安装后，在系统的设备管理器中会看见CP2101虚拟的那个COM口。在以后的设计中就是对这个口进行操作。此时可能应用串口调试助手调试下位机程序，接收发送数据。
3．3主机应用程序设计
主机应用程序的编写使用VC++编译环境中的API（应用程序设计接口）函数实现。应用程序的设计方法与串口编程类似。首先必须查找设备并打开设备的句柄，然后进行读写和控制操作，最后是关闭设备句柄。为了提高效率，可使用多线程技术实现读写。具体步骤如下：
①把CP2101的动态链接库CP2101.DLL文件拷贝到,或者路径下。当程序运行时就能调用CP2101.DLL。
②在visualstudio6.0中打开CP2101SetIDs.dsw，选择Release或者Debug建立CP2101.EXE工程文件。
③在VC++6.0中链接CP2101.LIB，这时就可以应用CP2101的动态链接库了。
④在VC++里进行编程，用API功能函数对USB堆栈、CP2101的EEPROM及数据传输的通信协议等进行编程。
当数据传输完毕时，应用CP2101_Close()函数关闭设备句柄。可以根据实际应用修改CP2101的VID和PID，并用相应函数写进CP2101的EEPROM中。但须注意的是，修改后要用CP2101_Rest()函数使CP2101复位并重新安装驱动程序。
【关键词】地籍测量；数据采集；质量；控制
地籍测量是地籍信息管理系统的基础性工作，其测量结果将直接影响到地籍信息管理系统运行的好坏，所以要认真对诗地籍测量的数据采集。地籍测量中界址点的计算、宗地面计算、成图等工作都要依靠详细的地籍数据，同时面对每平方公里的上千个控制点或图根点，如果没有一个系统的采集流程，数据的收集和处理都是相当繁杂的，因此我们要对地籍数据的采集问题进行系统的研究和分析，通过科学的方法和技术手段来完善地籍测量的数据采集工作，为地籍管理提供准确的数据依据和质量保障。本文从地籍测量外业的控制方案出发，论述了地籍测量的数据收集及处理，并详细的分析了地籍测量采集数据的质量控制。
1 地籍测量外业的控制方案
地籍测量的外业工作主要是对地籍进行权属调查，并通过测量和数据采据来获得地籍信息，其工作量较大，测量内容较多，实施过程具备相应的法律效力。在外业实测时需要申报调查勘测方案，作业组实施全方位的作业模式，这可以有效的防止误差或遗漏现象的产生，从而确保测量和采集的地籍数据准确可靠。目前，我国的地籍数据采集主要依靠全解析法进行作业，通常利用外业数据软件进行，如：EPSW测绘系统、CASS系统、DRMS系统等，其数据采集的过程相同，都是以界址点、地形点、控制点为基础，通过输入编码及连接信息来绘制初步的草图，并把采集数据录入到地籍信息管理系统中，编辑数据和绘制地籍图，最终把完整的地籍数据入库。地籍外业控制中要注意地籍元素的核对，然后经具体的测算后方可绘制地形图，地形图绘制前应对草图进行制作，注意选用最佳的测算图形，以减少成图数据的误差，在未知点坐标测逄中要注意引入已知点和勘丈边，提高成图效率，对界址点和界址线都做长度检核或坐标校核，避免人为采集的误差。
2 地籍测量的数据采集
地籍测量的数据采集是以宗地的关系位置图和编宗地号为基础，突出宗地边长、界址点、关系图的采集与绘制。
2.1 数据采集
在地籍测量数据采集过程中要对现场宗地的界址点进行设置，同时丈量宗地的边长并填写相应的调查数据表，然后绘制宗地草图。数据采集时要表现的宗地关系的位置，标注好宗地的名称、地号、界址点坐标及顺序号，对权属信息要录入到计算机中分街道进行存储，形成宗地的属性文件。
2.2 界址点的采集
