基于matlab的數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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1、基于MATLAB的數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)（一）來(lái)源：中國(guó)論文下載中心[10-05-2610:26:00]作者：白鵬編輯：studa090420　　論文關(guān)鍵詞：聲卡數(shù)據(jù)采集MATLAB信號(hào)處理　　論文摘要：利用數(shù)據(jù)采集卡構(gòu)建的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一般價(jià)格昂貴且難以與實(shí)際需求完全匹配。聲卡作為數(shù)據(jù)采集卡具有價(jià)格低廉、開發(fā)容易和系統(tǒng)靈活等優(yōu)點(diǎn)。本文詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的開發(fā)背景,軟件結(jié)構(gòu)和特點(diǎn),系統(tǒng)地分析了數(shù)據(jù)采集硬件和軟件設(shè)計(jì)技術(shù),在此基礎(chǔ)上以聲卡為數(shù)據(jù)采集卡,以MATLAB為開發(fā)平臺(tái)設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)。本文介紹了MATLAB及其數(shù)據(jù)采集工具箱,利用聲卡的A/D、D/A技術(shù)和M

2、ATLAB的方便編程及可視化功能,提出了一種基于聲卡的數(shù)據(jù)采集與分析方案,該方案具有實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、性價(jià)比和靈活度高的優(yōu)點(diǎn)。用MATLAB語(yǔ)言編制了相應(yīng)軟件,實(shí)現(xiàn)了該系統(tǒng)。該軟件有著簡(jiǎn)潔的人機(jī)交互工作界面,操作方便,并且可以根據(jù)用戶的需求進(jìn)行功能擴(kuò)充。最后給出了應(yīng)用該系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)的應(yīng)用實(shí)例?！　?緒論　　1.1課題背景　　數(shù)據(jù)也稱觀測(cè)值，是實(shí)驗(yàn)、測(cè)量、觀察、調(diào)查等的結(jié)果，常以數(shù)量的形式給出。數(shù)據(jù)采集，又稱數(shù)據(jù)獲取，就是將系統(tǒng)需要管理的所有對(duì)象的原始數(shù)據(jù)收集、歸類、整理、錄入到系統(tǒng)當(dāng)中去。數(shù)據(jù)采集是計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)使用前的一個(gè)數(shù)據(jù)初始化過(guò)程。數(shù)據(jù)采集技術(shù)廣泛引用在各個(gè)領(lǐng)域。比

3、如攝像頭，麥克風(fēng)，都是數(shù)據(jù)采集工具?！　?shù)據(jù)采集（DataAcquisition）是將被測(cè)對(duì)象(外部世界、現(xiàn)場(chǎng))的各種參量(可以是物理量，也可以是化學(xué)量、生物量等)通過(guò)各種傳感元件作適當(dāng)轉(zhuǎn)換后，再經(jīng)信號(hào)調(diào)理、采樣、量化、編碼、傳輸?shù)炔襟E，最后送到控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理或存儲(chǔ)記錄的過(guò)程。　　被采集數(shù)據(jù)是已被轉(zhuǎn)換為電訊號(hào)的各種物理量，如溫度、水位、風(fēng)速、壓力等，可以是模擬量，也可以是數(shù)字量。采集一般是采樣方式，即隔一定時(shí)間（稱采樣周期）對(duì)同一點(diǎn)數(shù)據(jù)重復(fù)采集。采集的數(shù)據(jù)大多是瞬時(shí)值，也可是某段時(shí)間內(nèi)的一個(gè)特征值。準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)測(cè)量是數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)測(cè)量方法有接觸式和非接觸式，

