序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇數(shù)據(jù)采集論文范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

篇(1)

GPRS移動數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)的主要作用就是對無線數(shù)據(jù)進行傳輸。在監(jiān)控對象安裝的數(shù)據(jù)采集點會對數(shù)據(jù)進行采集，然后經(jīng)過GSM網(wǎng)絡(luò)的空中接口模塊，同時對數(shù)據(jù)進行解碼處理，然后將其轉(zhuǎn)換為可以在公網(wǎng)傳輸?shù)母袷?，最后通過GPRS移動數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控中心的服務(wù)器。在整個系統(tǒng)中，各個監(jiān)控點的數(shù)據(jù)采集模塊通過GPRS移動數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控中心相連，數(shù)據(jù)采集點同意使用STK卡，與此同時，監(jiān)控中心會對各點進行登記，并在服務(wù)器中保存相關(guān)資料。各個監(jiān)控點的數(shù)據(jù)采集模塊中裝有數(shù)據(jù)采集軟件，該軟件24h在線，對電網(wǎng)中的信息數(shù)據(jù)進行24h不間斷的采集工作。關(guān)于信息的傳輸，使用的是JW0D2系列的GPRS無限透明數(shù)據(jù)傳輸終端。該終端基于移動網(wǎng)絡(luò)，抗干擾能力較強，同時性能較高。此外，該傳輸終端還提供標(biāo)準(zhǔn)的RS232接口，以便實現(xiàn)與計算機的連接。在傳輸過程中，速率可以達到172kbps，能滿足監(jiān)控中心與各個監(jiān)控點的數(shù)據(jù)采集與處理工作。由于電網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶厥庑暂^強，因此本系統(tǒng)使用了安全保障，以保證系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和可靠性。在網(wǎng)絡(luò)安全方面，經(jīng)過對信源加密、信道加密、登錄防護、接入防護、訪問防護等，能有效增強網(wǎng)絡(luò)安全，加強安全防護。在硬件方面，使用VPN將公網(wǎng)接入到GPRS網(wǎng)中，成本低廉，不用租用專線。此外，使用VPN還可以增強安全性，客戶端在鏈接應(yīng)用服務(wù)器之前，要經(jīng)過服務(wù)器的認證，而且整個數(shù)據(jù)傳輸過程均會加密，如此一來，安全性就得到了保障。另外，系統(tǒng)還對用戶的SIM卡手機繼續(xù)鑒別授權(quán)，在網(wǎng)絡(luò)側(cè)對SIM卡號和APN進行綁定處理，只有擁有權(quán)限的相關(guān)用戶才能對專用APN進行訪問，沒經(jīng)過授權(quán)的SIM卡將無法對APN網(wǎng)絡(luò)進行訪問。

2特點與優(yōu)勢

傳輸模塊的特點主要有：①傳輸模塊采用了工業(yè)級的GPRS模塊，該模塊性能較為穩(wěn)定，而且其工作溫度范圍較大。另外，用了嵌入式的CPU作為處理器，功耗低、性能高，還能高速處理協(xié)議和大量的數(shù)據(jù)。②由于該模塊的工作方式為multi-tasking，因此實時性較好。③其AT指令的預(yù)設(shè)簡單方便。該模塊的通信距離較遠，而且具有覆蓋面積廣的特點，能使終端實時在線，能將無線電無法到達的區(qū)域采用GPRS通信的方式進行傳輸，真正實現(xiàn)了高效傳輸。此外，該系統(tǒng)還有組網(wǎng)靈活、擴展容易、維護簡單、性價比高的特點。

與短消息服務(wù)相比，GPRS服務(wù)的實施性很強，而且系統(tǒng)不會出現(xiàn)延時的情況，可以對所有數(shù)據(jù)進行采集。此外，由于GPRS具有雙向功能，還可以對采集設(shè)備進行反向控制，因此進一步提高了系統(tǒng)的便捷性。本系統(tǒng)的擴展性良好，是大面積覆蓋的GPRS網(wǎng)絡(luò)，所以該系統(tǒng)不存在盲區(qū)，而且由于該系統(tǒng)的輸出容量較大，數(shù)據(jù)采集點較多，監(jiān)控中心要與每一個監(jiān)控點相連，因此需要系統(tǒng)能滿足傳輸需求。該系統(tǒng)的傳輸容量較大，能滿足突發(fā)性數(shù)據(jù)的傳輸要求，因此該系統(tǒng)的優(yōu)點明顯。

3結(jié)束語

篇(2)

基于通用信號處理開發(fā)板，利用FPGA技術(shù)控制AD9233芯片對目標(biāo)模擬信號采樣，再將采樣量化后的數(shù)據(jù)寫入USB接口芯片CY7C68013的FIFO中，F(xiàn)IFO寫滿后采用自動觸發(fā)工作方式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇C機。利用VC＋＋6．0軟件編寫上位機實現(xiàn)友好的人機交互界面，將傳輸?shù)絇C機上的數(shù)據(jù)進行儲存和實時回放。本系統(tǒng)主要實現(xiàn)以下兩大功能：1）ADC模塊對目標(biāo)模擬信號進行采樣，利用FPGA技術(shù)將采樣后的數(shù)據(jù)傳輸?shù)経SB接口芯片CY7C68013的FIFO中存儲。2）運用USB2．0總線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，將雷達回波信號數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇C機實時回放。分為應(yīng)用層、內(nèi)核層和物理層3部分。應(yīng)用層和內(nèi)核層主要由軟件實現(xiàn)。應(yīng)用層采用VC＋＋6．0開發(fā)用戶界面程序，為用戶提供可視化操作界面。內(nèi)核層基于DriverWorks和DDK開發(fā)系統(tǒng)驅(qū)動程序，主要起應(yīng)用軟件與硬件之間的橋梁作用，把客戶端的控制命令或數(shù)據(jù)流傳到硬件中，同時把硬件傳輸過來的數(shù)據(jù)進行緩存。物理層主要以FPGA為核心，對USB接口芯片CY7C68013進行控制，通過USB2．0總線實現(xiàn)對中頻信號采集。系統(tǒng)設(shè)計采用自底向上的方法，從硬件設(shè)計開始逐步到最終的應(yīng)用軟件的設(shè)計。

2硬件設(shè)計

FPGA在觸發(fā)信號下，控制ADC采樣輸入信號，并存入FIFO中。當(dāng)存滿時，將數(shù)據(jù)寫入USB接口芯片CY7C68013，同時切換另一塊FIFO接收ADC轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)乒乓存儲，以提高效率。FPGA模塊的一個重要作用是控制USB接口芯片CY7C68013。當(dāng)ADC采樣后，數(shù)據(jù)進入FPGA模塊，F(xiàn)PGA控制數(shù)據(jù)流將其寫入CY7C68013的FIFO中，以便于USB向PC機傳輸。CY7C68013的數(shù)據(jù)傳輸模式采用異步slaveFIFO和同步slaveFIFO切換模式。通過實測，前者傳輸速度約為5～10Mbit／s，后者傳輸速度最高可達20Mbit／s，傳輸速度的提高可通過更改驅(qū)動程序的讀取方式實現(xiàn)。