在界址点数据采集时要依据宗地的权属关系进行调查，通过实地的核实找出相应的界址点，并在关系图中标明点号，利用全站义测出界址点的实际坐标值加以记录，同时把点号、街道等采集数据的编号录入到计算机中。
2.3 地籍要素
地籍要素在数集采集中也是非常重要的，采集中要结合权属调查表中的地物点、线、界址点的数据进行采集，然后根据地物数据转绘到地籍图上，对于绘成地籍图也要进行修测。地籍图中所有的地籍要素要有体现，如居民房屋、楼体、铁路、公路、桥涵、管线等。
3 地籍测量采集数据的处理与输出
3.1 采集数据的处理
对采集后的界址点坐标文件进行处理，对宗地属性文件和地物要素数据应利用软件进行转换，生成可供处理的宗地图和可供剪切的文件，方便日后地籍图的成图，同时对分幅地籍图数据进行预处理，然后输入地籍图的文字与信息，强调分幅图的绘制质量，对调查的区域或街道应进行统一规划，利用解析法推算出区域的总面积，并根据界址点坐标算出各街道的面积。
3.2 采集数据的输出
采集数据的输出应根据实测后的坐标进行解析法的计算，然后对数据进行输出处理，把界址点坐标文件转换成中间文件。对于各街道内的水域、道路、管线等非宗地面积的区域，利用求积仪进行计算，并比较宗地面积与非宗地面积，一般比例应小于1：400，并把比较结果输入到计算机中。面积统计应对各街道宗地面进行汇总，并打印宗地面积的汇总表，然后依据地类代码进行各区域的分类，统计完成全区的分类面积统计。输出后的数据也要进行相应的整理和存储，并建立区域性的地籍数据库。
4 地籍测量采集数据的质量控制
4.1 采集数据与底图的核检
采集数据需要与底图数据进行比对，首先应对数据采集的精度进行检查，以矢量数据为基础，对矢量数据和数字正射影像图进行检对，核查要素包括：位置误差值、超限值、坐标值、数据图像清晰度等，分幅接边的精度也要进行检查，尤其是边界图形之间两图是否有缝隙或重叠现象，相领区域的要素属性是否一致等。分幅采集数据也要进行要核查，核查包括：线状地物、地类图斑、点状地物权属界线等，同时注意检查点状地物及要素是否有遗漏，权属界线位置、属性、关系是否正确。
4.2 拓扑结构检查
对于地籍图来说，单层的拓扑检查是非常必要的，这是采集数据准确性的重要体现，所以必须对拓扑图进行核检，检查内容包括：点状数据的共点检查，自相交检查、悬链检查、岛与洞的检查，其中扑拓图检查中还应对拓扑的逻辑性进行检查，如：界址点与界址线的叠加检查，房屋与宗地的叠加检查、行政区与行政区界线的叠加检查等，区分叠加数据，为成图打下基础。
4.3 属性检查
地籍数据的属性检查非常重要，因在数据采集过程中地籍数据往往会受到人为因素的干扰而产生一定的误差值，有时还会因人工录入而改变地籍属性，所以必须对采集后的地籍数据进行属性检查，同时依据《土地利用数据库标准》和《城镇地籍数据库标准》的要求，也要对界线、区域、坡度图、线状地物等图层和数据进行属性检查。检查项目应包括以下内容：各图层字段值填写是否合格，字段长度及类型是否符合标准；图层类型及要素代码是否符合国家标准；地类编码及地名是否与行政区域保持一致；行政界线的类型、界线性代码、界线属性、界线值是否符合字典要求，同时对坡度级别、地类编码属性代码等要素进行检查；扣除地类面积检查应根据标准和规范要求进行检查，强调数据的真实性和可靠性，一般扣除地类面积的算法为扣除地类面积=（地类图斑面积-线状地物面积-零星地物面积）*扣除地类系数，对于计算也结果要考虑到误差值带来的影响。
【参考文献】
[1]张雪颖，张力.实现基础地理数据采集、建库及输出的一体化方法探讨[J].测绘技术装备，2003，3.
[2]岳凤英，曹凤才.API函数在数据采集中的应用[J].科技情报开发与经济，2004，11.
