第一篇：虛擬儀器數(shù)據(jù)采集應(yīng)用論文

虛擬儀器是以一種全新的理念來設(shè)計(jì)和發(fā)展的儀器，他是90年代發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù)，主要用于自動(dòng)測(cè)試、過程控制、儀器設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析等領(lǐng)域，其基本思想是在儀器設(shè)計(jì)或測(cè)試系統(tǒng)中盡可能用軟件代替硬件，即“軟件就是儀器”，他是在通用計(jì)算機(jī)平臺(tái)上，根據(jù)用戶需求來定義和設(shè)計(jì)儀器的測(cè)試功能，其實(shí)質(zhì)是充分利用計(jì)算機(jī)的最新技術(shù)來實(shí)現(xiàn)和擴(kuò)展傳統(tǒng)儀器的功能。

虛擬儀器的特點(diǎn)和構(gòu)成 1.1 虛擬儀器的特點(diǎn)

與傳統(tǒng)儀器相比，虛擬儀器具有高效、開放、易用靈活、功能強(qiáng)大、性價(jià)比高、可操作性 好等明顯優(yōu)點(diǎn)，具體表現(xiàn)為：

智能化程度高，處理能力強(qiáng) 虛擬儀器的處理能力和智能化程度主要取決于儀器軟件水平。用戶完全可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求，將先進(jìn)的信號(hào)處理算法、人工智能技術(shù)和專家系統(tǒng)應(yīng)用于儀器設(shè)計(jì)與集成，從而將智能儀器水平提高到一個(gè)新的層次。

復(fù)用性強(qiáng)，系統(tǒng)費(fèi)用低 應(yīng)用虛擬儀器思想，用相同的基本硬件可構(gòu)造多種不同功能的測(cè)試分析儀器，如同一個(gè)高 速數(shù)字采樣器，可設(shè)計(jì)出數(shù)字示波器、邏輯分析儀、計(jì)數(shù)器等多種儀器。這樣形成的測(cè)試儀 器系統(tǒng)功能更靈活、更高效、更開放、系統(tǒng)費(fèi)用更低。通過與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接，還可實(shí)現(xiàn)虛 擬儀器的分布式共享，更好地發(fā)揮儀器的使用價(jià)值。

可操作性強(qiáng)，易用靈活 虛擬儀器面板可由用戶定義，針對(duì)不同應(yīng)用可以設(shè)計(jì)不同的操作顯示界面。使用計(jì)算機(jī)的 多媒體處理能力可以使儀器操作變得更加直觀、簡(jiǎn)便、易于理解，測(cè)量結(jié)果可以直接進(jìn)入數(shù) 據(jù)庫(kù)系統(tǒng)或通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送。測(cè)量完后還可打印、顯示所需的報(bào)表或曲線，這些都使得儀器的 可操作性大大提高而且易用、靈活。

1.2 虛擬儀器的構(gòu)成 虛擬儀器的構(gòu)建主要從硬件電路的設(shè)計(jì)、軟件開發(fā)與設(shè)計(jì)2個(gè)方面考慮。

硬件電路的設(shè)計(jì)主要根據(jù)用戶所面對(duì)的任務(wù)決定，其中接口設(shè)計(jì)可選用的接口總線標(biāo)準(zhǔn)包 括Gp IB總線、VXI總線等。推薦選用VXI總線。因?yàn)樗哂型ㄓ眯詮?qiáng)、可擴(kuò)充性好、傳輸速 率高、抗干擾能力強(qiáng)以及良好的開放性能等優(yōu)點(diǎn)，因此自1987被首次推出后迅速得到各大儀 器生產(chǎn)廠家的認(rèn)可，目前VXI模塊化儀器被認(rèn)為是虛擬儀器的最理想平臺(tái)，是儀器硬件的發(fā) 展方向。由于VXI虛擬儀器的硬件平臺(tái)的基本組成是一些通用模塊和專用接口。因此硬件電 路的設(shè)計(jì)一般可以選擇用現(xiàn)有的各種不同的功能模塊來搭建。通用模塊包括：信號(hào)調(diào) 理和高速數(shù)據(jù)采集；信號(hào)輸出與控制；數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理。這3部分概括了數(shù)字化儀 器的基本組成。將具有一種或多種功能的通用模塊組建起來，就能構(gòu)成任何一種虛擬儀器。例如使用高速數(shù)據(jù)采集模塊和高速實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理模塊就能構(gòu)成1臺(tái)示波器、1臺(tái)數(shù)字化儀或 1臺(tái)頻譜分析儀；使用信號(hào)輸出與控制模塊和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理模塊就能構(gòu)成1臺(tái)函數(shù)發(fā)生器、1臺(tái)信號(hào)源或1臺(tái)控制器。專用接口是針對(duì)特定用途儀器需要的設(shè)計(jì)，也包括一些現(xiàn)場(chǎng)總線 接口和各類傳感器接口。系統(tǒng)的主要硬件包括控制器、主機(jī)箱和儀器模塊。常用的控制方案 有GpIB總線控制方式的硬件方案、MXI總線控制方式的硬件方案、嵌入式計(jì)算機(jī)控制方式的 硬件方案3種。VXI儀器模塊又稱為器件（devices）。VXI有4種器件：寄存器基器件、消 息基器件、存儲(chǔ)器器件和擴(kuò)展器件。存儲(chǔ)器器件不過是專用寄存器基器件，用來保存和傳輸 大量數(shù)據(jù)。擴(kuò)展器目前是備用件，為今后新型器件提供發(fā)展通道。將VXI儀器制作成寄存器 基器件，還是消息基器件是首先要做出的決策。寄存器基器件的通信情況極像VME總線器件，是在低層用二進(jìn)制信息編制程序。他的明顯優(yōu)點(diǎn)在于速度寄存器基器件完全是在 直接 硬件控制這一層次上進(jìn)行通信的。這種高速通信可以使測(cè)試系統(tǒng)吞吐量大大提高。因此，寄 存器基器件適用于虛擬儀器中信號(hào)/輸出部分的模塊（如開關(guān)、多路復(fù)用器、數(shù)/模轉(zhuǎn)換輸出 卡、模/

數(shù)轉(zhuǎn)換輸入卡、信號(hào)調(diào)理等）。消息基器件與寄存器基器件不同，他在高層次上用A SCII字符進(jìn)行通信，與這種器件十分相似是獨(dú)立HpIB儀器。消息基器件用一組意義 明確的 “字串行協(xié)議”相互進(jìn)行通信，這種異步協(xié)議定義了在器件之間傳送命令和數(shù)據(jù)所需的掛鉤 要求。消息基器件必須有CpU（或DSp）進(jìn)行管理與控制。因此，消息基器件適用于虛擬儀器 中數(shù)字信號(hào)處理部分的模塊。

