宗欣欣

（安徽理工大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院，安徽 淮南 232001）

計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐探微

宗欣欣

（安徽理工大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院，安徽 淮南 232001）

受我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響，計(jì)算機(jī)技術(shù)獲得了廣泛的應(yīng)用，尤其是計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)，目前在各個控制系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用.本文以此為前提，分析了數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)的應(yīng)用與實(shí)踐，對提升數(shù)據(jù)處理技術(shù)水平具有十分重要的推動作用.

計(jì)算機(jī)；數(shù)據(jù)采集；處理技術(shù)；工業(yè)控制機(jī)

自從計(jì)算機(jī)出現(xiàn)至今，半導(dǎo)體技術(shù)實(shí)現(xiàn)了飛速的發(fā)展，與此同時(shí)，集成電路等也在各個系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用.在此影響下，以計(jì)算機(jī)為前提的數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)已經(jīng)成為各行各業(yè)發(fā)展所運(yùn)用的主要技術(shù).而計(jì)算機(jī)本身在時(shí)代的發(fā)展下，也經(jīng)歷了由4位機(jī)到64位機(jī)的轉(zhuǎn)變，并且計(jì)算機(jī)的種類也越發(fā)多樣化，家用計(jì)算機(jī)、微型計(jì)算機(jī)、工業(yè)控制機(jī)等形式,都見證了計(jì)算機(jī)的發(fā)展，由此也可以證明，計(jì)算機(jī)技術(shù)的運(yùn)用，能夠真正提升現(xiàn)代社會人們的生活與工作效率.特別是數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)的運(yùn)用，更是將工業(yè)操作的效率進(jìn)行了提升.

1 數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)概述

數(shù)據(jù)采集即在傳感器等相關(guān)設(shè)備中得到模擬數(shù)字非電量或是電量信號，并將其傳送到上位機(jī)，由其對傳送的信號與數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)化的分析與處理.數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的建立是以計(jì)算機(jī)軟硬件為前提的且具有靈活性的一種測量系統(tǒng)，而數(shù)據(jù)處理則是在大批量且雜亂無章的數(shù)據(jù)中提取出價(jià)值相對而言比較高的數(shù)據(jù).

1.1 數(shù)據(jù)采集

當(dāng)前現(xiàn)階段，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集技術(shù)在數(shù)字化技術(shù)的影響下，其水平實(shí)現(xiàn)了飛速的發(fā)展，數(shù)據(jù)采集技術(shù)一般在醫(yī)學(xué)以及工業(yè)等多個行業(yè)中應(yīng)用比較廣泛.數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中包含了放大電路、傳感器、轉(zhuǎn)換器、濾波器等部分，其中任意一個元件都有各自的功能[1].傳感器可以有效實(shí)現(xiàn)外界模擬量的轉(zhuǎn)換，將其有效轉(zhuǎn)換成為計(jì)算機(jī)能夠加以識別的數(shù)字量，進(jìn)而為之后的數(shù)據(jù)分析與處理提供數(shù)據(jù)支持.而放大電路則是利用晶體管將其進(jìn)行放大處理之后，實(shí)現(xiàn)信號的放大和緩沖輸入.濾波器的功能主要是杜絕信號傳輸中出現(xiàn)外界因素的影響，發(fā)揮了保護(hù)數(shù)據(jù)的作用，以此有效實(shí)現(xiàn)輸入信號信噪比的提升.由此可見，以上幾種基礎(chǔ)設(shè)備便組成了完善的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng).

進(jìn)行計(jì)算機(jī)的實(shí)踐過程中，只是可以對數(shù)字量進(jìn)行處理，一般狀況下執(zhí)行機(jī)構(gòu)也只是可以對模擬量進(jìn)行接受，由此便要對還未完成輸入的數(shù)據(jù)實(shí)施轉(zhuǎn)換與處理操作，一般這一操作環(huán)節(jié)是利用A/D 轉(zhuǎn)換器完成，通過轉(zhuǎn)換器將模擬量轉(zhuǎn)變成為數(shù)字量，一旦信息傳送至執(zhí)行機(jī)構(gòu)之后，也要再轉(zhuǎn)換回原來的狀態(tài)[2].因?yàn)橛?jì)算機(jī)所執(zhí)行的采樣處理速度比較快，但是模擬量變化速度卻相對而言出現(xiàn)了滯后性，因此，如果只是針對一臺計(jì)算機(jī)，其采樣處理執(zhí)行的過程中，需要對多個參數(shù)進(jìn)行同時(shí)處理.為了有效提升參數(shù)采集的完整性與獨(dú)立性，

進(jìn)行實(shí)踐操作的過程中，也需要利用各個型號的開關(guān)對參數(shù)量進(jìn)行控制.除此之外，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的過程中，若模擬量出現(xiàn)了改變，那么便會對計(jì)算機(jī)采樣的精準(zhǔn)度造成影響，特別是同步系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行時(shí)，如果幾個參數(shù)量一同對瞬態(tài)值進(jìn)行提取，那么便會對計(jì)算機(jī)運(yùn)行帶來一定的壓力.