结合铁路基础设施健康监测的特点，从硬件和软件两个方面设计数据采集子系统；首先，分析振动传感器的选用原则和输出信号的特点，在此基础上进行数据采集系统的硬件设计；然后，提出利用软件进行数据采集的模拟，详细论述各个模拟模块的建立过程；最后利用所属方法建立用于铁路基础设施检测的数据采集子系统，系统的建立为铁路基础设施监测理论研究提供了方法，为同类型数据采集系统设计提供参考。
关键词：
铁路基础设施；监测；振动传感器；数据采集
0.引言
进入21世纪以来，我国铁路建设发展迅猛，取得了良好的经济与社会效益。随着铁路运输速度的迅速提升，再加上其相对方便舒适的环境和价格上的优势，势必能吸引越来越多的人选择铁路作为他们旅行的交通工具，然而，伴随着铁路运输的飞速发展给人们带来的交通上的快捷与方便，车体与铁轨的振动故障对公共财产及人身安全构成了前所未有的威胁。伴随着我国铁路立体跨越式的迅猛发展，轮轨间激扰力与激扰频率随着车辆行驶速度的不断提高，逐渐增大，变宽，结果会造成电机等吊挂设备和车内设备的高频高幅振动，引起车体设备振动能量的急速加剧。如果超过了铁路各设备所允许的振动强度范围，未来的工作性能指标及使用寿命将会受到过大的动态载荷和噪声的严重影响，情况越发严重会导致零部件的早期失效。当前大量事实表明，在长期作用的情况下，铁路振动故障可能会导致货物破损，轨道破坏，列车脱轨等危险情况。为确保铁路“安全、经济、快捷、舒适”的特点和优势，铁路建设要不断发展完善其各项功能，才能在越发激烈的市场竞争中取得优势，因此，各国都加强了对铁路振动的检测及分析，也增加了对其的投入力度。今年我国对铁路振动检测领域的人力物力投入有明显增加，并且研究范围扩展到众多方面。以往铁路振动检测系统只配备在一些重要单位或者要害部门，而在2000年以后，各个铁路站段及各个振动检测站点基本都已经涉及发展应用到。铁路振动检测系统的重要性越来越被人们所认可，近些年又不断完善各项相应的标准和规范。为了保证铁路的运输安全、高效舒适的科学发展及以人为本的发展要求，确保铁路的优势和特点，如何准确检测高速铁路的振动并判断故障是摆在铁路工作者面前不容缓的实际问题。
1.数据采集系统设计方案
本论文用于铁路基础设施监测的振动传感器数据采集系统主要由下位机系统和上位机节点两个大的部分组成。系统设计方案的结构框图下位机系统里包含了振动传感器数据采集模块、IIC实时数据传输模块、微处理器模块和电源模块五个单元。振动传感器把接收到的振动信号数字化，通过IIC数字传输方式，将数据发送给微处理器STM32F103ZET6。微处理器作为控制单元，用于接收振动传感器数据并进行数据处理分析计算，通过RS-232串口通信，运用MAX3232电平转换芯片及CH340RS-232串口转USB芯片，实现了XYZ三轴振动数值发送到上位机进行控制显示。因为目前个人电脑上已很少有串口，所以我们使用RS-232串口转USB口芯片CH340G，数据可以从USB口进入PC上位机。由于每一个节点的检测范围有限，使用多个这样的节点共同检测则可以扩大系统的监测范围，提高系统的整体工作性能。整个铁路振动检测系统是由多个下位机节点互相协作共同完成系统功能的。
2.系统硬件设计
2.1系统硬件设计思想
本论文的铁路振动检测系统是由振动传感器数据采集模块，IIC实时数据传输模块，微处理器模块以及RS-232有线通信模块和电源模块组成。振动传感器数据采集模块对铁路振动的振动数据信号进行实时采集，将采集到的数据数字化，并通过IIC实时数据传输方式与单片机处理器通信，接着单片机处理器模块将采集的数据进行数据处理分析，通过有线通信模块上传到上位机进行实时显示及存储，为铁路振动故障的判断提供合理依据。微处理器中有数据处理分析算法的设计，完成对采集到的实时振动信号进行数据处理分析，判断当前得到的振动数据是否在铁路设备所能产生的振动范围之内并对数据进行干扰点剔除，去直流及多项式趋势项和平滑处理，计算出与自然坐标系夹角的角度，使整个铁路振动检测系统的性能与数据准确性得到大幅度提高，很大程度上降低了系统的错误上报率。
2.2系统介绍
系统硬件部分可以分为五个部分：振动传感器数据采集模块、IIC实时数据传输模块、微处理器模块、RS-232有线通信模块和电源模块。数据采集模块：由单片机处理器模块发出相应的控制指令配置振动传感器的控制寄存器，内部控制寄存器来决定信号的采集速度、通信方式、数据输出格式与带宽，振动传感器根据内部控制寄存器的值按要求采集振动信号。实时数据传输模块：振动传感器采集的实时数据通过IIC传输方式，将数据发送给处理器，为之后的数据处理分析奠定了基础。微处理器模块：主要工作是通过系统软件控制数据采集模块完成振动数据信号的采集，并对数据进行处理分析，然后控制RS-232有线通信模块将处理完成的数据上传至PC上位机进行显示及存储。该模块是振动传感器数据采集模块和RS-232有线通信模块进行联系的核心部分。RS-232有线通信模块：将微处理器模块处理完毕的数据，通过RS-232串口通信的方式传递给上位机，上位机会自动显示及存储数据，供振动故障的判断使用。电源模块：通过该模块，将5V外部直流电源转换成系统所使用的3.3V电源。
结论
本论文设计了一套铁路振动检测系统，该系统采用下位机整体检测模块PC上位机整体控制数据流向，并对上传的检测数据进行显示保存。从与传统检测方法的比较来看，它能够更加高效、深入、细致的对铁路振动信号进行检测、处理分析及显示存储，并为铁路振动故障的判断提供可靠依据。
作者：鲁楠 唐岚 廖若冰 朱加豪 单位：西华大学汽车与交通学院 西华大学西华学院
参考文献
[1]冯晓芳.中国高速铁路的发展与展望[J].科技资讯，2009（1）：129-130.