軟件的開發(fā)與設(shè)計(jì)包括3部分：VXI總線接口軟件、儀器驅(qū)動(dòng)軟件和應(yīng)用軟件（軟面板）。軟件結(jié)構(gòu)如圖1所示。

VXI總線接口軟件由零槽控制器提供，包括資源管理器、資源編輯程序、交互式控制程序和 編程函數(shù)庫(kù)等。該軟件在編程語言和VXI總線之間建立連接，提供對(duì)VXI背板總線的控制和支 持，是實(shí)現(xiàn)VXI系統(tǒng)集成的基礎(chǔ)。

儀器驅(qū)動(dòng)程序是完成對(duì)某一特定儀器的控制與通信的軟件程序，也即模塊的驅(qū)動(dòng)軟件，他 的設(shè)計(jì)必須符合Vpp的2個(gè)規(guī)范，即Vpp3.1《儀器驅(qū)動(dòng)程序結(jié)構(gòu)和模型》和Vpp3.2《儀器 驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)規(guī)范》。

“軟面板”設(shè)計(jì)就是設(shè)計(jì)具有可變性、多層性、自助性、人性化的面板，這個(gè)面板應(yīng)不 僅同傳統(tǒng)儀器面板一樣具有顯示器、LED、指針式表頭、旋鈕、滑動(dòng)條、開關(guān)按鈕、報(bào)警裝 置等功能部件，而且應(yīng)還具有多個(gè)連貫操作面板、在線幫助功能等。

虛擬儀器在數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用

利用虛擬儀器制作數(shù)據(jù)采集器可以按照硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)步驟來完成。

2.1 硬件設(shè)計(jì)

硬件設(shè)計(jì)要完成以下內(nèi)容：

1)模/數(shù)轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

設(shè)置具有通用性的數(shù)據(jù)自動(dòng)采集系統(tǒng)，一般應(yīng)滿足能對(duì)多路信號(hào)盡可能同步地進(jìn)行采集，為了使所采集到的數(shù)據(jù)不但能夠在數(shù)據(jù)采集器上進(jìn)行存儲(chǔ)，而且還能及時(shí)地在采集過程中 將數(shù)據(jù)傳送到上位機(jī)，選用存儲(chǔ)量比較適中的先進(jìn)先出存儲(chǔ)器，這樣既能滿足少量數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 的需要，又能在需要實(shí)時(shí)傳送數(shù)據(jù)時(shí)，在A/D轉(zhuǎn)換的同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，不丟失任何數(shù)據(jù)。)VXI總線接口

VXI總線數(shù)據(jù)采集器通?？梢岳脙煞NVXI總線通用接口消息基接口和寄存器基接口。消 息基接口的作用是通過總線傳送命令，從而控制儀器硬件的操作。通用寄存器基接口是由寄存器簡(jiǎn)單的讀寫來控制儀器硬件的操作。利用消息基接口進(jìn)行設(shè)計(jì)，具體消息基接口的框圖見圖2。

3)采樣通道控制

為了滿足幾種典型系統(tǒng)通道控制的要求，使通道的數(shù)量足夠多，通道的選取比較靈活，可以利用寄存器電路、可預(yù)置計(jì)數(shù)器電路以及一些其他邏輯電路的配合，將采樣通道設(shè)計(jì)成最多64路、最少2路可以任意選擇，而且可以從任意一路開始采樣，也可以到任意一路結(jié)束采樣，只要截止通道號(hào)大于起始通道號(hào)就可以了。整個(gè)控制在虛擬儀器軟面板上進(jìn)行操作，通過消息基接口將命令寫在這部分的控制寄存器中，從而設(shè)置計(jì)數(shù)器的初值以及采樣的通道總數(shù)。

4)定時(shí)采樣控制

由于不同的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)對(duì)采樣時(shí)間間隔的要求不同，以及同一系統(tǒng)在不同的試驗(yàn)中 需要的采樣時(shí)間間隔也不盡相同，故可以采用程控的方式將采樣時(shí)間間隔設(shè)置在2 μs~13.0 ms之間任意選擇，可以增加或減少的最小單位是2 μs。所有這些選擇設(shè)置可以在虛擬儀器軟面板上進(jìn)行。

5)采樣點(diǎn)數(shù)控制

根據(jù)不同測(cè)試系統(tǒng)的需求，將采樣點(diǎn)數(shù)設(shè)計(jì)成可在一個(gè)比較大的范圍中任意選擇，該選擇同樣是在軟面板上進(jìn)行。

6)采樣方式控制

總結(jié)各種自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的采樣方式不外乎軟件觸發(fā)采樣和硬件 觸發(fā)采樣。在硬件觸發(fā)采樣中又包括同步整周期采樣和非同步整周期采樣，這2種采樣又可 以是定時(shí)進(jìn)行的或等轉(zhuǎn)速差進(jìn)行的。所有這些采樣方式，對(duì)于數(shù)據(jù)采集器來說都可以在軟面 板上進(jìn)行選擇。

2.2 軟件設(shè)計(jì)

軟件是虛擬儀器的關(guān)鍵，為使VI系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰簡(jiǎn)潔，一般可采用組件化設(shè)計(jì)思想，將各部分彼此獨(dú)立的軟件單元分別制成標(biāo)準(zhǔn)的組件，然后按照系統(tǒng)的總體要求組成完整的應(yīng)用系統(tǒng)，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的組件化的虛擬儀器軟件系統(tǒng)，如圖3所示。

應(yīng)用軟件為用戶提供了建立虛擬儀器和擴(kuò)展其功能的必要工具，以及利用pC機(jī)、工作站的 強(qiáng)大功能。同時(shí)Vpp聯(lián)盟提出了建立虛擬儀器標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)庫(kù)（VISA）的建議，為虛擬儀器的研 制與開發(fā)提供了標(biāo)準(zhǔn)。這也進(jìn)一步使由通用的VXI數(shù)據(jù)采集模塊、CpU/DSp模塊來構(gòu)成虛擬儀 器成為可能。

基于虛擬儀器的數(shù)據(jù)采集器的軟件包括系統(tǒng)管理軟件、應(yīng)用程序、儀器驅(qū)動(dòng)軟件和I/O接 口 軟件。以往這4部分需要用戶自己組織或開發(fā)，往往很困難，但現(xiàn)在NI公司提供了所有這 四部分軟件，使應(yīng)用開發(fā)比以往容易得多。