3軟件設(shè)計

3．1USB驅(qū)動程序設(shè)計

USB2．0總線傳輸技術(shù)最高速率可達480Mbit／s。本系統(tǒng)采用批量傳輸?shù)膕laveFIFO模式。CY7C68013芯片內(nèi)部提供了多個FIFO緩沖區(qū)，外部邏輯可對這些端點FIFO緩沖區(qū)直接進行讀寫操作。在該種傳輸模式下，USB數(shù)據(jù)在USB主機與外部邏輯通信時無需CPU的干預(yù)，可大大提高數(shù)據(jù)傳輸速度。Cypress公司為CY7C68013芯片提供了通用的驅(qū)動程序，用戶可根據(jù)需求開發(fā)相應(yīng)的固件程序。

3．2FPGA模塊程序設(shè)計

系統(tǒng)中FPGA模塊的核心作用是控制AD9233芯片進行采樣。AD9233作為高速采樣芯片，其最高采樣速率達125Mbit／s，最大模擬帶寬為650MHz。通過改變采樣速率可使該系統(tǒng)采集不同速率需求的信號，擴展了該系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。描述FPGA控制USB數(shù)據(jù)寫入接口芯片F(xiàn)IFO的狀態(tài)機如圖6所示。狀態(tài)1表示指向INFIFO，觸發(fā)FIFOADR［1：0］，轉(zhuǎn)向狀態(tài)2；狀態(tài)2表示若FIFO未滿則轉(zhuǎn)向狀態(tài)3，否則停留在狀態(tài)2；狀態(tài)3表示驅(qū)動數(shù)據(jù)到總線上，通過觸發(fā)SLWR寫數(shù)據(jù)到FIFO并增加FIFO的指針，然后轉(zhuǎn)向狀態(tài)4；狀態(tài)4表示若還有數(shù)據(jù)寫則轉(zhuǎn)向狀態(tài)2，否則轉(zhuǎn)向完成。

3．3上位機設(shè)計

為實現(xiàn)人機交互，利用VC＋＋MFC在PC機上編寫了可視化操作界面，即上位機。上位機既用于數(shù)據(jù)采集的控制，同時也用于采集數(shù)據(jù)的實時回放。上位機界面如圖7所示。上位機主要功能：1）按下“檢測USB”按鈕，可檢測USB是否連接正常，并顯示USB基本信息。2）按下“開始采集”按鈕，可將采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇C機并實時回放數(shù)據(jù)波形；再次按下“開始采集”按鈕，可暫停數(shù)據(jù)波形回放。3）按下“保存數(shù)據(jù)”按鈕，可將采集的數(shù)據(jù)以＊．dat文件的形式存儲到PC機硬盤。4）按下“結(jié)束采集”按鈕，可關(guān)閉采集系統(tǒng)并退出界面；或按下“確定”和“取消”按鈕，也可直接退出界面。

4系統(tǒng)實測

為了測試數(shù)據(jù)采集與回放系統(tǒng)，利用通用信號處理開發(fā)板設(shè)計了DDS模塊。該DDS模塊產(chǎn)生一個正弦波作為測試信號，通過AD9744芯片轉(zhuǎn)換后變?yōu)槟M信號輸出，并將此輸出信號接至示波器以便驗證系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集與回放系統(tǒng)的實物圖及系統(tǒng)實測波形與回放波形。

5結(jié)束語

篇(3)

1虛擬儀器的特點和構(gòu)成

1.1虛擬儀器的特點

與傳統(tǒng)儀器相比，虛擬儀器具有高效、開放、易用靈活、功能強大、性價比高、可操作性好等明顯優(yōu)點，具體表現(xiàn)為：

智能化程度高，處理能力強虛擬儀器的處理能力和智能化程度主要取決于儀器軟件水平。用戶完全可以根據(jù)實際應(yīng)用需求，將先進的信號處理算法、人工智能技術(shù)和專家系統(tǒng)應(yīng)用于儀器設(shè)計與集成，從而將智能儀器水平提高到一個新的層次。

復(fù)用性強，系統(tǒng)費用低應(yīng)用虛擬儀器思想，用相同的基本硬件可構(gòu)造多種不同功能的測試分析儀器，如同一個高速數(shù)字采樣器，可設(shè)計出數(shù)字示波器、邏輯分析儀、計數(shù)器等多種儀器。這樣形成的測試儀器系統(tǒng)功能更靈活、更高效、更開放、系統(tǒng)費用更低。通過與計算機網(wǎng)絡(luò)連接，還可實現(xiàn)虛擬儀器的分布式共享，更好地發(fā)揮儀器的使用價值。

可操作性強，易用靈活虛擬儀器面板可由用戶定義，針對不同應(yīng)用可以設(shè)計不同的操作顯示界面。使用計算機的多媒體處理能力可以使儀器操作變得更加直觀、簡便、易于理解，測量結(jié)果可以直接進入數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)或通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送。測量完后還可打印、顯示所需的報表或曲線，這些都使得儀器的可操作性大大提高而且易用、靈活。