[2]段合朋.铁道车辆振动特性及平稳性研究[D].成都：西南交通大学，2010.
[3]柴东明.铁路实用微型振动测试仪研究[J].设备管理与维修，1994（11）：18-21.
【关键词】光纤光栅传感器 数据采集 光纤布拉格光栅
光纤传感器是通过检测光信号来测量环境中参量变化（生物量、物理量或化学量），这些参量变化会引起光的传输特性变化。光纤传感器有很多种类，按照传感机理它可以分为强度型、干涉型和光纤布拉格光栅型这三种。这其中光纤布拉格光栅不仅具有强度型和干涉型的优点，并且具有波长分离能力强、灵敏度高、传感精度好、抗干扰能力强等优势。光纤光栅传感器有着很大的发展前途，它可以在需要精确定位或者是绝对数字测量时，可以构成多光栅空间分布单一光纤传感网络系统。
本文研究的基于光纤光栅的数据采集，光纤光栅传感器即采用的是光纤布拉格光栅，光纤光栅的原理如图1所示。
光纤布拉格光栅的中心波长随着外界环境参量的变化而随之变化，它广泛应用于压力、温度、应变等参数的测量。
一、基于光纤光栅数据采集系统的组成
（一）光纤光栅传感系统
该系统通过光纤光栅传感器采集数据，这是该数据采集系统的前提条件。不同功能的光纤光栅传感器能够将不同的物理参量如温度、压力、应变和加速度等调制为相对应的光栅波长。光纤光栅传感器输出光波以后直接通过光缆便可以进行远距离传送。
（二）光纤光栅网络分析系统
该系统作用是将光纤光栅传感器采集的光信号经光缆的远程传输后，将光信号转化为数字量并以物理参量的方式在计算机终端记录、显示或存入数据库中。
该系统主要由光开关、光纤光栅解调仪及光纤跳线组成。光纤光栅解调仪的作用是将光纤光栅中心波长解调为数字信号。光开关的主要作用是将多路光信号一起或是分别进入光纤光栅解调仪，这样就克服了光纤光栅通道数不能满足工程应用的缺点。
（三）光纤通讯传输网络
该系统由光缆和光纤适配器等组成。光缆是光信号传输的通道，光纤适配器连接光缆且损耗很低，这样就可以避免工程现场的光纤熔接。单桥监控室采用光缆以低损耗方式接连光缆，将远距离采集的光信号引入中心监控室的数据处理及分析系统上。
（四）数据处理及分析系统
该系统是对采集后的数据进行预处理且分析，为后续系统的基础。该系统是由软件系统组成，在现场工控机上运行，为专家评估系统奠定坚实的基础平台，是后续工作提供可靠的依据。
二、数据采集系统的设计
在光纤数据采集系统中，首先运用了多线程技术，以保证数据采集、实时显示界面和数据存储同时进行；其次，运用数据安全队列来保护线程之间数据安全传递的同时，还要使采集到得数据可以在最快的时间内得到显示，最后在VS平台下实现数据采集系统程序，由于VS库函数和空间丰富，编程环境界面友好，使得软件不仅界面漂亮，而且开发难度大大的降低。数据采集的流程图3-5所示。
在基于光纤光栅数据采集系统中，为了使数据采集、储存和实时显示同时进行，必须采用多线程技术。此外，还可以采用数据安全队列使采集到的数据能够在最快时间实现显示并能够保护线程之间数据的安全传递。由于VS平台下库函数和空间丰富、界面友好，采用VS平台实现数据采集系统程序可以使开发难度大大降低且软件界面漂亮。数据采集的流程图如图2所示。
三、数据采集系统的程序实现
随着社会的发展，大型桥梁的安全问题越来越受到人们的重视，为了保证桥梁运行的安全性、可靠性及耐久性等，研究表明，得到科学管理的桥梁有着更好的安全性以及耐用性，桥梁健康监测系统已经是桥梁建设中不可少的一部分，数据采集系统则是整个监测系统的基石。对于桥梁健康监测来说，传感器具有数量大、种类多，信号采集的储存实时性高等要求，这样对于数据采集和处理系统有较高要求。本文以武汉某大型斜拉桥为例，研究基于光纤光栅的数据采集系统的软件设计及具体实现。
根据要求，传感器数据采集系统能够提供监测数据。以某斜拉桥为例的健康监测系统中，系统采用光纤光栅应力传感器、光纤光栅温度传感器、光纤光栅位移传感器、压电式低频加速度传感器等等监测斜拉桥应力、温度等参数。本文主要针对的是光纤光栅型传感器，将采集到的光信号通过光缆传输后经过解调仪解调，最后通过网口对解调仪采集到数字信号存入数据库中，为后续监测系统做准备。