下面簡(jiǎn)單介紹以NI公司的Lab Windows/CVI為開發(fā)環(huán)境，來進(jìn)行VXI虛擬儀器的驅(qū)動(dòng)程序開 發(fā)的方法。

第一步：生成儀器模塊的用戶接口資源文件（UIR）。用戶接口資源、文件是儀器模塊 開 發(fā)者利用Lab Windows/CVI的用戶界面編輯器為儀器模塊設(shè)計(jì)的一個(gè)圖形用戶界面（GUI）。一個(gè)Lab Windows/CVI的GUI由面板、命令按鈕、圖標(biāo)、下拉菜單、曲線、旋鈕、指示表以及 許多其他控制項(xiàng)和說明項(xiàng)構(gòu)成。

第二步：Lab Windows/CVI事件驅(qū)動(dòng)編程。應(yīng)用程序開發(fā)環(huán)境Lab Windows/CVI中設(shè)計(jì)一個(gè) 用戶接口，實(shí)際上是在用戶計(jì)算機(jī)屏幕上定義一個(gè)面板，他由各種控制項(xiàng)（如命令按鈕、菜 單、曲線等）構(gòu)成。用戶選中這些控制項(xiàng)就可以產(chǎn)生一系列用戶接口事件（events）。例如，當(dāng)用戶單擊一個(gè)命令按鈕，這個(gè)按鈕產(chǎn)生一個(gè)用戶接口事件，并傳遞給開發(fā)者編寫的C語 言驅(qū)動(dòng)程序。這是運(yùn)用了Windows編程的事件驅(qū)動(dòng)機(jī)制。Lab Windows/CVI中使用不同類型的 控制項(xiàng)，在界面編輯器中將顯示不同類型的信息，并產(chǎn)生不同操作的接口事件。在Lab Wind ows/CVI的開發(fā)平臺(tái)中，對(duì)事件驅(qū)動(dòng)進(jìn)行C程序編程時(shí)可采用2種基本的方法：回調(diào)函數(shù)法和 事件循環(huán)處理法。

回調(diào)函數(shù)法是開發(fā)者為每一個(gè)用戶界面的控制項(xiàng)寫一個(gè)獨(dú)立的用戶界面的控制函數(shù)，當(dāng)選中某個(gè)控制項(xiàng)，就調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)進(jìn)行事件處理。在循環(huán)處理法中，只處理GUI控制 項(xiàng)所產(chǎn)生的COMMIT事件。通過Get User Event函數(shù)過濾，將所有的COMMIT事件區(qū)分開，識(shí)別 出是由哪個(gè)控制項(xiàng)所產(chǎn)生的事件，并執(zhí)行相應(yīng)的處理。

第三步：應(yīng)用函數(shù)/VI集與應(yīng)用程序軟件包編寫。應(yīng)用函數(shù)/VI集需針對(duì)具體儀器模塊 功能進(jìn)行編程，應(yīng)用程序軟件包只是一些功能強(qiáng)大、需要完善的數(shù)據(jù)處理能力的模塊才需要 提供，如波形分析儀模塊、DSp模塊等。結(jié)語

本文探討了虛擬儀器的基本組成，以及實(shí)際的虛擬儀器軟硬件設(shè)計(jì)的一般方法，這些方法經(jīng)過實(shí)際設(shè)計(jì)工作運(yùn)用證明是可靠的，可供系統(tǒng)工程技術(shù)人員在組建具體的基于VXI總線的虛擬儀器數(shù)據(jù)采集、測(cè)試時(shí)參考使用。

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第二篇：LabVIEW聲卡數(shù)據(jù)采集信號(hào)分析音頻信號(hào)虛擬儀器

LabVIEW聲卡數(shù)據(jù)采集信號(hào)分析音頻信號(hào)虛擬儀器

摘要:虛擬儀器是20世紀(jì)80年代興起的一項(xiàng)新技術(shù)，是現(xiàn)代儀器儀表發(fā)展的重要方向，在建模仿真、設(shè)計(jì)規(guī)劃和教育訓(xùn)練等方面都有應(yīng)用目前NI公司所提供數(shù)據(jù)采集設(shè)備性能好，但是價(jià)格昂貴，構(gòu)建信號(hào)分析系統(tǒng)成本偏高計(jì)算機(jī)聲卡具備數(shù)據(jù)傳輸和AD轉(zhuǎn)換功能，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) 基于上述分析，本文用計(jì)算機(jī)聲卡代替普通采集卡作為硬件，在LabVIEw平臺(tái)上設(shè)計(jì)了一個(gè)信號(hào)分析系統(tǒng)，并在信號(hào)分析實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行了應(yīng)用主要貢獻(xiàn)為下述幾點(diǎn) 1提出了采用聲卡作為數(shù)據(jù)采集設(shè)備構(gòu)建虛擬音頻信號(hào)分析系統(tǒng)并應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)想通過高校實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)狀的調(diào)研和對(duì)聲卡性能的分析，分析了由聲卡組建可以用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的信號(hào)分析系統(tǒng)的必要性和可行性 2構(gòu)建了基于LabVIEw的音頻信號(hào)采集分析系統(tǒng)，具有信號(hào)采集、分析、波形顯示、存儲(chǔ)以及數(shù)據(jù)文件再調(diào)用分析等功能分析、解決了設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)過程中出現(xiàn)的問題 3對(duì)提出的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了大量的仿真實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性和可行性 所生成的采集軟件交互性好、操作方便，并且可以根據(jù)用戶的需求進(jìn)行功能擴(kuò)充，為低成本下構(gòu)建數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提供了一種思路，可以應(yīng)用到語音識(shí)別、環(huán)境噪聲監(jiān)測(cè)和實(shí)驗(yàn)室測(cè)量等多種領(lǐng)域，應(yīng)用前景廣闊