1.2虛擬儀器的構(gòu)成

虛擬儀器的構(gòu)建主要從硬件電路的設(shè)計、軟件開發(fā)與設(shè)計2個方面考慮。

硬件電路的設(shè)計主要根據(jù)用戶所面對的任務(wù)決定，其中接口設(shè)計可選用的接口總線標(biāo)準(zhǔn)包括GPIB總線、VXI總線等。推薦選用VXI總線。因為他具有通用性強、可擴充性好、傳輸速率高、抗干擾能力強以及良好的開放性能等優(yōu)點，因此自1987被首次推出后迅速得到各大儀器生產(chǎn)廠家的認可，目前VXI模塊化儀器被認為是虛擬儀器的最理想平臺，是儀器硬件的發(fā)展方向。由于VXI虛擬儀器的硬件平臺的基本組成是一些通用模塊和專用接口。因此硬件電路的設(shè)計一般可以選擇用現(xiàn)有的各種不同的功能模塊來搭建。通用模塊包括：信號調(diào)理和高速數(shù)據(jù)采集；信號輸出與控制；數(shù)據(jù)實時處理。這3部分概括了數(shù)字化儀器的基本組成。將具有一種或多種功能的通用模塊組建起來，就能構(gòu)成任何一種虛擬儀器。例如使用高速數(shù)據(jù)采集模塊和高速實時數(shù)據(jù)處理模塊就能構(gòu)成1臺示波器、1臺數(shù)字化儀或1臺頻譜分析儀；使用信號輸出與控制模塊和實時數(shù)據(jù)處理模塊就能構(gòu)成1臺函數(shù)發(fā)生器、1臺信號源或1臺控制器。專用接口是針對特定用途儀器需要的設(shè)計，也包括一些現(xiàn)場總線接口和各類傳感器接口。系統(tǒng)的主要硬件包括控制器、主機箱和儀器模塊。常用的控制方案有GPIB總線控制方式的硬件方案、MXI總線控制方式的硬件方案、嵌入式計算機控制方式的硬件方案3種。VXI儀器模塊又稱為器件（devices）。VXI有4種器件：寄存器基器件、消息基器件、存儲器器件和擴展器件。存儲器器件不過是專用寄存器基器件，用來保存和傳輸大量數(shù)據(jù)。擴展器目前是備用件，為今后新型器件提供發(fā)展通道。將VXI儀器制作成寄存器基器件，還是消息基器件是首先要做出的決策。寄存器基器件的通信情況極像VME總線器件，是在低層用二進制信息編制程序。他的明顯優(yōu)點在于速度寄存器基器件完全是在直接硬件控制這一層次上進行通信的。這種高速通信可以使測試系統(tǒng)吞吐量大大提高。因此，寄存器基器件適用于虛擬儀器中信號/輸出部分的模塊（如開關(guān)、多路復(fù)用器、數(shù)/模轉(zhuǎn)換輸出卡、模/

數(shù)轉(zhuǎn)換輸入卡、信號調(diào)理等）。消息基器件與寄存器基器件不同，他在高層次上用ASCII字符進行通信，與這種器件十分相似是獨立HPIB儀器。消息基器件用一組意義明確的“字串行協(xié)議”相互進行通信，這種異步協(xié)議定義了在器件之間傳送命令和數(shù)據(jù)所需的掛鉤要求。消息基器件必須有CPU（或DSP）進行管理與控制。因此，消息基器件適用于虛擬儀器中數(shù)字信號處理部分的模塊。

軟件的開發(fā)與設(shè)計包括3部分：VXI總線接口軟件、儀器驅(qū)動軟件和應(yīng)用軟件（軟面板）。軟件結(jié)構(gòu)如圖1所示。

VXI總線接口軟件由零槽控制器提供，包括資源管理器、資源編輯程序、交互式控制程序和編程函數(shù)庫等。該軟件在編程語言和VXI總線之間建立連接，提供對VXI背板總線的控制和支持，是實現(xiàn)VXI系統(tǒng)集成的基礎(chǔ)。

儀器驅(qū)動程序是完成對某一特定儀器的控制與通信的軟件程序，也即模塊的驅(qū)動軟件，他的設(shè)計必須符合VPP的2個規(guī)范，即VPP3.1《儀器驅(qū)動程序結(jié)構(gòu)和模型》和VPP3.2《儀器驅(qū)動程序設(shè)計規(guī)范》。

“軟面板”設(shè)計就是設(shè)計具有可變性、多層性、自、人性化的面板，這個面板應(yīng)不僅同傳統(tǒng)儀器面板一樣具有顯示器、LED、指針式表頭、旋鈕、滑動條、開關(guān)按鈕、報警裝置等功能部件，而且應(yīng)還具有多個連貫操作面板、在線幫助功能等。

2虛擬儀器在數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用

利用虛擬儀器制作數(shù)據(jù)采集器可以按照硬件設(shè)計、軟件設(shè)計兩個步驟來完成。

2.1硬件設(shè)計

硬件設(shè)計要完成以下內(nèi)容：

1)模/數(shù)轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)存儲

設(shè)置具有通用性的數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng)，一般應(yīng)滿足能對多路信號盡可能同步地進行采集，為了使所采集到的數(shù)據(jù)不但能夠在數(shù)據(jù)采集器上進行存儲，而且還能及時地在采集過程中將數(shù)據(jù)傳送到上位機，選用存儲量比較適中的先進先出存儲器，這樣既能滿足少量數(shù)據(jù)存儲的需要，又能在需要實時傳送數(shù)據(jù)時，在A/D轉(zhuǎn)換的同時進行數(shù)據(jù)傳送，不丟失任何數(shù)據(jù)。)VXI總線接口

VXI總線數(shù)據(jù)采集器通?？梢岳脙煞NVXI總線通用接口消息基接口和寄存器基接口。消息基接口的作用是通過總線傳送命令，從而控制儀器硬件的操作。通用寄存器基接口是由寄存器簡單的讀寫來控制儀器硬件的操作。利用消息基接口進行設(shè)計，具體消息基接口的框圖見圖2。

3)采樣通道控制

為了滿足幾種典型系統(tǒng)通道控制的要求，使通道的數(shù)量足夠多，通道的選取比較靈活，可以利用寄存器電路、可預(yù)置計數(shù)器電路以及一些其他邏輯電路的配合，將采樣通道設(shè)計成最多64路、最少2路可以任意選擇，而且可以從任意一路開始采樣，也可以到任意一路結(jié)束采樣，只要截止通道號大于起始通道號就可以了。整個控制在虛擬儀器軟面板上進行操作，通過消息基接口將命令寫在這部分的控制寄存器中，從而設(shè)置計數(shù)器的初值以及采樣的通道總數(shù)。

4)定時采樣控制

由于不同的自動測試系統(tǒng)對采樣時間間隔的要求不同，以及同一系統(tǒng)在不同的試驗中需要的采樣時間間隔也不盡相同，故可以采用程控的方式將采樣時間間隔設(shè)置在2μs~13.0ms之間任意選擇，可以增加或減少的最小單位是2μs。所有這些選擇設(shè)置可以在虛擬儀器軟面板上進行。

5)采樣點數(shù)控制

根據(jù)不同測試系統(tǒng)的需求，將采樣點數(shù)設(shè)計成可在一個比較大的范圍中任意選擇，該選擇同樣是在軟面板上進行。

6)采樣方式控制

總結(jié)各種自動測試系統(tǒng)的采樣方式不外乎軟件觸發(fā)采樣和硬件觸發(fā)采樣。在硬件觸發(fā)采樣中又包括同步整周期采樣和非同步整周期采樣，這2種采樣又可以是定時進行的或等轉(zhuǎn)速差進行的。所有這些采樣方式，對于數(shù)據(jù)采集器來說都可以在軟面板上進行選擇。

2.2軟件設(shè)計

軟件是虛擬儀器的關(guān)鍵，為使VI系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰簡潔，一般可采用組件化設(shè)計思想，將各部分彼此獨立的軟件單元分別制成