光纤光栅解调仪具有以太网接口，根据实际需要进行网络编程，实现网络程序有很多种方式，Windows Socket是其中比较简单的方法。本系统监测对象比较多并且要求系统实时性高，多线程技术可以满足系统要求，它支持系统一个进程中执行多个线程，多个操作可以在不同线程中同时进行。光信号经解调仪传输后是字节流，可以使用memmove函数对字节流进行分解处理。
（一）光纤光栅传感器的配置
数据采集方案的确定和传输方式的选择一般是根据传感器空间分布情况确定的。斜拉桥的跨度比较大，一般为几百米到几千米，桥上敷设的传感器的数量种类也特别多，这个时候为了减少信号在传输中受到干扰、衰减失真等情况，首先要对传感器进行配置，再选择合适的数据采集方案和传输方式。
数据采集之前要确定传感器的总数、解调仪的数量、所需通道数、采样频率和存储频率等各方面信息。传感器的总数决定了数据传输设备的数量和数据的传输方式。传感器的采样频率是由数据处理系统对数据的要求以及数据本身的动态特性决定的。在进行传感器配置的时，采取四层结构，采用树形控件，应用如图3所示。第一层是光纤光栅系统，第二层是光纤光栅解调仪，第三层是通道，第四层是传感器。在数据采集系统首次运行时要进行初始配置，这样才能提高系统的运行速率。传感器配置有两种方式，一种是在界面进行配置，第二种是修改配置文件的内容。开始配置时首先将配置信息显示在界面上，对界面进行配置，然后将数据写入数据库。
界面的配置步骤为：光纤系统总配置、光纤光栅解调仪配置、通道配置、传感器配置。将每一个配置的传感器编号，通过传感器编号可以查询具体信息。比如：传感器的名称、类别、位置、初始应变、报警上限、报警下限、标定系数、标定斜率、是否要温度补偿、基准波长、标定波长、所属的解调仪和通道数等信息。
（二）网口采集
武汉某斜拉桥健康监测系统需采集的信号数量大、实时性高、处理较复杂。数据采集系统负责将光纤光栅解调仪的信号通过网口以后，进行数据的采集、分析、转化为相应数据储存，为后续的数据分析处理以及安全评估提供可靠地实时数据。本系统是采用开放式Windows系统平台，软件开发环境为Visual Studio 2005，把任务分成几个独立的线程，使用多线程方式，这样就能够保证数据采集的实时性，用户其他操作也能及时响应，这样提高了利用率和程序的运行效率。
光纤光栅解调仪主要作用是把光纤光栅中心波长解调出来，解调的机理有很多，本系统采用的解调原理是基于F―P滤波器的原理，基于网口的数据采集技术较成熟，解调仪的通信协议为UDP协议，传输速率要求能够完全满足系统要求。
对于UDP无连接的数据报服务，客户机给服务机发送一个含有地址的数据报，客户机和服务器并没有建立连接。服务器是通过调用Recvfrom（）等待客户端数据。基于UDP的socket编程思路为：首先创建套接字（socket），然后将套接字绑定到一个本地端口和地址上，等待接收的数据，最后关闭socket。
根据实际情况开发服务端软件基于UDP的，UDP能够提供端口机制便于UDP用户使用。UDP长度中包括UDP本身长度、源端口、目的端口、用户数据和UDP校验等。实际开发，端口号为5000，首先使用“ping”命令判断测试网络是否连通，原理为发送UDP数据包给对方主机，对方主机回复是否收到数据报，如果回复及时，则网络已经连接，软件流程如下图4所示。
四、小结
光纤光栅传感器使用越来越普遍，本文介绍基于光纤光栅传感器的数据采集监测系统的组成，对数据采集系统进行软件设计和介绍基于网络的数据采集的关键技术，最后对数据采集系统进行实例应用。
参考文献：
[1]柳旭.基于光纤传感技术的桥梁健康监测数据序系统研究：[工学硕士论文].武汉：武汉理工大学，2006
关键词：GPRS，单片机，数字传感器，AT指令
1、引言众所周知，油井的管理是油田生产中的重要组成部分。油井管理一般包括油井数据采集和油井地上地下设备的维护和维修，而地下设备是否正常工作又通过油井的各项参数表现出来。论文格式。对于油井一般处在偏远地区、分布面积大，因此每天对油井进行参数采集的工作量非常大造成了对人力、物力以及时间的巨大浪费。与发达国家相比，我国石油开采技术水平有一定差距，目前我国的采油井95%以上是机采，大多数数据采集依靠人工完成。虽然已建立了石油管理局一级的管理信息系统(MIS)，但油井现场的数据还不能实现无缝上传，无法实现高效的采油调度管理。