標(biāo)題:LabVIEW聲卡數(shù)據(jù)采集信號(hào)分析音頻信號(hào)虛擬儀器

第三篇：虛擬儀器檢測(cè)論文

1硬件構(gòu)成檢測(cè)系統(tǒng)主要由信號(hào)接口及虛擬儀器兩部分構(gòu)成(圖1)。待測(cè)信號(hào)由控制機(jī)柜上的接口引出，通過信號(hào)選擇、調(diào)理之后送入工控機(jī)，由數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并最終由數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行分析、顯示、存儲(chǔ)等。步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)由脈沖控制器、驅(qū)動(dòng)電路和步進(jìn)電機(jī)等幾部分構(gòu)成，根據(jù)不同的檢測(cè)要求如常規(guī)檢測(cè)、實(shí)時(shí)監(jiān)控和故障診斷等，需要對(duì)脈沖控制器的輸出、驅(qū)動(dòng)電路的輸出以及電機(jī)繞組的信號(hào)分別進(jìn)行檢測(cè)。為更有效的利用采集卡的硬件資源以及計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)處理能力，在接口部分設(shè)置了信號(hào)選擇電路，負(fù)責(zé)把需要檢測(cè)的信號(hào)送入后續(xù)系統(tǒng)。接口電路結(jié)構(gòu)如圖2所示，通過兩個(gè)選擇開關(guān)的不同組合，分別實(shí)現(xiàn)從驅(qū)動(dòng)板輸入級(jí)引出脈沖控制器信號(hào)、從驅(qū)動(dòng)板輸出級(jí)引出驅(qū)動(dòng)電路信號(hào)、從電機(jī)回路引出步進(jìn)電機(jī)繞組電流信號(hào)。

信號(hào)調(diào)理電路采用運(yùn)算放大器對(duì)取樣電阻兩端的信號(hào)進(jìn)行差分運(yùn)算，得到電壓、電流信號(hào)并以單端方式輸出至數(shù)據(jù)采集卡。步進(jìn)電機(jī)常采用方波電壓驅(qū)動(dòng)，從其頻譜構(gòu)成來看包含一定的高頻成分，屬于有突變的大幅值信號(hào)，故選用LM318高速寬帶運(yùn)算放大器，其增益帶寬為15MHz，轉(zhuǎn)換速率為70V/μs。為進(jìn)一步提高待測(cè)信號(hào)的信噪比，減小軟件數(shù)據(jù)處理的難度以及減少運(yùn)算量，在LM318的電源部分加入了2個(gè)1000μF的電解電容退耦合，在其輸出端加入了0.2μF的瓷片電容以濾除高頻噪聲。

虛擬儀器的硬件采用基于pCI總線技術(shù)的DAQ數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，選用的pCI-6071E數(shù)據(jù)采集卡可實(shí)現(xiàn)對(duì)32個(gè)步進(jìn)電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)電路和脈沖控制器的多路并行檢測(cè)。

2軟件設(shè)計(jì)

根據(jù)模塊化的編程思想，檢測(cè)程序(圖3)的結(jié)構(gòu)自上而下分為主程序?qū)?、邏輯層、?qū)動(dòng)層。主程序?qū)佑捎脩艚缑婧蜏y(cè)試執(zhí)行部分構(gòu)成，邏輯層負(fù)責(zé)邏輯關(guān)系的驗(yàn)證以及相關(guān)決策的制定，驅(qū)動(dòng)層負(fù)責(zé)與儀器、被測(cè)設(shè)備以及其他應(yīng)用程序之間的通信。軟件的開發(fā)平臺(tái)為NI公司的LabVIEW。檢測(cè)程序的主要任務(wù)為多通道的數(shù)據(jù)采集、分析和存儲(chǔ)，因此程序的優(yōu)化及運(yùn)行效率問題都顯得較為重要，在軟件的開發(fā)中運(yùn)用了LabVIEW所支持的多項(xiàng)先進(jìn)編程技術(shù)，如數(shù)據(jù)流、多線程、定時(shí)循環(huán)、狀態(tài)機(jī)等。

3信號(hào)處理

虛擬儀器的實(shí)質(zhì)是對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理，具體分為在線處理和事后處理兩部分。在線數(shù)據(jù)處理主要包括運(yùn)算量較小的電流、電壓以及脈沖的時(shí)域分析。對(duì)于系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)通過對(duì)對(duì)應(yīng)信號(hào)的計(jì)數(shù)得到電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的步數(shù)、驅(qū)動(dòng)板提供的電壓周期數(shù)、脈沖控制器發(fā)出的脈沖數(shù)；對(duì)于電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)通過測(cè)量電流的頻率得到電機(jī)的速度曲線，對(duì)此進(jìn)行微分得到電機(jī)的加速度曲線，通過對(duì)電流進(jìn)行數(shù)值積分得到電機(jī)的功率曲線。

另一方面對(duì)電流信號(hào)進(jìn)行較為詳細(xì)的時(shí)域分析以提供系統(tǒng)分析的時(shí)域特征值。使用peak Detector進(jìn)行信號(hào)的波峰檢測(cè)得到每個(gè)周期內(nèi)最高點(diǎn)的數(shù)值、位置等數(shù)據(jù)，以此為基礎(chǔ)作出電機(jī)的特征曲線。電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)特征曲線近似為一條水平直線，運(yùn)轉(zhuǎn)異常時(shí)則會(huì)產(chǎn)生平移和起伏，其均值和方差都有較為顯著的變化。使用pulse parameters進(jìn)行信號(hào)的參數(shù)檢測(cè)，得到信號(hào)的超調(diào)量、上升時(shí)間等參數(shù)，這些參數(shù)描述了電流波形的細(xì)節(jié)信息。因此選取了電流信號(hào)的超調(diào)量和幅值之比、上升時(shí)間和頻率之比以及特征曲線的均值和方差作為系統(tǒng)狀態(tài)分析的3組時(shí)域特征值。

事后數(shù)據(jù)處理主要包括電流、電壓的頻域分析。對(duì)于步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)的檢測(cè)，一個(gè)較為重要的應(yīng)用是識(shí)別出正常信號(hào)中夾帶的短暫反?，F(xiàn)象并展示其成分，為了克服傅里葉變換沒有時(shí)間分辨率的缺陷，采用了對(duì)異常信號(hào)段進(jìn)行短時(shí)傅里葉變換的分析方法。信號(hào)

算法實(shí)現(xiàn)短時(shí)傅里葉分析得到信號(hào)的幅值譜，表明了在短時(shí)間段上繞組電流、驅(qū)動(dòng)電壓的能量分布。電機(jī)系統(tǒng)發(fā)生異常時(shí)的電流、電壓信號(hào)除正常的基頻及倍頻成分外，出現(xiàn)了額外的低頻成分或直流分量，其倍頻和基頻的幅值之比也有明顯的變化，因此選取了信號(hào)的3倍頻和基頻的幅值比作為系統(tǒng)狀態(tài)分析的頻域特征值。

對(duì)于在線檢測(cè)及故障診斷系統(tǒng)來說，除了選取適當(dāng)?shù)男盘?hào)處理算法提取有效的特征值之外，更為重要的一點(diǎn)是對(duì)被測(cè)系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)的歸納和分類，給出各特征值的典型值作為系統(tǒng)狀態(tài)的判別條件。以下是在瑞士ARSApE公司的微型兩相永磁式步進(jìn)電機(jī)1020上測(cè)得的典型值，其驅(qū)動(dòng)方式為采用A3966SLB驅(qū)動(dòng)模塊的兩相單四拍驅(qū)動(dòng)。

