Language
Country/Area
No result found
Từ cảm biến đến tín hiệu số: Làm thế nào để chuyển đổi những thay đổi vật lý thành dữ liệu một cách kỳ diệu?
Trong kỷ nguyên số ngày nay, dữ liệu đã trở thành một nguồn tài nguyên quan trọng thúc đẩy mọi tầng lớp xã hội. Thu thập dữ liệu, là một quá trình quan trọng trong việc chuyển đổi những thay đổi vật lý trong thế giới vật lý thành tín hiệu số, chắc chắn đóng một vai trò quan trọng trong quá trình này.
Hệ thống thu thập dữ liệu (gọi tắt là DAS, DAQ hoặc DAU) thường chuyển đổi dạng sóng analog thành giá trị kỹ thuật số để xử lý.
Các thành phần chính của hệ thống thu thập dữ liệu bao gồm cảm biến, mạch điều hòa tín hiệu và bộ chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số. Chức năng của cảm biến là chuyển đổi các thông số vật lý thành tín hiệu điện, đồng thời mạch điều hòa tín hiệu đảm bảo tín hiệu cảm biến có thể được chuyển đổi thành giá trị số ở dạng phù hợp. Chuỗi chuyển đổi này là một bước quan trọng trong việc cho phép máy tính hiểu và xử lý dữ liệu từ thế giới thực.
Nguồn và hệ thống thu thập dữ liệu
Quá trình thu thập dữ liệu bắt đầu bằng hiện tượng vật lý hoặc đặc tính vật lý cần đo. Những đặc tính này có thể bao gồm nhiệt độ, độ rung, cường độ ánh sáng, áp suất khí, dòng chất lỏng và lực, v.v. Bất kể đặc tính vật lý nào cần đo, nó cần phải được chuyển đổi thành dạng thống nhất để hệ thống thu thập dữ liệu có thể lấy mẫu và nhiệm vụ này được thực hiện bằng các thiết bị gọi là cảm biến.
Một hệ thống thu thập dữ liệu hoàn chỉnh bao gồm phần cứng DAQ, cảm biến và bộ truyền động, phần cứng điều hòa tín hiệu và máy tính chạy phần mềm DAQ. Với sự tiến bộ của công nghệ, một số cảm biến và hệ thống thu thập dữ liệu hiện tại giờ đây có thể truyền tín hiệu qua Bluetooth, điều này chắc chắn sẽ cải thiện sự tiện lợi của việc thu thập dữ liệu.
Phần cứng DAQ
Phần cứng DAQ thường là trung gian giữa tín hiệu và máy tính. Nó có thể là một mô-đun được kết nối với cổng máy tính (như song song, nối tiếp, USB, v.v.) hoặc thẻ được kết nối với khe cắm bo mạch chủ PC (như bus S-100, ISA, PCI, v.v.). Thẻ DAQ thường chứa nhiều thành phần khác nhau như bộ ghép kênh, ADC (bộ chuyển đổi tương tự sang số), DAC (bộ chuyển đổi kỹ thuật số sang tương tự), v.v., được truy cập bởi bộ vi điều khiển.
Trình điều khiển thiết bị DAQ là điều kiện cần để phần cứng DAQ hoạt động với PC. Trình điều khiển thực hiện việc đọc và ghi các thanh ghi cấp thấp và cung cấp API để phát triển ứng dụng người dùng.
Phần mềm DAQ
Phần mềm DAQ chuyên nghiệp thường được cung cấp kèm theo phần cứng DAQ. Các công cụ phần mềm được sử dụng để xây dựng hệ thống thu thập dữ liệu quy mô lớn bao gồm EPICS, v.v. Ngoài ra, các môi trường lập trình như Visual C++, Visual Basic, LabVIEW, MATLAB cũng được sử dụng rộng rãi để xây dựng các ứng dụng DAQ.
Trong bối cảnh phát triển nhanh chóng của khoa học dữ liệu và công nghệ cảm biến, tính linh hoạt và khả năng thích ứng của hệ thống DAQ ngày càng được coi trọng.
Lịch sử thu thập dữ liệu
Nhìn lại lịch sử thu thập dữ liệu, năm 1963, IBM cho ra mắt máy tính thu thập dữ liệu chuyên dụng, đánh dấu sự khởi đầu của công nghệ này. Với sự tiến bộ của công nghệ, IBM đã ra mắt máy tính cá nhân vào năm 1981 và cung cấp sản phẩm thu thập dữ liệu PC đầu tiên, giúp giảm đáng kể rào cản gia nhập và cho phép nhiều người hơn sử dụng công nghệ thu thập dữ liệu để tiến hành nghiên cứu và thử nghiệm.
Tầm nhìn tương lai
Với sự phát triển của công nghệ Internet of Things, vai trò của hệ thống thu thập dữ liệu sẽ ngày càng trở nên quan trọng. Trong tương lai, các hệ thống này có thể không bị giới hạn ở các phép đo vật lý truyền thống mà sẽ kết hợp nhiều công nghệ thông minh hơn để đạt được các ứng dụng và xử lý dữ liệu hiệu quả hơn.
Khi nhìn lại quá trình này, chúng ta có thể nghĩ xem công nghệ thu thập dữ liệu sẽ thay đổi bộ mặt cuộc sống hàng ngày của chúng ta như thế nào?