通用分组无线业务GPRS[1]General Packet Radio Service）是在现有的GSM系统上发展出来的一种新的承载业务，它允许用户在端到端分组转移模式下发送和接收数据，需不需要利用电路交换模式的网络资源，从而提供了一种高效、低成本的无线分组数据业务，特别适用于间断的、突发性的和频繁的、少量的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输。
在有移动信号的地方，如果开通了GPRS服务就可以进行数据传输。目前中国移动在山东的信号覆盖面积已经达到100%，结合油田生产数据采集的具体情况如果开发出一套远程数据采集系统，不但节省大量的人力物力，极大的提高数据实时性，为夺油上产提供有力的数据支持。
本文将介绍基于GPRS的油井远程数据采集系统，使油田信息网络向井口扩展，实现油井数据的实时传送和信息网络的无缝链接，逐步形成油田生产管理与监控一体化的信息网络。
2、硬件设计2.1系统总体构成[2]
系统由数据采集终端、无线通信网络、工作站和数据中心构成，数据采集终端和工作站通过中国移动通信的GSM网络进行连接。网络拓扑结构如图1。
数据采集终端安放到井口，对井口温度、压力进行数据采集，并将采集的数据以一定格式通过GPRS模块发送至工作站。采集终端可以在设定的时间向工作站发送采集到的数据，也可以接收工作站发送的指令采集实时数据。工作站由一台连接到Internet并且具有固定IP地址的计算机组成，一般安置在采油队中央控制室。工作站接收终端发送的无线信号进行数据重组，提示工作人员对采集到的数据做出实时分析，发现异常情况以便及时处理。最后通过专用网络传输给数据处理中心。故障主要包括参数越限、非法闯入和设备故障等，系统可根据实际监控过程的需要及监控进程的情况，对运行状态的信息进行分析，给出故障类型、出错位置和出错原因，及时作出报警。数据中心安置在各厂矿的信息处理中心，对各采油队数据完成数据处理后进入石油管理局的信息网络（MIS）。
2.2 数据采集终端[3]
采集终端采用以AT89C52单片机为核心的数据处理单元。温度传感器使用DS18B20数字温度传感器，DS18B20数字温度计是DALLAS公司生产的1－Wire，对AT89C52单片机来说，硬件上并不支持单总线协议，因此，我们必须采用软件的方法来模拟单总线的协议时序来完成对DS18B20芯片的访问。论文格式。
由于DS18B20是在一根I/O线上读写数据，因此，对读写的数据位有着严格的时序要求。DS18B20有严格的通信协议来保证各位数据传输的正确性和完整性。该协议定义了几种信号的时序：初始化时序、读时序、写时序。所有时序都是将主机作为主设备，单总线器件作为从设备。而每一次命令和数据的传输都是从主机主动启动写时序开始，如果要求单总线器件回送数据，在进行写命令后，主机需启动读时序完成数据接收。
压力传感器使用MSP5100系列高性能不锈钢压力传感器，它具有全金属密封结构，可承受一千万次的循环压力。通过了最新的重工业CE认证，包括浪涌保护，以及承受在电源正负极之间的过电压保护，采用5V供电，最高工作温度125℃，可在轻微腐蚀环境下工作，符合井口环境要求。通过整理电路和D/A芯片连接，单片机可从D/A读取到相应的电子数据。
GPRS模块采用了SIMCOM公司的SIM300 GSM/GPRS模块，SIM300内集成了TCP/IP协议，并且支持GSM07.07AT指令和增强AT指令控制。模块为用户提供了功能完备的系统接口，用户只需投入少量的研发费用，在较短的研发周期内，就可集成自己的应用系统。用户的主要工作集中在控制系统方面
采集终端的结构如图2所示：
3、软件设计 3.1 单片机程序设计
该程序软件中的所有代码都用C语言编写，在Keil环境中编译，Keil是Keil Software公司为8051及其兼容产品提供的专门开发工具，它支持在系统调试，所有代码调试后经由TI Downloader下载到存储器中。
采集终端控制部分采用了C语言的模块化编程，主要分为温度传感器模块，压力传感器模块以及GPRS模块这三个部分。系统中使用的SIM300模块内部已经嵌入了TCP/IP协议，为了能够实时采集GPRS模块工作在UDP模式中。由于需要采集多个参数，因此必须在GPRS数据包的基础上重新定义新的数据传输协议，图3给出了自定义的数据结构图。