基于虛擬儀器技術(shù)開發(fā)的步進(jìn)電機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)，在發(fā)生故障時(shí)針對(duì)故障單元進(jìn)行的診斷提高了系統(tǒng)的維護(hù)效率，大大縮短了故障恢復(fù)時(shí)間。

參考文獻(xiàn)

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第四篇：遙感應(yīng)用方面技術(shù)質(zhì)量匯報(bào)-數(shù)據(jù)采集

生產(chǎn)質(zhì)量和技術(shù)工作會(huì)議匯報(bào)材料

黑龍江第三測(cè)繪工程院 2015年1月26日

黑龍江第三測(cè)繪工程院生產(chǎn)質(zhì)量和技術(shù)工作會(huì)議匯報(bào)材料

1.資

三、高分一號(hào)等遙感影像處理及應(yīng)用

為實(shí)現(xiàn)大范圍海量遙感數(shù)據(jù)的快速處理，我院應(yīng)用GXL、COLORMAPPING等大型軟件，硬件上購(gòu)置刀片機(jī)，搭建局域萬兆網(wǎng)，使用48核工作站采用分布集群式和單機(jī)作業(yè)結(jié)合的方式，在基礎(chǔ)資料方面，除了根據(jù)我院生產(chǎn)項(xiàng)目積攢的控制和DOM資料外，我院一直較為重視在2012年完成的基于SPOT影像建成的黑龍江省控制點(diǎn)影像庫(kù)（此項(xiàng)目我院隨國(guó)家局衛(wèi)星中心一起獲得測(cè)繪科技進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)）。

基于軟硬件配合和傳統(tǒng)DOM、DEM制作的流程，并且結(jié)合控制點(diǎn)影像庫(kù)，研究和優(yōu)化了海量遙感數(shù)據(jù)快速處理技術(shù)流程和方法，在區(qū)域網(wǎng)平差、自動(dòng)匹配DSM、影像糾正、配準(zhǔn)、融合、調(diào)色、裁切等工序上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化程度高的作業(yè)模式，減少人工干預(yù)，實(shí)現(xiàn)快速、高效的遙感數(shù)據(jù)處理流程，完成了多項(xiàng)遙感應(yīng)用項(xiàng)目。

在介紹具體的生產(chǎn)項(xiàng)目前，要說明的四點(diǎn)，一是在DOM和DSM的制作上，因?yàn)槲以涸谥谱鳌叭珖?guó)一版圖”的項(xiàng)目時(shí)，較為注重對(duì)原始資料的收集（包括下視和立體相對(duì)），所以在處理大范圍海量遙感數(shù)據(jù)時(shí)，我院采取在原有DEM和資三相對(duì)新匹配的DSM數(shù)據(jù)相結(jié)合的方式，保證地形信息的準(zhǔn)確性。二是在我院具備擁有較新較全的影像資料的基礎(chǔ)上，注意收集各個(gè)分環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)成果，以備應(yīng)用到應(yīng)急保障的工作中，當(dāng)出現(xiàn)應(yīng)急需求時(shí)，我們能夠根據(jù)要求按需提供高分、資三等衛(wèi)星傳感器的遙感數(shù)據(jù)成果，在此基礎(chǔ)上，我院考慮在條件允許的情況下，引入無人機(jī)及處理軟件，增強(qiáng)應(yīng)急測(cè)繪的能力。三是在精度保障上，無控時(shí)，以資三為基礎(chǔ)資料時(shí)，平面中誤差可達(dá)到8米左右（完全滿足1：25000的精度需求），高程中誤差在考慮加入似大地水準(zhǔn)面差值改正，平地高程精度可達(dá)到1米；丘陵地高程精度可達(dá)到2米，完全滿足應(yīng)急需求。有控時(shí)平面中誤差可達(dá)到2.7米左右（滿足1：10000精度指標(biāo)），有控時(shí)高程可達(dá)到0.6米左右（滿足丘陵地、山地1：10000的精度指標(biāo)）。四是在分析資源三號(hào)衛(wèi)星數(shù)據(jù)精度后，其可應(yīng)用于一些不可到達(dá)區(qū)或者不利于開展航攝地區(qū)的地貌、地形要素的獲取，而且在實(shí)際外業(yè)控制點(diǎn)的需求上，一景資三影像的范圍可能只需要一個(gè)或兩個(gè)外業(yè)控制點(diǎn)，大大減少了外業(yè)工作量，基于資三的這些特點(diǎn)，可應(yīng)用到邊境測(cè)繪等類型的項(xiàng)目。

基于衛(wèi)星傳感器的遙感應(yīng)用可應(yīng)用于邊境測(cè)繪。具體的項(xiàng)目完成：

首先是利用衛(wèi)星自帶參數(shù)類的（無控）

（1）天地圖產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目，我院完成新疆、黑龍江、吉林、遼寧、內(nèi)蒙古東部近280萬平方公里的資源三號(hào)公眾服務(wù)正射影像的制作，今年7月15日項(xiàng)目順利通過驗(yàn)收。今年我們又在去年五個(gè)省的基礎(chǔ)上承接了臺(tái)灣、海南、廣西三個(gè)省的影像制作任務(wù)，并且承接了新的“全國(guó)一版圖”任務(wù)。

（2）長(zhǎng)江水利委員會(huì)項(xiàng)目，完成長(zhǎng)江流域前后三期共7.2萬平方公里，資三和高分一號(hào)數(shù)據(jù)源的DOM制作。

（3）海河水利委員會(huì)項(xiàng)目，完成河南、河北、山西三省交界處6600平方公里資三數(shù)據(jù)源的DOM、DEM制作。

（4）廣州電力項(xiàng)目，完成西藏瓊結(jié)縣2500平方公里DSM、DOM制作以及三維展示。

（5）完成陜西2000多平方千米的DSM、DOM制作。

（6）完成珠峰主峰地區(qū)1萬平方公里范圍三維展示任務(wù)，云南大理地區(qū)6000平方公里三維展示任務(wù)，陜西全境的DOM、DEM修改、接邊和裁切。