標(biāo)準(zhǔn)的組件，然后按照系統(tǒng)的總體要求組成完整的應(yīng)用系統(tǒng)，一個標(biāo)準(zhǔn)的組件化的虛擬儀器軟件系統(tǒng)，如圖3所示。

應(yīng)用軟件為用戶提供了建立虛擬儀器和擴展其功能的必要工具，以及利用PC機、工作站的強大功能。同時VPP聯(lián)盟提出了建立虛擬儀器標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)庫（VISA）的建議，為虛擬儀器的研制與開發(fā)提供了標(biāo)準(zhǔn)。這也進一步使由通用的VXI數(shù)據(jù)采集模塊、CPU/DSP模塊來構(gòu)成虛擬儀器成為可能。

基于虛擬儀器的數(shù)據(jù)采集器的軟件包括系統(tǒng)管理軟件、應(yīng)用程序、儀器驅(qū)動軟件和I/O接口軟件。以往這4部分需要用戶自己組織或開發(fā)，往往很困難，但現(xiàn)在NI公司提供了所有這四部分軟件，使應(yīng)用開發(fā)比以往容易得多。

下面簡單介紹以NI公司的LabWindows/CVI為開發(fā)環(huán)境，來進行VXI虛擬儀器的驅(qū)動程序開發(fā)的方法。

第一步：生成儀器模塊的用戶接口資源文件（UIR）。用戶接口資源、文件是儀器模塊開發(fā)者利用LabWindows/CVI的用戶界面編輯器為儀器模塊設(shè)計的一個圖形用戶界面（GUI）。一個LabWindows/CVI的GUI由面板、命令按鈕、圖標(biāo)、下拉菜單、曲線、旋鈕、指示表以及許多其他控制項和說明項構(gòu)成。

第二步：LabWindows/CVI事件驅(qū)動編程。應(yīng)用程序開發(fā)環(huán)境LabWindows/CVI中設(shè)計一個用戶接口，實際上是在用戶計算機屏幕上定義一個面板，他由各種控制項（如命令按鈕、菜單、曲線等）構(gòu)成。用戶選中這些控制項就可以產(chǎn)生一系列用戶接口事件（events）。例如，當(dāng)用戶單擊一個命令按鈕，這個按鈕產(chǎn)生一個用戶接口事件，并傳遞給開發(fā)者編寫的C語言驅(qū)動程序。這是運用了Windows編程的事件驅(qū)動機制。LabWindows/CVI中使用不同類型的控制項，在界面編輯器中將顯示不同類型的信息，并產(chǎn)生不同操作的接口事件。在LabWindows/CVI的開發(fā)平臺中，對事件驅(qū)動進行C程序編程時可采用2種基本的方法：回調(diào)函數(shù)法和事件循環(huán)處理法。

回調(diào)函數(shù)法是開發(fā)者為每一個用戶界面的控制項寫一個獨立的用戶界面的控制函數(shù)，當(dāng)選中某個控制項，就調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)進行事件處理。在循環(huán)處理法中，只處理GUI控制項所產(chǎn)生的COMMIT事件。通過GetUserEvent函數(shù)過濾，將所有的COMMIT事件區(qū)分開，識別出是由哪個控制項所產(chǎn)生的事件，并執(zhí)行相應(yīng)的處理。

第三步：應(yīng)用函數(shù)/VI集與應(yīng)用程序軟件包編寫。應(yīng)用函數(shù)/VI集需針對具體儀器模塊功能進行編程，應(yīng)用程序軟件包只是一些功能強大、需要完善的數(shù)據(jù)處理能力的模塊才需要提供，如波形分析儀模塊、DSP模塊等。

3結(jié)語

本文探討了虛擬儀器的基本組成，以及實際的虛擬儀器軟硬件設(shè)計的一般方法，這些方法經(jīng)過實際設(shè)計工作運用證明是可靠的，可供系統(tǒng)工程技術(shù)人員在組建具體的基于VXI總線的虛擬儀器數(shù)據(jù)采集、測試時參考使用。

參考文獻

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3］孫昕，張忠亭，薛長斌.集成VXI總線自動測試系統(tǒng)的方法［J］.測控技術(shù),1996,15(4)

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目前，適用于短距離的無線通信技術(shù)大致有藍牙技術(shù)、ZigBee技術(shù)及Wifi技術(shù)。相比較而立，ZigBee技術(shù)以其功耗低、結(jié)構(gòu)簡單、性價比高、擴展簡便及安全可靠等優(yōu)點成為構(gòu)建WSN的最佳選擇。本設(shè)計采用ZigBee技術(shù)，以Ad-Hoc方式構(gòu)成的無線網(wǎng)絡(luò)，整個網(wǎng)絡(luò)采用簇-樹狀拓撲結(jié)構(gòu)。每一個結(jié)點采用CC2530芯片作為微處理器。CC2530的引腳端口與傳感器相連，形成數(shù)據(jù)采集的終端。

2數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計

配電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要包括三個基本模塊：底層數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊和數(shù)據(jù)存儲管理模塊，具體結(jié)構(gòu)如圖3所示。底層數(shù)據(jù)采集模塊由CC2530所帶的電流、電壓、溫度、濕度、紅外、振動等傳感器組成，這些傳感器所采集的數(shù)據(jù)經(jīng)CC2530中的8051單片機簡單處理后傳至數(shù)據(jù)傳輸模塊。數(shù)據(jù)傳輸模塊由ZigBee路由器結(jié)點組成，這一部分也由CC2530芯片擔(dān)當(dāng)。這些路由器結(jié)點組成樹狀網(wǎng)絡(luò)，形成數(shù)據(jù)上傳至匯總結(jié)點的通道。數(shù)據(jù)存儲與管理模塊由ZigBee協(xié)調(diào)器與PC機組成，Zig-Bee協(xié)調(diào)器由CC2530擔(dān)當(dāng)，與PC機用USB線進行連接，串口進行數(shù)據(jù)通信。PC機接收數(shù)據(jù)后對數(shù)據(jù)進行進一步的存儲與處理。PC上安裝有網(wǎng)卡，形成與Internet網(wǎng)的連接端口，從而滿足遠程監(jiān)控的需要。