3.2 工作站数据接收设计
监控中心的功能是实现GPRS信息的接收和保存，设计语言采用Microsoft公司的Visual C++编程语言，C++语言应用灵活，功能强大，并对网络编程和数据库有强大的支持。
由于通过GPRS中心监控部分可以直接访问互联网，所以监控部分并不需要再设置GPRS模块，中心只需通过中心软件侦听网络，接收GPRS无线模块传来的UDP协议的IP包和发送上位机控制信息，以实现与GPRS终端的IP协议通信。接收到的信息要保存到中心的数据库中，以备查历史记录。数据库采用Access，用VC编制的界面窗口能推动AD（）访问Access中的数据，也可通过Socket接收网络终端信息。论文格式。
Socket接口是TCP/IP网络的API，Socket接口定义了许多函数和例程，程序员可以利用它来开发TCPIP网络上的应用程序，VC中的MFC列提供了CAsyncSocket这样一个套接字类，用它来实现Socket编程非常方便，本设计采用数据报文式的Socket，这是一种无连接的Socket，对应于无连接的UDP服务应用。
CAsyncSocket使用DoCallBack函数来处理MFC消息，一个网络事件发生时，DoCallBack函数按照网络时间类型FD_READ、FD_WRITE、FD_ACCEPT和FD_CON-NECT来分别调用OnReceive、OnSend、OnAccept和OnCon-nect函数，以驱动相应的事件，从而完成网络数据通信。
结束语
本文采用了嵌入TCP/IP的SIM300模块，通过AT98C52的控制完成发送GPRS数据的功能，具有外围电路少，电路简单，系统成本低等优点，通过标准RS232串口和外部控制器连接。
基于GPRS的系统有有一定的缺点，例如，现在的GPRS网还不够稳定，有丢包的现象，上述问题经过精细设计是可以避免和解决的，所以基于GPRS的设计仍具有无可比拟的优势。
参考文献
[1] 文志成. 通用分组无线业务——GPRS[M]. 北京: 电子工业出版社, 2004.
[2] 赵亮, 黎峰.GPRS无线网络在远程数据采集中的应用[J].计算机工程与设计, 2005,26(9): 2552-1554.
[3] Ghribi B, Logrippo L. UnderstandingGPRS: The GSM Packet RadioService[J]. Computer Networks, 2000, 34(5): 763-779.
关键词：计算机技术，电压无功，自动化，应用
随着社会经济的飞速发展，居民和各类企业对供电质量和可靠性的要求日益提高，从改善电能质量和节约人力方面比较电压无功优化自动控制装置具有不可比拟的优势，已逐步取代原来通过值班员手动调节档位和投切电容器来调整电压的方式，在维系电力系统稳定中的作用已充分展示出来。论文参考，自动化。电压无功优化自动控制装置由大量的数据采集、数据计算、数据传输、数据控制、程序执行元件组成，通过一系列自动化技术将其功能整合在一起，因此，了解电压无功优化自动控制中的自动化原理对于研究电压无功优化自动控制有着十分重要的作用。为此本文着重分析了电压无功优化控制中的自动化技术。
一、自动控制系统的结构
（一）调压方式
无功优化控制系统设计在设置母线电压限定范围后，自动对高峰负荷时段、低谷负荷时段的电压值进行适当调整，以保证在合格范围内的电压满足逆调压方式。论文参考，自动化。当电压超出额定范围时，则与同级和上级变电所的电压进行比较，然后判断出应该调节同级还是上级变电所的主变档位。
（二）调整策略
电压无功优化自动控制包含两个方面，分别是电压优化和无功优化：
1、电压优化
当母线电压超上限时，首先下调主变的档位，当不能满足要求时才切除电容器；当母线电压超下限时，首先投入电容器，当不能满足要求时再上调主变档位，总之要确保电容器最合理的投入。
2、无功优化
当系统电压保持在限定范围内后，通过系统的自动控制，决定各级变电所电容器的先后投入，使得无功功率的流向最平衡，最能提高功率因数。