1.2 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理技術(shù)的應(yīng)用與實(shí)踐必須要以計(jì)量單位作為支持，計(jì)量單位可以對有關(guān)信息進(jìn)行處理，并且保證處理質(zhì)量，以此在其中獲取有價(jià)值的信息.當(dāng)前階段，計(jì)算機(jī)內(nèi)有關(guān)信息均是以字節(jié)的方式實(shí)現(xiàn)采集與處理，同時(shí)字節(jié)也是一種基礎(chǔ)的計(jì)量單位[3].UTF-8的編碼中，英文字符=一字節(jié)=8位（bit），其中一個位與二進(jìn)制碼的0或者是1相等.但是存儲容量通常會以KB、MB、GB等進(jìn)行表示，其中各個范圍的轉(zhuǎn)換關(guān)系如下表1所示.

表1 存儲容量與轉(zhuǎn)換關(guān)系

其中ASCⅡ碼是現(xiàn)階段計(jì)算機(jī)通用的一種單字節(jié)編碼系統(tǒng)，不管是對于文字還是圖片都能夠準(zhǔn)確并全面的反映于系統(tǒng)內(nèi)，但是在這一系統(tǒng)內(nèi)，一個字符與一個字節(jié)相等，而漢字則與兩個字節(jié)相等.例如我們生活與工作中十分常見的硬盤，其容量是1MB，可以有效存儲字符數(shù)1048576個、漢字524288個.

進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的主要前提是對數(shù)制轉(zhuǎn)換基本規(guī)則進(jìn)行了解，通常而言，為了對數(shù)據(jù)采集與處理的過程進(jìn)行規(guī)范，會將處理方式分為二進(jìn)制、八進(jìn)制等進(jìn)制轉(zhuǎn)換方式.通過以上這些數(shù)制對數(shù)字進(jìn)行表示時(shí)，一般會在代號標(biāo)記之后進(jìn)行英文字母的標(biāo)記[4].如果在實(shí)際工作的過程中，比較常用的是二進(jìn)制數(shù)制，所以保證數(shù)制有效性，必須要掌握一些其他進(jìn)制轉(zhuǎn)換方式.對于十六進(jìn)制而言，即十六進(jìn)制的每一位均具有16個數(shù)碼，但是四位二進(jìn)制數(shù)碼則一共有16為數(shù).所以，能夠?qū)ζ溥M(jìn)行轉(zhuǎn)換.例如8AH=10001010B.對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時(shí)，其中可以運(yùn)用的進(jìn)制轉(zhuǎn)換方式比較多，如果想要深入了解數(shù)據(jù)處理技術(shù)，依然需要對其進(jìn)行進(jìn)一步的探討.

2 計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用

2.1 計(jì)算機(jī)“云技術(shù)”的運(yùn)用

受“大數(shù)據(jù)”時(shí)代的影響，計(jì)算機(jī)使用人員在硬件方面也提出了更為嚴(yán)格的要求，其一主要體現(xiàn)在硬件數(shù)量方面，其二則在于對計(jì)算機(jī)軟件要求也愈發(fā)多元化.基于該環(huán)境背景下，一些專業(yè)的研究人員便開始對計(jì)算機(jī)軟件的技術(shù)和硬件設(shè)備展開了研究，使其能夠經(jīng)過發(fā)展成為較差滲透的門類[5].除此之外，結(jié)合不同的情況，部分工程師與專家也在其中投入了大量的精力對計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行研究，希望以此能夠滿足用戶日益提升的要求.因?yàn)橛?jì)算機(jī)在運(yùn)行之后形成的數(shù)據(jù)極為龐大，并且當(dāng)計(jì)算機(jī)硬件已經(jīng)達(dá)到相應(yīng)的高度后，便會產(chǎn)生把一些新技術(shù).“云技術(shù)”便是在此背景下形成的，“云技術(shù)”的出現(xiàn)將海量信息儲存于計(jì)算機(jī)運(yùn)行等相關(guān)問題進(jìn)行了合理的解決，另外，服務(wù)器設(shè)備也在云技術(shù)的幫助下更為完善，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了信息數(shù)據(jù)運(yùn)算處理水平的提升，若在工作與生活中只是憑借計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)信息處理，那么是無法對社會實(shí)踐需求進(jìn)行滿足的，其主要原因是單一性的計(jì)算機(jī)在信息處理方面速度比較慢，且效率低，無法實(shí)現(xiàn)信息的快速處理，而“云計(jì)算”的運(yùn)用便將上述問題進(jìn)行了有效的解決.