3數(shù)據(jù)采集模塊隨機干擾的濾波設(shè)計

在無線傳感網(wǎng)進行數(shù)據(jù)采集的過程中，測量通道中串入隨機干擾是不可避免的。隨機干擾的出現(xiàn)會引起測量誤差，對遠程的監(jiān)控不利。因此，采取某種手段對采集數(shù)據(jù)進行濾波是保證采集數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的前提。常用的數(shù)字濾波算法有算術(shù)平均濾波、加權(quán)平均濾波、中位值濾波、限值濾波等方法，本設(shè)計采用基于中位值濾波方法的中位值平均濾波方法。通常中位值濾波是對采集信號進行排序，取位于中間的數(shù)據(jù)作為一次的采樣數(shù)據(jù)。這種方法對高頻干擾和低頻干擾都有一定的濾除效果，但是對于某些變化快速的采集數(shù)據(jù)，如電流、電壓、振動等，不宜采用中位置濾波。中位值平均濾波方法是在中位值排序的基礎(chǔ)上，將最大和最小的數(shù)據(jù)去掉，然后將剩余的數(shù)據(jù)進行平均，最終將平均值作為一次采樣數(shù)據(jù)。因此無論對于緩慢變化的信號，還是對快速變化的信號，都能取得良好的濾波效果。

4總結(jié)

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關(guān)鍵詞：USB軟件狗加解密技術(shù)反破解

在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)研究過程的各行業(yè)中，常常要對各種數(shù)據(jù)進行采集，現(xiàn)在常用的采集方式是在PC機或工控機內(nèi)安裝數(shù)據(jù)采集卡，如A/D卡及422卡、485卡、采集卡不僅安裝麻煩，易受機箱內(nèi)環(huán)境的影響，而且由于受計算機插槽數(shù)量和地址、中斷資源的限制，不可能掛接很多設(shè)備；而用串行總線USB（UniversalSerialBus）能很發(fā)地解決以上這些沖突。

利用89C51設(shè)計基于USB總線的數(shù)據(jù)采集設(shè)備，還可與MAX485結(jié)合起來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠程采集。該系統(tǒng)具有可靠性高、性價比高和多點采集等優(yōu)點。

1系統(tǒng)硬件設(shè)計

USB數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)硬件模塊主要由串行A/D轉(zhuǎn)換器、89C51芯片、USB接口芯片和多路模擬開關(guān)等組成。硬件總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

USB接口芯片采用NationalSemiconductor公司的一種專用芯片USBN9602。該芯片內(nèi)部集成微處理器接口、FIFO存儲器、時鐘發(fā)生器、串行接口引擎（SIE）、收發(fā)器和電壓轉(zhuǎn)換器，支持DMA和微波接口。

多路模擬輸入信號經(jīng)多路模擬開關(guān)控制將其中的一路接入串行A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器經(jīng)光電隔離后串行輸出到移位寄存器，移位寄存器將此結(jié)果轉(zhuǎn)為8位并行數(shù)據(jù)。89C51系統(tǒng)通過8位的并行接口傳送A/D轉(zhuǎn)換器采集的數(shù)據(jù)，存儲在FIFO存儲器中；一旦FIFO存滿，SIE立刻對數(shù)據(jù)進行處理，然后89C51系統(tǒng)將數(shù)據(jù)從FIFO存儲器中讀出，由收發(fā)器通過數(shù)據(jù)線（D+、D-）送至主機。USBN9602與89C51的具體接口電路如圖2所示。圖中USBN9602的CLKOUT與89C51的XTAL1相連，即USBN9602的時鐘輸出為89C51提供時鐘輸入。USBN9602的復(fù)位端接RC電路，以保證復(fù)位電路可靠地工作。由于晶振頻率較高，結(jié)合USBN9602內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，在XOUT端串接100μF電容及470μF電感，起穩(wěn)定內(nèi)部振蕩頻率的作用。

2系統(tǒng)軟件設(shè)計

系統(tǒng)軟件包括設(shè)備固件、USB設(shè)備驅(qū)動程序和應(yīng)用程序。

2.1設(shè)備固件（firmaware）設(shè)計

此處固件是指固化到89C51Flash中的程序。其主要功能是：①控制A/D轉(zhuǎn)換器的采樣；②控制芯片USBN9602接受并處理USB驅(qū)動程序的請求及應(yīng)用程序的控制指令?，F(xiàn)主要介紹89C51系統(tǒng)如何控制USB控制器（USBN9602）與主機的通信。

89C51系統(tǒng)對USB控制器的操作是嚴(yán)格按照USB協(xié)議1.1進行的。按照USB協(xié)議1.1的規(guī)定，USB傳輸方式分為4種：控制傳輸、塊傳輸、同步傳輸和中斷傳輸。在實際開發(fā)中使用了控制傳輸和塊傳輸。控制傳輸主要完成主機對設(shè)備的各種控制操作，也就是實現(xiàn)位于主機上的USB總線驅(qū)動程序（USBD.SYS）以及編寫的功能驅(qū)動程序?qū)υO(shè)備的各種控制操作。塊傳輸主要完成主機和設(shè)備間的大指數(shù)據(jù)傳輸以及對傳輸數(shù)據(jù)進行錯誤檢測（若發(fā)生錯誤，它支持“重傳”功能）。

89C51系統(tǒng)控制USB控制器的工作工程可以簡單地概括為：當(dāng)USB控制器從USB總線檢測到主機啟動的某一傳輸請求后，USB控制器通過中斷方式將此請求通知89C51系統(tǒng)；89C51系統(tǒng)通過訪問USB控制器的狀態(tài)寄存器和數(shù)據(jù)寄存器，獲得與此次傳輸有關(guān)的各種參數(shù)，并根據(jù)具體的傳輸參數(shù)，對USB控制器的控制寄存器和數(shù)據(jù)寄存器進行相應(yīng)的操作，以完成主機的傳輸請求。理解了以上的工作過程就可以進行相應(yīng)的固件設(shè)計。

2.2USB設(shè)備驅(qū)動程序設(shè)計

USB系統(tǒng)驅(qū)動程序的設(shè)計是基于驅(qū)動程序模型WDM（WindowDriverModel）的。WDM采用分層驅(qū)動程序模型：較高級的USB設(shè)備驅(qū)動程序和較低級的USB函數(shù)層。其中USB函數(shù)層由兩部分組成：較高級的通用串行總線模塊（USBD）和較低級的主控制器驅(qū)動程序模塊（HCD）。

目前，Windwos98提供了多種USB設(shè)備驅(qū)動程序，但并不針對數(shù)據(jù)采集設(shè)備，因此需用DDK（設(shè)備驅(qū)動程序開發(fā)包）開發(fā)工具設(shè)計專用的USB設(shè)備驅(qū)動程序。目前，寫USB驅(qū)動程序的軟件也很多，它們均提供用于生成USB驅(qū)動的代碼生成器，用戶按照提示可以定義設(shè)備的配置和功能，然后做功能的修改即可。利用軟件中提供的例子進行修改也是一個比較好的捷徑?？梢园裊SB設(shè)備驅(qū)動程序的功能劃分成4個不同的模塊來實現(xiàn)：初始化模塊、即插即用管理模塊、電源管理模塊以及I/O功能實現(xiàn)模塊。