（7）幾個(gè)國(guó)外或者邊境地區(qū)小范圍DOM、DSM制作。第二是基于控制點(diǎn)影像庫(kù)完成的項(xiàng)目

（1）武漢國(guó)土督察局項(xiàng)目，完成鄂、湘、黔三省共1.1萬平方公里的DOM制作。

（2）黃河水利委員會(huì)項(xiàng)目，完成黃河流域兩期共8萬平方公里DOM數(shù)據(jù)制作。

（3）雙城規(guī)劃局項(xiàng)目，完成雙城市轄區(qū)2景QB影像的快速制作； 第三是比較突出的其它的遙感應(yīng)用項(xiàng)目：

2014年6月，我院協(xié)助合作單位做了一個(gè)路網(wǎng)項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)，9月以路網(wǎng)實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，我院承擔(dān)來自國(guó)家審計(jì)署的全國(guó)重點(diǎn)城市閑置用地采集任務(wù)，完成全國(guó)220個(gè)城市的閑置用地采集工作，從工作區(qū)搭建、技術(shù)路線研究、網(wǎng)絡(luò)機(jī)頂盒調(diào)試，人員培訓(xùn)，到最后的成果提交，一共20多天的時(shí)間。這些項(xiàng)目均順利提交，成果質(zhì)量也得到甲方好評(píng)。2.“機(jī)頂盒”的研發(fā)與應(yīng)用

受路網(wǎng)實(shí)驗(yàn)和重點(diǎn)城市閑置用地采集項(xiàng)目啟發(fā)，從11月開始，我院開始研制“便攜式影像機(jī)頂盒”，利用瓦片技術(shù)形成影像切片，通過自主研發(fā)，實(shí)現(xiàn)影像的發(fā)布與快速更新，完成了“多源遙感影像輔助系統(tǒng)”的研發(fā)。目前已經(jīng)應(yīng)用到我院外業(yè)中隊(duì)和檢查科，實(shí)現(xiàn)了影像的便攜式快速訪問和統(tǒng)一管理，使用效果良好，提高了我院整體的生產(chǎn)工作效率，也解決了整體質(zhì)量控制的關(guān)鍵問題；同時(shí)該系統(tǒng)也是我院信息化測(cè)繪體系建設(shè)的一部分，計(jì)劃通過進(jìn)一步研發(fā)，實(shí)現(xiàn)“電子調(diào)繪”和“電子控制”，甚至“網(wǎng)絡(luò)化作業(yè)”等工作模式；接下來也計(jì)劃通過進(jìn)一步的開發(fā)推廣，獲得更廣泛的應(yīng)用和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。3.引入“適宜質(zhì)量”的概念

現(xiàn)階段，市場(chǎng)上遙感應(yīng)用方面項(xiàng)目的需求，更多的是側(cè)重實(shí)際應(yīng)用效果，并且生產(chǎn)周期較短。在這些項(xiàng)目的完成過程中我院按照甲方的實(shí)際要求，制定項(xiàng)目生產(chǎn)方案提高生產(chǎn)效率，縮短工期，實(shí)現(xiàn)成果的快速提交，成果提交后均順利通過驗(yàn)收并獲得甲方的好評(píng)。通過這種項(xiàng)目完成方式，也逐漸摸索出了應(yīng)對(duì)不同需求下的遙感數(shù)據(jù)生產(chǎn)的流程、質(zhì)檢方式及管理模式，能夠更好的應(yīng)對(duì)測(cè)繪應(yīng)急服務(wù)需求。

4.針對(duì)地理國(guó)、省情項(xiàng)目生產(chǎn)的具體需求、有針對(duì)性的進(jìn)行軟件開發(fā)工作

在地里國(guó)情、省情生產(chǎn)中開發(fā)編寫了部分程序?？偟膩碚f可分為以下兩個(gè)大類：

（1）國(guó)情數(shù)據(jù)批處理程序集

地理國(guó)情普查項(xiàng)目覆蓋面積廣，涉及的行政單元較多，生產(chǎn)作業(yè)過程中需要對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行拼接、拆分等一些處理。由于數(shù)據(jù)處理量大、人為生產(chǎn)耗時(shí)長(zhǎng)。針對(duì)此問題，我院開發(fā)了“國(guó)情數(shù)據(jù)批處理程序集”，主要包含數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)檢查、數(shù)據(jù)拼接、數(shù)據(jù)分離等功能模塊。該程序的每個(gè)功能模塊在具體的生產(chǎn)中又都經(jīng)過了進(jìn)一步優(yōu)化和調(diào)整，最終程序穩(wěn)定可靠。例如：“數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換”模塊加入了GDB數(shù)據(jù)與MDB數(shù)據(jù)相互批量轉(zhuǎn)換的兩種方式，“數(shù)據(jù)處理”模塊，針對(duì)國(guó)情數(shù)據(jù)屬性賦默認(rèn)值、賦空值、賦特定值進(jìn)行優(yōu)化；“數(shù)據(jù)拼接”模塊更新了有關(guān)MDB與GDB數(shù)據(jù)混合合并的方法。在完善國(guó)情數(shù)據(jù)批處理程序集的基礎(chǔ)上，又編寫了一些輔助功能程序，主要有查找文件、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、生成錯(cuò)誤檢查記錄、生成time文件等。

查找文件程序主要是將選擇路徑下的相同后綴名的文件按文件名和含完整路徑的方式提取出來，生成TXT文件，該功能可以對(duì)路徑下的子文件夾進(jìn)行深度搜索，方便對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合、查缺。數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)借記記錄、歸還記錄、數(shù)據(jù)狀態(tài)等信息監(jiān)測(cè)達(dá)到數(shù)據(jù)管理的一致性。（2）樣本管理程序集

由于省情樣本數(shù)據(jù)采集量大；照片、樣本庫(kù)出現(xiàn)的問題較多；為了控制遙感解譯樣本數(shù)據(jù)的質(zhì)量和外業(yè)實(shí)際需求，開發(fā)了樣本管理程序集。

其實(shí)現(xiàn)了對(duì)樣本庫(kù)中記錄進(jìn)行逐條查看、修改、刪除、檢查操作；并集成了批量刪除、批量修改、合并樣本庫(kù)、樣本檢查等方便、實(shí)用的工具；該程序在樣本處理工序提高兩倍以上工作效率。