4、檢測(cè)元件多種多樣。不論哪種方法和元件，都以不影響被測(cè)對(duì)象狀態(tài)和測(cè)量環(huán)境為前提，以保證數(shù)據(jù)的正確性。數(shù)據(jù)采集含義很廣，包括對(duì)連續(xù)物理量的采集。在計(jì)算機(jī)輔助制圖、測(cè)圖、設(shè)計(jì)中，對(duì)圖形或圖像數(shù)字化過(guò)程也可稱為數(shù)據(jù)采集，此時(shí)被采集的是幾何量數(shù)據(jù)?！　≡谥悄軆x器、信號(hào)處理以及工業(yè)自動(dòng)控制等領(lǐng)域，都存在著數(shù)據(jù)的測(cè)量與控制問題，常常需要對(duì)外部的溫度、壓力、流量、位移等模擬量進(jìn)行采集。數(shù)據(jù)采集技術(shù)是一種流行且實(shí)用的電子技術(shù)。它廣泛應(yīng)用于信號(hào)檢測(cè)、信號(hào)處理、儀器儀表等領(lǐng)域。近年來(lái)，隨著數(shù)字化技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)采集技術(shù)也呈現(xiàn)出速度更高、通道更多、數(shù)據(jù)量更大的發(fā)展態(tài)勢(shì)?！　?shù)據(jù)采集系統(tǒng)

5、是一種應(yīng)用極為廣泛的模擬量測(cè)量設(shè)備，其基本任務(wù)是把信號(hào)送入計(jì)算機(jī)或相應(yīng)的信號(hào)處理系統(tǒng)，根據(jù)不同的需要進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算和處理。它將模擬量采集、轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后，再經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)處理得出所需的數(shù)據(jù)。同時(shí)，還可以用計(jì)算機(jī)將得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存、顯示和打印，以實(shí)現(xiàn)對(duì)某些物理量的監(jiān)視，其中一部分?jǐn)?shù)據(jù)還將被用作生產(chǎn)過(guò)程中的反饋控制量?！　?shù)據(jù)采集系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)中非常重要的環(huán)節(jié)，目前，有各種數(shù)據(jù)采集卡或采集系統(tǒng)可供選擇，以滿足生產(chǎn)和科研試驗(yàn)等各方面的不同需要，但由于數(shù)據(jù)源以及用戶需求的多樣性，有時(shí)并不能滿足要求。特別是在某些應(yīng)用中，需要同時(shí)高速采集多個(gè)通道的數(shù)據(jù)，而且為了分析比較各通

6、道信號(hào)間的相互關(guān)系，常常要求所有通道的采集必須同步?，F(xiàn)有的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)能夠滿足上述要求的比較少，且價(jià)格十分昂貴，體積較大，分量較重，使用十分不方便?！　∫话隳M量是通過(guò)各種數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。目前常用的是具有ISA總線、PCI總線等接口形式的A/D采集卡，雖然數(shù)據(jù)傳輸率很高，但是還存在整個(gè)系統(tǒng)笨重，缺乏靈活性，不能實(shí)現(xiàn)即插即用，不適合小型、便攜設(shè)備采用等缺點(diǎn)。另外這些類型的采集卡在計(jì)算機(jī)上安裝比較麻煩，而且由于受計(jì)算機(jī)插槽數(shù)量、地址、中斷資源的限制不可能掛接很多設(shè)備。因此，工程師們往往需要花費(fèi)大量的時(shí)間和資源用于系統(tǒng)搭建?！　‰S著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的迅猛發(fā)展，生產(chǎn)規(guī)模

7、的不斷壯大，生產(chǎn)過(guò)程和制作工藝的日趨復(fù)雜，對(duì)自動(dòng)測(cè)試和各種信息集成的要求也就越來(lái)越高。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的好壞將直接影響自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，為了滿足不同的測(cè)試需求，以及減少對(duì)資源的浪費(fèi)，在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上應(yīng)該盡量滿足通用性和可擴(kuò)展性。在高度發(fā)展的當(dāng)今社會(huì)中，科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)和生產(chǎn)過(guò)程的高度自動(dòng)化已成為人所共知的必然趨勢(shì)，而它們的共同要求是必須建立在有著不斷發(fā)展與提高的信息工業(yè)基礎(chǔ)上。人們只有從外界獲取大量準(zhǔn)確、可靠的信息經(jīng)過(guò)一系列的科學(xué)分析、處理、加工與判斷，進(jìn)而認(rèn)識(shí)和掌握自然界與科學(xué)技術(shù)中的各種現(xiàn)象與其相關(guān)的變化規(guī)律，并通過(guò)相應(yīng)的系統(tǒng)和方法實(shí)現(xiàn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究與