二、自动化数据采集、计算和传输
作为一个自动控制系统，全面的数据采集是整个控制过程最关键的一部，其采集数据的精度和安全直接影响整个系统的精度和安全。论文参考，自动化。一个完善的无功优化自动控制系统应该能实时自动的从调度中心、各监控站采集电网电压、功率、主变档位、电容器运行状态等数据并能确保当遥测遥信值不变时不与SCADA系统进行数据传输，减少系统资源占用。
在采集到实时数据后，过往的自动控制系统都是通过“专家系统”对数学模型进行简化和分解，然后利用潮流计算和专家系统等方法进行求解。随着自动化技术的高速发展，自动控制系统能够突破优化计算难于寻找工程解的难题，采用模糊控制的算法，充分考虑谐波，功率因数摆动，电压波动和事故闭锁等因素，通过一系列精密芯片的配合计算出使电网电能损耗最小的变压器档位、电容器投入量和电网最优运行电压以供控制部件执行。
系统在数据传输上使用只与内存交互数据而不存取硬盘的内存数据库技术，既提高了数据的存取速度，又节省了硬盘使用。为了提高传输效率，系统还会根据传输数据的类型和要求的不同，自动采用不同的传输协议：使用TCP/IP协议传输大量的重要数据，使用UDP协议传输少量的广播数据。在数据传输准确度方面，子站在接受到数据后会自动向主站发送反校信号，以验证所受数据的准确性。
三、系统的自动控制
电压无功优化控制的基本过程如下：首先是主站控制系统进行电压无功计算，然后把计算得到的各级变电所的功率因数、电压的区域无功定值结果通过光纤通道传达至各级变电所的电压无功控制系统。各级变电所的控制系统周期性的把本站的功率因数、电压和接收到的定值结果比较，以判断是否越限。
为了保证电网损耗最低，主站的控制系统要不断跟紧电网运行方式的变化，随时计算出最新的区域无功定值结果并传达至各级变电所的电压无功控制系统。由于主站的控制系统计算最初的区域无功定值时需要一定的时间，这就会造成各级变电所从启动控制系统至接收到第一个信号间有一个时间段，系统定义这段时间内的定值是按照本地系统运行的。论文参考，自动化。
当主站系统遇到特殊情况（如有影响电网拓扑结构的遥信变位发生）时，能够即时撤销子站控制系统当前正在执行的区域无功定值。子站控制系统即以本地无功定值运行，待再次受到主站重新计算的定值时才转以新定值运行。论文参考，自动化。子站控制系统实时监视主站的定值下传通道是否正常，通信异常时，立即改为执行本地定值，直至通道恢复正常。论文参考，自动化。
四、系统自动化的安全保证
目前国内的一些系统仅仅只做到了一层闭环控制，安全可靠性根本无法保证。而随着自动化技术的发展，最新的系统则是采用主站和子站同时的双层实时闭环反馈控制结构。实验证明由于采用了双层实时闭环反馈控制结构，当运行中发生用户定义的需要闭锁的异常事件时，控制系统能够立即执行闭锁，符合电网结构和调度运行特点，适合各种大小电网的安全可靠运行，能更有利地保证提高电网的电能质量，其具体的安全策略如下：
自动估算电网电压，使电容器平稳投切，避免出现振荡；自动估算电压调节后的无功变化量，使主变档位平稳调整，避免出现振荡。
当需要调节的变电所的主变并联运行时，为了避免出现其中一台主变频繁调节的情况，首先调节据动率较高的那台主变的档位。应对于主变和电容器出现的异常情况，系统能够自动减少主变档位调整次数，使设备寿命增加，电网安全得到保证。当遭遇设备异常时，系统自动闭锁，而且必须人工手动来解除封锁。具体的异常情况有：电容器或主变档位异常变位；系统需要采集的数据异常；系统数据不刷新。特别的当发生10kV单相接地时，系统自动闭锁电容器的投切。为避免采集到的数据不准确，系统采用同时判断遥测数据和遥信数据的方式，提高了采集数据的准度。
五、结论
本文通过对电压无功优化控制系统的浅要介绍，分析了其包含的自动化技术，从一个侧面反映了我国电力系统自动化科技的发展，也展现了电力行业专业人才的卓越才能。本文对电压无功优化控制系统从设计思想，系统构成方面进行的论述，可作电力专业的教辅材料，也可供电压无功优化控制装置设计和运行参考。
参考文献
[1]郑爱霞，张建华，李铭，李来福，吴强.地区电网电压无功优化控制系统设计及
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