Language
Country/Area
No result found
От датчиков к цифровым сигналам: как волшебным образом преобразовать физические изменения в данные?
В современную цифровую эпоху данные стали важным ресурсом, определяющим все сферы жизни. Сбор данных, как ключевой процесс преобразования физических изменений в физическом мире в цифровые сигналы, несомненно, играет важную роль в этом процессе.
Система сбора данных (называемая DAS, DAQ или DAU) обычно преобразует аналоговые сигналы в цифровые значения для обработки.
Основными компонентами системы сбора данных являются датчики, схемы формирования сигнала и аналого-цифровые преобразователи. Функция датчика заключается в преобразовании физических параметров в электрические сигналы, а схема формирования сигнала обеспечивает преобразование сигнала датчика в цифровое значение в подходящей форме. Эта серия преобразований является важным шагом на пути к тому, чтобы компьютеры могли понимать и обрабатывать данные из реального мира.
Источники и системы сбора данных
Процесс сбора данных начинается с физического явления или физического свойства, которое необходимо измерить. Эти свойства могут включать температуру, вибрацию, интенсивность света, давление газа, поток и силу жидкости и т. д. Какое бы физическое свойство ни подлежало измерению, его необходимо преобразовать в унифицированную форму, которая может быть получена системой сбора данных, и эта задача выполняется устройствами, называемыми датчиками.
Полная система сбора данных включает в себя оборудование сбора данных, датчики и исполнительные механизмы, оборудование формирования сигнала и компьютер с программным обеспечением сбора данных. С развитием технологий некоторые современные датчики и системы сбора данных теперь могут передавать сигналы через Bluetooth, что, несомненно, повышает удобство сбора данных.
Оборудование сбора данных
Оборудование сбора данных обычно является посредником между сигналом и компьютером. Это может быть модуль, подключенный к порту компьютера (например, параллельному, последовательному, USB и т. д.) или карта, подключенная к слоту материнской платы ПК (например, шина S-100, ISA, PCI и т. д.). Карты сбора данных обычно содержат различные компоненты, такие как мультиплексоры, АЦП (аналогово-цифровые преобразователи), ЦАП (цифро-аналоговые преобразователи) и т. д., доступ к которым осуществляется через микроконтроллер.
Драйвер устройства сбора данных является необходимым условием для работы оборудования сбора данных с ПК. Драйвер выполняет чтение и запись регистров низкого уровня и предоставляет API для разработки пользовательских приложений.
Программное обеспечение для сбора данных
Профессиональное программное обеспечение для сбора данных обычно поставляется с оборудованием сбора данных. Программные инструменты, используемые для создания крупномасштабных систем сбора данных, включают EPICS и т. д. Кроме того, для создания приложений сбора данных также широко используются такие среды программирования, как Visual C++, Visual Basic, LabVIEW и MATLAB.
В условиях быстрого развития науки о данных и сенсорных технологий все больше ценятся гибкость и адаптируемость систем сбора данных.
История получения данных
Оглядываясь назад на историю сбора данных, можно сказать, что в 1963 году IBM выпустила специализированный компьютер для сбора данных, что положило начало этой технологии. С развитием технологий IBM выпустила персональный компьютер в 1981 году и представила первый продукт для сбора данных на ПК, который значительно снизил входной барьер и позволил большему количеству людей использовать технологии сбора данных для проведения исследований и экспериментов.
Перспективы на будущее
С развитием технологий Интернета вещей роль систем сбора данных будет становиться все более важной. В будущем эти системы, возможно, не будут ограничиваться традиционными физическими измерениями, а будут включать в себя более интеллектуальные технологии для достижения более эффективной обработки данных и приложений.
Оглядываясь назад на этот процесс, мы, возможно, сможем задуматься о том, как технологии сбора данных изменят облик нашей повседневной жизни?
