如何構(gòu)建數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（三）
加入技術(shù)交流群
我們知道，僅僅擁有傳輸?shù)缴衔粰C的原始測試數(shù)據(jù)是不夠的，工程師所關(guān)心的是試驗中所感興趣的結(jié)果，例如該旋轉(zhuǎn)設(shè)備是否正常運轉(zhuǎn)，或者發(fā)動機在各工況下的油耗特性曲線等等。因此，對原始數(shù)據(jù)進行處理和分析，從而得到想要的結(jié)果或結(jié)論，在整個數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中是必要的一環(huán)。
常用的分析處理方法有很多，例如均值、插值、擬合或者FFT變 換等，這里需要強調(diào)的是，這些方法只能解決最基本的應(yīng)用需求，對于各個應(yīng)用領(lǐng)域而言，都有自己一套專業(yè)的分析和處理算法和體系。以旋轉(zhuǎn)機械狀態(tài)監(jiān)測為例， 對于大型的旋轉(zhuǎn)機械設(shè)備而言，工程師需要對電機、發(fā)動機、壓縮機、電動馬達、泵以及傳動軸所引起的噪聲和振動有充分的認知，而這個過程是非常復雜的。為了 確定噪聲和振動的根源，完成產(chǎn)品的設(shè)計優(yōu)化，工程師需要具有一套完整的分析手段：瀑布圖、階次跟蹤、時域數(shù)據(jù)分析、動平衡軟件等各種信號處理工具（如下 圖）。
正因為分析處理這一部分 具備一定的專業(yè)性，因此工程師們一般有兩種方法來實現(xiàn)：第一種就是選擇自己領(lǐng)域的專業(yè)處理軟件來實現(xiàn)對原始數(shù)據(jù)的挖掘，這些軟件具備“交鑰匙”的功能，直 接上手可用，但功能并不靈活，如果需要一定的定制功能的情況時其局限性會凸顯；另一種方法則是使用一種開放性較好的開發(fā)平臺，并結(jié)合自身領(lǐng)域的專業(yè)知識， 自己通過平臺開發(fā)出滿足需求的應(yīng)用。業(yè)界目前主流的開發(fā)平臺是NI公司推出的圖形化開發(fā)平臺LabVIEW，對于分析處理方面，它不僅提供現(xiàn)成可用的常用信號處理算法，針對于各個專業(yè)領(lǐng)域的算法也推出不同的擴展工具包（例如聲音與振動工具包、醫(yī)學電子工具包等），從而可滿足大多數(shù)項目需求。
5 數(shù)據(jù)存儲
無論是所采集到的原始數(shù)據(jù)，還是經(jīng)過分析處理的結(jié)果數(shù)據(jù)，在整個系統(tǒng)的環(huán)路中，都需要有一個載體能夠及時有效地保存這些數(shù)據(jù)，以備后期的回調(diào)以及挖掘。
對于一般的應(yīng)用來說，工程師會直接利用成熟的PC技術(shù)，將數(shù)據(jù)存在上位機中的硬盤或者移動硬盤上。而對于數(shù)據(jù)量較大、通道數(shù)多以及速率高的系統(tǒng)而言（例如汽車碰撞安全試驗），這種方法顯然已不合時宜，數(shù)據(jù)流盤（Data Streaming）技術(shù)是解決這類問題的關(guān)鍵。由于篇幅，這邊不對流盤技術(shù)做深入的講解，一些設(shè)備商也已經(jīng)提供了現(xiàn)成可用的流盤解決方案，下表是PXI以及PXI Express平臺高速數(shù)據(jù)流盤的評測：
如果說流盤技術(shù)是能夠讓整個數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的存儲能力”更快更強“的話，那么目前針對數(shù)據(jù)存儲還有一個發(fā)展的趨勢，則是朝著”更智能以及更持久“的方向前進著。
在測試和測量領(lǐng)域，人們每天以高達數(shù)Zeta字節(jié)（10的12次方GB）速率進行數(shù)據(jù)采集, 海量模擬數(shù)據(jù)問題對于多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)來說是一個日益嚴峻的挑戰(zhàn)，需要有可滿足多用戶訪問需求的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，提供這種數(shù)據(jù)存儲解決方案的一個日益普及的方法就是使用云技術(shù)（Cloud Technology）。
目前，如 Averna、Virinco、NI和華穗科技（HUASUI）等供應(yīng)商已提供可幫助管理海量模擬數(shù)據(jù)解決方案的產(chǎn)品（如下圖架構(gòu)）。 為了分析和管理來自數(shù)百萬個文件的數(shù)十億個數(shù)據(jù)點，工程師和科學家可使用現(xiàn)成可用的軟件來挖掘、檢查和生成相關(guān)測量數(shù)據(jù)。
注：關(guān)于海量數(shù)據(jù)管理以及云存儲，可參見本白皮書第二章的詳細內(nèi)容。
6 總結(jié)
綜上所述，構(gòu)建一個完整的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，對于工程師而言，關(guān)鍵的并不是其中某一個環(huán)節(jié)或者細節(jié)，而是需要有一個系統(tǒng)級的廣闊思路，需要對系統(tǒng)整體做統(tǒng)一的規(guī)劃。本章內(nèi)容希望能夠幫助到工程師了解數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本原理和注意事項
評論