初始化模塊提供1個入口函數(shù)DriverEntry()，整個驅(qū)動程序的入口點為DriverEntry例程。在DriverEntry中，需要提供一個AddDevice例程，把驅(qū)動程序添加到驅(qū)動程序堆棧中去。另外，所有對各種IRP（I/O請求包，如：IRP_MJ_CREATE，IRP_MJ_WRITE，IRP_MJ_CLOSE，IRP_MJ_READ，IRP_MJ_DEVICE_CONTROL等）的處理例程都在此入口函數(shù)中作為定義，如：

DriverEntry(INPDRIVER_OBJECTDriverObject,…)//驅(qū)動程序入口

{

DriverObject->DriverExtension->AddDevice=USBAddDevice;

DriverObject->DriverUnload=USBUnload;

DriverObject->MajorFunction[IRP_MJ_READ]=USBRead;

DriverObject->MajorFunction[IRP_MJ_WRITE]=USBWrite；

…

}

圖2USBN9602與89C51接口電路

即插即用管理模塊用來實現(xiàn)USB設(shè)備的熱插拔及動態(tài)配置。當(dāng)硬件檢測到有USB設(shè)備接入時，Windows98查找響應(yīng)的驅(qū)動程序，并調(diào)用它的DriverEntry例程。PnP（即插即用）管理器調(diào)用驅(qū)動程序的AddDevice例程，告訴它添加了一個設(shè)備。在此處理過程中，驅(qū)動程序收到一個設(shè)備啟動請求（IRP_MN_START_DEVICE）的IRP。同理，當(dāng)要拔除時，PnP管理器會發(fā)出一個設(shè)備刪除請求（IRP_MN_REMOVE_DEVICE）的IRP，由驅(qū)動程序進行處理。通過對這些PnP請求的處理，可支持設(shè)備的熱插拔和即插即用功能。

電源管理模塊負責(zé)設(shè)備的掛起與喚醒。

I/O功能實現(xiàn)模塊完成I/O請求的大部分工作。若應(yīng)用程序想對設(shè)備進行I/O操作，它便使用WindowsAPI函數(shù)，對WIN32子系統(tǒng)進行WIN32調(diào)用。此調(diào)用由I/O系統(tǒng)服務(wù)接收并通知I/O管理器，I/O管理將此請求構(gòu)造成一個合適的I/O請求包（IRP）并把它傳遞給USB設(shè)備驅(qū)動程序。USB設(shè)備驅(qū)動程序接收到這個IRP以后，根據(jù)IRP中包含的具體操作代碼，構(gòu)造相應(yīng)的USB請求塊并把此URB（USB請求塊）放到一個新的IRP中。然后，把此IRP傳遞到USB總線驅(qū)動程序，USB總線驅(qū)動程序根據(jù)IRP中所含的URB執(zhí)行相應(yīng)的操作（如從USB設(shè)備讀取數(shù)據(jù)等），并把操作結(jié)構(gòu)通過IRP返還給USB設(shè)備驅(qū)動程序。USB設(shè)備驅(qū)動程序接收到此IRP后，將操作結(jié)果通過IRP返還給I/O管理器。最后，I/O管理器將此IRP中操作結(jié)果返還給應(yīng)用程序，至此應(yīng)用程序?qū)SB設(shè)備的一次I/O操作完成。

2.3應(yīng)用程序設(shè)計

用戶態(tài)的應(yīng)用程序是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的中心，其主要功能為：開啟或關(guān)閉USB設(shè)備、檢測USB設(shè)備、設(shè)置USB數(shù)據(jù)傳輸管道、設(shè)置A/D狀態(tài)和數(shù)據(jù)采集端口、實時從USB接口采集數(shù)據(jù)、顯示并分析數(shù)據(jù)。

由于USBN9602提供的FIFO不超過64字節(jié)，當(dāng)它存滿后，USBN9602自動將數(shù)據(jù)打包即時請求讀入數(shù)據(jù)，由SIE自動發(fā)送數(shù)據(jù)包。另外，當(dāng)系統(tǒng)啟動A/D模塊后，便會創(chuàng)建兩個線程：采樣線程和顯示存盤線程。采樣線程負責(zé)將采集數(shù)據(jù)寫到應(yīng)用程序提交的內(nèi)存；而顯示存盤線程負責(zé)給應(yīng)用程序發(fā)送顯示和存盤消息。當(dāng)應(yīng)用程序接收到此消息后，便從它提交的內(nèi)存讀取數(shù)據(jù)并顯示和存盤。此處需要注意的是，采樣線程和顯示存盤線程在讀寫應(yīng)用程序提交的內(nèi)存時要保持同步。

3遠程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計

傳輸距離是限制USB在工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用的一個障礙，即使增加了中繼或Hub，USB傳輸距離通常也不超過幾十m，這對工業(yè)現(xiàn)場而言顯然太短了?，F(xiàn)在，工業(yè)現(xiàn)場有大量采用RS-485傳輸數(shù)據(jù)的采集設(shè)備，其優(yōu)點主要為傳輸距離可達到1200m以上，并且可以掛接多個設(shè)備；但傳輸速度慢，且需要板卡支持，安裝麻煩。將RS-485與USB結(jié)合起來，可以優(yōu)勢互補，產(chǎn)生一種快速、可靠、低成本的遠程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

設(shè)計這樣一個系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備是RS-485～USB轉(zhuǎn)換器，可以采用USBN9602+89C51+MAX485實現(xiàn)這一功能。整個系統(tǒng)的基本思想是：將傳感器采集到的模擬量數(shù)字化以后，利用RS-485協(xié)議將數(shù)據(jù)上傳。RS-485～USB轉(zhuǎn)換器在主機端接收485的數(shù)據(jù)。并通過USB接口傳輸?shù)街鳈C處理；而主機向USB發(fā)送數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)通過RS-485～USB轉(zhuǎn)換口轉(zhuǎn)換為485協(xié)議向遠端輸送，從而實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)的雙向傳輸如圖3所示。軟件方面的設(shè)計與上面所述類似。

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論文關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)采集儀,錨桿支護,頂板離層,監(jiān)測

1．引言

頂板離層是巷道圍巖變形和破壞的主要形式之一，對于錨桿支護巷道來說,頂板離層則是最大的安全隱患。因此，對錨桿支護巷道進行離層監(jiān)測，掌握頂板離層的狀況，并及時采取相應(yīng)的措施，阻止頂板失穩(wěn)、避免突發(fā)性破壞的發(fā)生具有重要意義。頂板離層監(jiān)測數(shù)據(jù)采集儀就是用以測試錨桿長度范圍及范圍外的頂板離層狀況的監(jiān)測儀器，用于判別錨桿支護參數(shù)是否合理，巷道服務(wù)期間頂板是否穩(wěn)定，并以此為依據(jù)來避免頂板事故發(fā)生。