在實(shí)際工作中，隨著樣本量不斷增大、在樣本制作過程中出現(xiàn)的照片坐標(biāo)、方位角偏移等問題越來越凸顯。對(duì)于此，又相繼開發(fā)了①通過矢量文件給對(duì)應(yīng)樣本賦值程序；②根據(jù)矢量文件的記錄提取樣本庫(kù)數(shù)據(jù)的分離程序；③根據(jù)展點(diǎn)文件和鑲嵌線景號(hào)的關(guān)系挑選每個(gè)樣本對(duì)應(yīng)所裁影像的影像挑選程序；④根據(jù)照片號(hào)、照片經(jīng)緯度、照片方位角批量改照片信息的照片修改程序。應(yīng)用上述些程序，并配合“交互式樣本處理”和“樣本批量加描述”等我院自己總結(jié)的方法，能有效的修改、編輯、檢查樣本相關(guān)項(xiàng)，在大量減少人工工作量的同時(shí)，避免了人為錯(cuò)誤的出現(xiàn)，即保證了質(zhì)量，又提高了生產(chǎn)效率。

第五篇：農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)采集體系設(shè)計(jì)思考論文

本文針對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的采集，聯(lián)系農(nóng)業(yè)監(jiān)理部門的管理，從信息交流和共享的角度出發(fā)，設(shè)計(jì)了一種農(nóng)業(yè)機(jī)械基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

需求分析

本設(shè)計(jì)的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)的共享。聯(lián)系實(shí)際需求，提供傳統(tǒng)媒體的數(shù)據(jù)共享也是不錯(cuò)的選擇。運(yùn)用對(duì)信息庫(kù)進(jìn)行新建、擴(kuò)建和整合等手段，使農(nóng)業(yè)機(jī)械基礎(chǔ)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字化，再運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)這個(gè)媒介將農(nóng)業(yè)科技信息提供給社會(huì)，達(dá)到信息資源共享的目的。此外，還可以運(yùn)用內(nèi)部網(wǎng)來將相關(guān)的信息提供給政府部門和科技管理部門。同時(shí)，本項(xiàng)目還能夠提供轉(zhuǎn)換接口，此功能就是利用傳統(tǒng)媒體來表示數(shù)據(jù)庫(kù)里面的內(nèi)容，從而擴(kuò)大農(nóng)業(yè)機(jī)械基礎(chǔ)數(shù)據(jù)共享的范圍，充分發(fā)揮農(nóng)業(yè)機(jī)械基礎(chǔ)數(shù)據(jù)具備的作用。

1系統(tǒng)功能分析

對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械實(shí)施信息化管理，首先需要對(duì)其功能需求進(jìn)行分析。農(nóng)業(yè)機(jī)械基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的主要功能包括駕駛員管理、機(jī)械管理、機(jī)械事故管理、監(jiān)理人員管理和綜合報(bào)表處理等5個(gè)方面。

1)對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械的駕駛員進(jìn)行管理。管理內(nèi)容主要包括對(duì)駕駛員進(jìn)行登記、查詢、統(tǒng)計(jì)、駕駛證和臺(tái)帳業(yè)務(wù)報(bào)表的打印，以及駕駛員的補(bǔ)證、換證、注銷、轉(zhuǎn)籍、審驗(yàn)或變更修改等。

2)對(duì)機(jī)械進(jìn)行管理。一般而言，農(nóng)業(yè)機(jī)械主要是指拖拉機(jī)和聯(lián)合收割機(jī)。對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)行管理就是指對(duì)農(nóng)機(jī)進(jìn)行登記和統(tǒng)計(jì)等，以及對(duì)拖拉機(jī)進(jìn)行檢驗(yàn)、封存與補(bǔ)證等活動(dòng)。

3)對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械的事故進(jìn)行管理。簡(jiǎn)而言之，對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械的事故進(jìn)行管理是指對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)生的事故進(jìn)行登記、調(diào)查和統(tǒng)計(jì)等。

4)農(nóng)業(yè)監(jiān)理執(zhí)法人員的管理。主要包括登記、錄入、修改、刪除、審驗(yàn)、查詢、預(yù)覽和備份農(nóng)機(jī)監(jiān)理執(zhí)法人員的各種信息，能進(jìn)行執(zhí)法證及各類統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表及各類臺(tái)帳的打印。同時(shí)，還可用于對(duì)執(zhí)法證進(jìn)行審核、檢驗(yàn)和注銷等行為。

5)進(jìn)行各種農(nóng)業(yè)機(jī)械綜合報(bào)表的生成和處理。這類活動(dòng)通常是指編制月報(bào)、季報(bào)和年報(bào)，并對(duì)編制的這些報(bào)表進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析。

2系統(tǒng)建設(shè)原則

1)實(shí)用性。一般而言，實(shí)用性要堅(jiān)持的原則就應(yīng)該體現(xiàn)出需求和技術(shù)相結(jié)合的原則，而且所研究出的系統(tǒng)應(yīng)該以滿足用戶需求為目的。

2)可擴(kuò)充性和兼容性。這個(gè)原則就是指在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，認(rèn)真分析系統(tǒng)的發(fā)展因素和歷史因素是很有必要的，從而就可以有效地把系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和產(chǎn)品的生命周期結(jié)合起來，為產(chǎn)品的升級(jí)提供方便，為功能擴(kuò)展提供接口。

3)結(jié)構(gòu)優(yōu)化。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要合理，這樣才能保證程序運(yùn)行有較快的速度，減少等待時(shí)間，提高工作效率。

4)簡(jiǎn)便性。軟件要使用大量代碼，盡量地使用自動(dòng)選擇、顯示和按鈕操作，以使操作人員更加準(zhǔn)確和簡(jiǎn)便地操作，減少人工錄入的工作量。

5)良好的人機(jī)交互性。良好的人機(jī)交互性要求具有良好的操作界面，人機(jī)交互功能主要靠可輸入輸出的外部設(shè)備和相應(yīng)的軟件來完成?？晒┤藱C(jī)交互使用的設(shè)備主要有鍵盤顯示、鼠標(biāo)和各種模式識(shí)別設(shè)備等。與這些設(shè)備相應(yīng)的軟件就是系統(tǒng)提供人機(jī)交互功能的部分。