2.2 互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的監(jiān)督與控制

在數(shù)字化技術(shù)飛速發(fā)展的現(xiàn)在，計(jì)算機(jī)對大量信息進(jìn)行處理時(shí)，其中也面臨了一些問題，而這些問題也會對計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)的發(fā)展造成阻礙.另外，人們在計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信息處理能力方面的要求也逐漸提升，這也對有關(guān)工作人員的工作熱情與新技術(shù)研發(fā)的能力起到了激勵的作用.因此，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)在當(dāng)前這個“大數(shù)據(jù)”時(shí)代下，實(shí)現(xiàn)了迅猛的發(fā)展.如果要完全對計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)進(jìn)行依賴，那么其中也必然會面臨一定的挑戰(zhàn)，其中主要包括以下幾個方面：①在多種因素的影響下，在計(jì)算機(jī)運(yùn)行時(shí)也會遭到惡意攻擊的現(xiàn)象；②在大數(shù)據(jù)時(shí)代下，任何數(shù)據(jù)都體現(xiàn)了一定的復(fù)雜程度，因此當(dāng)前存儲與運(yùn)用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)必然會面臨數(shù)據(jù)泄露的難題[6].③一些黑客通過對大數(shù)據(jù)的運(yùn)用，既可以輕而易舉的入侵使用人員的計(jì)算機(jī)設(shè)備.基于當(dāng)前這個“大數(shù)據(jù)”的時(shí)代下，人們在計(jì)算機(jī)信息采集與處理技術(shù)方面的要求也就更高，為了能夠?qū)τ?jì)算機(jī)使用人員的要求給予滿足，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)水平的提升，研究人員必須要結(jié)合實(shí)際情況，致力于應(yīng)用的研究與創(chuàng)新，進(jìn)而對計(jì)算機(jī)信息處理與采集過程的安全性提供保證，營造一個安全的互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境，對惡意攻擊進(jìn)行積極的防御，以保證計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)安全[7].

2.3 建立智能化系統(tǒng)

在科學(xué)技術(shù)發(fā)展的影響下，智能技術(shù)也得到了普遍運(yùn)用，尤其是與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)的結(jié)合，使數(shù)據(jù)采集與處理的質(zhì)量與效率得到了顯著提升.智能技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用的過程中，將原有技術(shù)進(jìn)行了突破，也對原來的系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，例如對智能化數(shù)據(jù)采集設(shè)備進(jìn)行了引用，該設(shè)備以AT89C51單片機(jī)為前提，利用地址編碼等有關(guān)電路，共同組合成為數(shù)據(jù)系統(tǒng).在對智能系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際運(yùn)行時(shí)，數(shù)字轉(zhuǎn)換電路便會對已經(jīng)獲取的數(shù)據(jù)信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使其以數(shù)字模擬信號的形式歷經(jīng)串行接口傳送至單片機(jī)中，這一系列過程均是在工作人員的監(jiān)控下完成，以此在根本上保證了數(shù)據(jù)的安全性與精準(zhǔn)性[8].

智能系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)，也要對基本原理關(guān)注度進(jìn)行提升，以信號頻率為采樣頻率的基本標(biāo)準(zhǔn)，通常標(biāo)準(zhǔn)為信號頻率二倍，若頻率較低，那么便會對數(shù)據(jù)信號的傳輸質(zhì)量造成影響[9].所以，為了對數(shù)據(jù)雜亂這一現(xiàn)象進(jìn)行避免，進(jìn)行數(shù)據(jù)信號的傳輸之前，可以運(yùn)用抗混疊濾波器將其中能夠影響數(shù)據(jù)信號的消極干擾因素進(jìn)行消除.對于智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)這一工作，要結(jié)合實(shí)際情況適當(dāng)?shù)奶嵘l率，使得信號可以快速、準(zhǔn)確的完成還原.

3 結(jié)束語

綜上所述，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)是一種基礎(chǔ)系統(tǒng)，在社會時(shí)代、數(shù)字化發(fā)展的影響下，已經(jīng)逐漸成為人們工作與生活當(dāng)中必不可少的重要部分.所以，在對其進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用的過程中，必須要對現(xiàn)階段工作當(dāng)中的實(shí)際需求進(jìn)行了解，遵循科學(xué)與合理的基本原則，建立具備針對性與立體性的操作系統(tǒng)，并提升系統(tǒng)的適用性，以此進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)功能的最大化.

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TP39；TP274

A

1673-260X（2017）04-0008-02

2017-02-14

安徽省教育廳自然科學(xué)一般項(xiàng)目，名稱：基于ARM的嵌入式聲發(fā)射檢測儀的研究（KJ2007B103）