2．?dāng)?shù)據(jù)采集儀的組成及工作原理

頂板離層監(jiān)測數(shù)據(jù)采集儀主要用來采集編碼器的脈沖信號表示出的頂板離層的相對位移，并保存在閃存中，可通過無線裝置對該設(shè)備進行各種參數(shù)的設(shè)置及存儲數(shù)據(jù)的讀取。

2.1數(shù)據(jù)采集儀的組成

頂板離層監(jiān)測數(shù)據(jù)采集儀主要由以下幾部分組成：

（1）數(shù)顯設(shè)備：該數(shù)顯設(shè)備可實時監(jiān)測顯示頂板的離層量，當(dāng)頂板離層量超過一定限度，儀器報警。該數(shù)顯設(shè)備的處理器采用Microchip公司生產(chǎn)的MSP430F4793IP，其性能優(yōu)越，功耗低，資源豐富，數(shù)據(jù)處理能力強。

（2）機械放大器：該放大器主要是對頂板的離層量進行放大，以便于采集存儲。其外殼的材質(zhì)選用ABS樹脂，該樹脂具有突出的耐沖擊性、阻燃性和耐磨性等優(yōu)點。

2.2數(shù)據(jù)采集儀的工作原理

礦用本安數(shù)據(jù)采集儀的工作原理是：采用橋式電路進行測量、采用機械式放大裝置進行放大，對信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換、信號處理，之后進行存儲、顯示。其測量原理是：

A、B兩相脈沖分別通過MSP430F4793IP單片機的P1.2/P1.3中斷采集，以A相為基準(zhǔn)。當(dāng)單片機中斷偵測到A相脈沖觸發(fā)中斷，判斷是上升沿中斷還是下降沿中斷，如果是上升沿觸發(fā)中斷，當(dāng)偵測到B相脈沖高電平時，計數(shù)器計數(shù)值加1，否則減1；如果是下降沿觸發(fā)中斷，當(dāng)偵測到B相脈沖高電平時，計數(shù)器計數(shù)值減1，否則加1；P1.2中斷完成前，反轉(zhuǎn)A相觸發(fā)脈沖標(biāo)志MSP430F4793IP。

3.數(shù)據(jù)采集儀電氣研究

3.1主機芯片的選型

數(shù)據(jù)采集儀主機對PIE—1000-G05E光電軸角編碼器的輸出脈沖進行收集、運算、存儲和檢測，通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移設(shè)備對設(shè)備進行設(shè)置和各種參數(shù)及存儲數(shù)據(jù)的讀取，同時還實現(xiàn)和上位機的通訊。主要使用的芯片和設(shè)備包括單片機（MSP430F4793IP）、串行閃存芯片（JS28F128）、實時時鐘芯片（PCF8563）和總線控制芯片（EP1C3T100C8）。

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關(guān)鍵詞：UML，建模，檢測系統(tǒng)，實時系統(tǒng)

Abstract： This paper builds model for subway running state Measuring system based on UML-RT. Real-time analysis and design process of the system is illustrated by modeling system from an overall point by UML diagram such as use case diagram， class diagram， activity diagram and sequence diagram. The paper provides the basis for system development.

Key words： UML； modeling； Measuring system； real-time system

1.引言

地鐵性能動態(tài)調(diào)試是列車調(diào)試過程中的重要環(huán)節(jié)，動態(tài)調(diào)試主要檢測地鐵車輛的牽引、動力、制動系統(tǒng)[1]。而現(xiàn)有的地鐵動態(tài)調(diào)試測試手段主要是基于列車本身牽引網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)自帶測試軟件，即利用列車通信網(wǎng)絡(luò)中的列車診斷系統(tǒng)接收列車子系統(tǒng)（包括微機控制與非微機控制系統(tǒng)）的狀態(tài)信息、故障信息，并進行評估、儲存，在司機室的顯示屏上進行顯示[2]。因此其測量準(zhǔn)確性無法衡量。為此開發(fā)地鐵動態(tài)試驗性能檢測及數(shù)據(jù)分析裝置對于列車的安全正常運行具有重要意義。

2.地鐵運行狀態(tài)檢測系統(tǒng)建模

地鐵動態(tài)試驗性能檢測及數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)對列車運行過程中的速度、加速度、沖擊率、閘瓦溫度進行檢測和分析。通過測速雷達、壓力傳感器、紅外輻射溫度等傳感器分別測量地鐵行駛過程中的速度、制動管路壓力、制動器溫度等特征量，然后利用無線傳輸裝置將數(shù)據(jù)發(fā)送給由筆記本電腦和系統(tǒng)控制軟件構(gòu)成的系統(tǒng)控制終端，系統(tǒng)分析軟件根據(jù)采集的數(shù)據(jù)進行牽引加速度、制動距離、制動減速度、沖擊率、靜態(tài)制動響應(yīng)時間等狀態(tài)量的計算，然后進行數(shù)據(jù)分析，由此完成對車輛運行狀態(tài)的監(jiān)測。

2.1用例模型

用例是模型中結(jié)構(gòu)實體的指定功能，它描述了系統(tǒng)的功能需求，將系統(tǒng)看作黑盒，從外部執(zhí)行者的角度來理解系統(tǒng)[3]。繪制用例圖的第一步是確定系統(tǒng)的參與者。分析可知，系統(tǒng)共有三個參與者，即檢測人員、管理人員及地鐵。檢測人員負責(zé)對地鐵運行狀態(tài)進行檢測，包括速度、加速度、溫度、壓力的檢測，得出檢測結(jié)果后，在系統(tǒng)初步分析結(jié)果的基礎(chǔ)上做出檢測報告。管理人員負責(zé)進行用戶管理和設(shè)備管理，以保證檢測工作的正常進行。地鐵是被檢測對象的承載體，由各傳感器對檢測量進行檢測。根據(jù)系統(tǒng)要實現(xiàn)的目的和任務(wù)，建立系統(tǒng)的用例圖如圖1所示。

系統(tǒng)中的關(guān)鍵用例有：

（1） 自檢模塊

系統(tǒng)啟動時首先進行系統(tǒng)自檢以確認檢測設(shè)備是否有效，自檢包括：測試數(shù)據(jù)采集命令、數(shù)據(jù)分析命令、數(shù)據(jù)導(dǎo)出命令能否正確輸出，測試DMI（即人機界面，在本系統(tǒng)即為筆記本電腦）顯示等。系統(tǒng)自檢完成后能夠在DMI上顯示自檢結(jié)果。

（2） 數(shù)據(jù)采集

根據(jù)要求選擇各種傳感器，將其安裝在合適的位置。通過傳感器對設(shè)備的電壓或者電流信號進行采樣、保持，并送入A/D轉(zhuǎn)換器變成數(shù)字信號，然后將該信號送到FIFO中。當(dāng)FIFO中存放的數(shù)據(jù)到了一定數(shù)目時，由ARM7從FIFO中讀出，從而達到利用各傳感器對相應(yīng)的特征量進行測量的目的。

（3） 數(shù)據(jù)傳輸

監(jiān)控或控制設(shè)備無線網(wǎng)絡(luò)通信，目前主要采用IEEE802.11 a/b/g WLAN或者Zigbee技術(shù)。鑒于Zigbee是一種低耗、低成本且能滿足要求的無線串行網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，本系統(tǒng)采用Zigbee無線傳輸技術(shù)，以CC1110無線soc為核心的無線通信裝置進行數(shù)據(jù)傳輸。無線傳輸模塊與傳感器模塊通過串口通信，無線傳輸模塊取得傳感器數(shù)據(jù)后以無線方式將采集到的監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)采集接入點（AP），然后數(shù)據(jù)采集接入點通過串行方式把數(shù)據(jù)傳輸?shù)较到y(tǒng)監(jiān)測終端。

（4） 數(shù)據(jù)導(dǎo)出

將傳感器檢測到的數(shù)據(jù)導(dǎo)出，數(shù)據(jù)保存為通用格式，可以用EXCEL等第三方軟件打開，方便數(shù)據(jù)分析階段進行圖表分析。

（5） 數(shù)據(jù)分析

對接收到的檢測數(shù)據(jù)進行計算，根據(jù)預(yù)先設(shè)置好的監(jiān)測數(shù)據(jù)閾值，對比采集到的監(jiān)測數(shù)據(jù)，做出初步的分析判斷，并可根據(jù)需要在數(shù)據(jù)導(dǎo)入EXCEL等第三方軟件后進行圖表分析。MATLAB在圖像處理領(lǐng)域中，功能強大，使用簡單，可用于對DMI界面的圖像處理；C#可以快速開發(fā)可視化界面，數(shù)據(jù)讀取等，用于檢測設(shè)備測試結(jié)果分析界面的搭建[4][5]。在獲取檢測設(shè)備測試的數(shù)據(jù)之后，需要進行結(jié)果的分析與評估時，在C#主程序里通過匿名管道調(diào)用MATLAB可執(zhí)行程序來對數(shù)據(jù)進行分析和評估。

（6） 數(shù)據(jù)庫

對檢測的數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)分析過程產(chǎn)生的圖表行儲存；對測試特征量的閥值進行設(shè)定；對用戶進行管理等。

2.2類圖分析

類圖反映了系統(tǒng)中類的靜態(tài)結(jié)構(gòu)。類圖不僅定義系統(tǒng)中的類，還表示類之間的聯(lián)系，如關(guān)聯(lián)、依賴、聚合等，同時也包括類的內(nèi)部結(jié)構(gòu)（類的屬性和操作）。

檢測系統(tǒng)提供顯示和操作界面DMI，檢測員通過對系統(tǒng)界面進行一系列操作完成檢測過程，在此過程中DMI也會為檢測員提供檢測過程的參考信息。因此圍繞DMI進行深入分析具有重要意義，其類圖如圖2所示。

1.控制的內(nèi)容包括：

1） 數(shù)據(jù)采集的啟動與停止：包括對速度、加速度、溫度、壓力等信息的采集進行控制，并將采集到的信息通過無線傳輸裝置發(fā)送給控制終端并顯示出來。

2） 數(shù)據(jù)分析的啟動與停止：包括將采集的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到EXCEL等第三方軟件，并做圖表分析。

2.顯示的內(nèi)容包括：

1） 采集數(shù)據(jù)顯示：顯示速度值、加速度值、壓力值、溫度值。

2） 警示信息顯示：速度異常顯示、加速度異常顯示、壓力異常顯示、溫度異常顯示。

3） 數(shù)據(jù)分析結(jié)果顯示：速度、加速度、溫度、壓力的分析圖表顯示。

4） 設(shè)備狀態(tài)信息顯示：控制模式、工作模式等信息顯示。

2.3檢測過程活動圖

活動圖在用例分析中主要用來描述用戶當(dāng)前完成的工作以及用例實例或?qū)ο笾械幕顒覽6]，為了更詳細地描述用戶使用系統(tǒng)的工作過程，我們給出本系統(tǒng)的用戶活動圖。檢測過程建模的主要業(yè)務(wù)有登錄、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)存儲。其活動圖如圖3所示。

事件流程可以描述如下：

檢測人員使用用戶名和密碼登錄系統(tǒng)；

檢測人員發(fā)出數(shù)據(jù)采集指令，傳感器進行數(shù)據(jù)采集；

無線傳輸裝置將傳感器采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到控制終端進行存儲；

控制終端對數(shù)據(jù)進行計算，并作圖表分析；

檢測人員根據(jù)分析結(jié)果整理出檢測報告；

檢測人員也可再次登陸系統(tǒng)查看上次檢測結(jié)果。

2.4檢測過程序列圖

為防止活動圖變得過于復(fù)雜，數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析等過程都分別被壓縮在了一個超級活動里，為了更詳盡的描述實例間的消息，現(xiàn)在使用交互圖[7]。序列圖顯示對象之間的動態(tài)合作關(guān)系，它強調(diào)對象之間消息發(fā)送的順序，同時顯示對象之間的交互，檢測過程序列圖如圖4所示。在活動圖中已經(jīng)詳細表達清楚的內(nèi)容在下面的序列圖中不再進行贅述，僅從登錄成功角度進行描述。

3.結(jié)論

本文利用實時UML，通過用例圖、類圖、活動圖、序列圖建立了地鐵運行狀態(tài)檢測系統(tǒng)的模型，研究表明，為地鐵運行狀態(tài)檢測系統(tǒng)構(gòu)建UML 模型，能夠規(guī)范系統(tǒng)開發(fā)流程、優(yōu)化軟件結(jié)構(gòu)、提高系統(tǒng)開發(fā)效率，增強程序可讀性和可維護性。該項工作的完成為地鐵運行狀態(tài)檢測系統(tǒng)的開發(fā)提供了依據(jù)。

參考文獻

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[2]李春璞，記者試乘長沙地鐵提速停車都“溫柔”[N]，長沙晚報，2013-04-11（A8）

[3]GB/T 7928-2003，地鐵車輛通用技術(shù)條件[S]

[4]李偉，CTCS-3級列控系統(tǒng)車載設(shè)備測試平臺關(guān)鍵問題研究[D]，北京交通大學(xué)碩士學(xué)位論文，2008，06

[5陳建球，CTCS級車載設(shè)備自動測試方法研究[D]，北京交通大學(xué)碩士學(xué)位論文，2009，05