系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械的管理，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集主要側(cè)重于地縣級(jí)和省級(jí)，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器設(shè)立在省級(jí)。地市級(jí)農(nóng)機(jī)部門建立的數(shù)據(jù)能夠存入到省級(jí)監(jiān)理部門的網(wǎng)絡(luò)中心，經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)中心對(duì)數(shù)據(jù)服務(wù)器進(jìn)行調(diào)配和分析后，達(dá)到每個(gè)授權(quán)用戶權(quán)責(zé)的功能。省縣級(jí)的農(nóng)業(yè)機(jī)械基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集和交換的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。國(guó)家級(jí)信息中心在準(zhǔn)確擁有這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源后可進(jìn)行宏觀監(jiān)管和調(diào)控，制定相應(yīng)的政策。通常情況下，國(guó)家級(jí)網(wǎng)絡(luò)中心處于核心地位，省級(jí)監(jiān)理部門屬于主干，地市級(jí)監(jiān)理部門起著基礎(chǔ)作用，而縣級(jí)監(jiān)理部門則處于依托的作用，通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)監(jiān)理網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在權(quán)利范圍內(nèi)的共享，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2所示。根據(jù)農(nóng)業(yè)機(jī)械對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)功能的需求，把農(nóng)業(yè)機(jī)械基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的采集系統(tǒng)劃分為6個(gè)模板，即拖拉機(jī)管理子系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)機(jī)械事故管理子系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)機(jī)械駕駛員管理子系統(tǒng)、聯(lián)合收割機(jī)管理子系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)機(jī)械綜合報(bào)表子系統(tǒng)以及農(nóng)機(jī)監(jiān)理人員管理子系統(tǒng)。

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計(jì)

1農(nóng)業(yè)機(jī)械駕駛員管理子系統(tǒng)。按照業(yè)務(wù)操作流程的不同，農(nóng)業(yè)機(jī)械駕駛員管理可以分為注冊(cè)審核、證件管理以及登記3方面。其中，注冊(cè)審核可以機(jī)械分為初學(xué)登記、增駕登記和審驗(yàn)。農(nóng)機(jī)駕駛員管理模塊的初學(xué)登記業(yè)務(wù)操作流程如下:首先，有意向?qū)W習(xí)農(nóng)機(jī)駕駛的人員要在自己的居住地進(jìn)行報(bào)名，填寫登記表，同時(shí)交驗(yàn)身份證件，并進(jìn)行體檢。若這些條件達(dá)到了所制定的要求后就可以對(duì)這些人員進(jìn)行科目培訓(xùn)，再進(jìn)行理論和技術(shù)科目的考試，考試成績(jī)合格者可以取得駕駛證，成為真正駕駛員。駕駛員需要增駕時(shí)，需持本人駕駛證及有效身份證件到農(nóng)機(jī)監(jiān)理機(jī)構(gòu)填寫相關(guān)申請(qǐng)材料，并經(jīng)過增駕考試，符合規(guī)定的領(lǐng)發(fā)新證。證件管理就是指農(nóng)機(jī)的駕駛證出現(xiàn)遺失、有效期滿、被盜或損壞等情況下，持本人有效證件到當(dāng)?shù)剞r(nóng)機(jī)監(jiān)理機(jī)構(gòu)辦理相關(guān)手續(xù)。這些業(yè)務(wù)大體分為掛失、補(bǔ)發(fā)和換發(fā)等，其流程基本一致。農(nóng)機(jī)駕駛員因調(diào)動(dòng)或其駕駛證的內(nèi)容有變更的情況下，需要及時(shí)到農(nóng)機(jī)監(jiān)理機(jī)構(gòu)辦理登記手續(xù)，通常包括轉(zhuǎn)籍和變更兩種情況。具體來講，轉(zhuǎn)籍就是指轉(zhuǎn)入和轉(zhuǎn)出。當(dāng)轉(zhuǎn)入的時(shí)候，農(nóng)機(jī)駕駛員應(yīng)該憑自己的有效證件到農(nóng)機(jī)監(jiān)理部門辦理相關(guān)的轉(zhuǎn)入手續(xù);當(dāng)轉(zhuǎn)出的時(shí)候，農(nóng)機(jī)駕駛員也應(yīng)該憑自己的有效證件到農(nóng)機(jī)監(jiān)理部門辦理相關(guān)的轉(zhuǎn)出手續(xù)，農(nóng)機(jī)監(jiān)理機(jī)構(gòu)就會(huì)把駕駛員的檔案及時(shí)轉(zhuǎn)給新籍的農(nóng)機(jī)監(jiān)理部門，同時(shí)也將轉(zhuǎn)出的事項(xiàng)標(biāo)注在駕駛證上。農(nóng)機(jī)駕駛員管理子模塊功能結(jié)構(gòu)如圖3所示。

2拖拉機(jī)管理子系統(tǒng)。在對(duì)拖拉機(jī)進(jìn)行管理的過程中，各縣、區(qū)、市的農(nóng)機(jī)監(jiān)理站都應(yīng)該面向機(jī)手，主動(dòng)擔(dān)當(dāng)并做好基礎(chǔ)的管理工作，如報(bào)戶、建檔、異動(dòng)登記和管理原始檔案等。另外，農(nóng)機(jī)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要目的就是解決拖拉機(jī)登記、統(tǒng)計(jì)以及駕駛證的審驗(yàn)、異動(dòng)與封存等相關(guān)的業(yè)務(wù)。通常情況下，這個(gè)模塊的拖拉機(jī)分為小型拖拉機(jī)和大中型拖拉機(jī)。小型拖拉機(jī)就是指發(fā)動(dòng)機(jī)功率不足14．7kW的拖拉機(jī)，而大中型拖拉機(jī)就是指發(fā)動(dòng)功率大于14．7kW的拖拉機(jī)。一般而言，拖拉機(jī)管理模塊的基本數(shù)據(jù)是指拖拉機(jī)的機(jī)主、號(hào)牌、地址、聯(lián)系方式、機(jī)器的類型、出廠日期、制造商、功率、核定質(zhì)量、發(fā)動(dòng)機(jī)號(hào)、顏色、登記時(shí)間和所在管轄區(qū)等相關(guān)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息。拖拉機(jī)管理模塊功能結(jié)構(gòu)如圖4所示。

3聯(lián)合收割機(jī)管理子系統(tǒng)。聯(lián)合收割機(jī)管理模塊進(jìn)行聯(lián)合收割機(jī)數(shù)據(jù)的提取、查詢、統(tǒng)計(jì)、分析處理和對(duì)全國(guó)聯(lián)合收割機(jī)的監(jiān)控指揮。聯(lián)合收割機(jī)的查詢是為了進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，以便對(duì)聯(lián)合收割機(jī)進(jìn)行監(jiān)控和宏觀調(diào)配，主要是對(duì)號(hào)牌號(hào)碼、機(jī)主、轄區(qū)、廠牌型號(hào)或登記日期等信息的查詢。統(tǒng)計(jì)分析是對(duì)其檔案進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，主要包括機(jī)械類型分布、使用年限分布、機(jī)型分布、驅(qū)動(dòng)方式分析等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

4農(nóng)業(yè)機(jī)械事故管理子系統(tǒng)。簡(jiǎn)而言之，農(nóng)業(yè)機(jī)械事故管理的模塊就是采集、統(tǒng)計(jì)和分析農(nóng)業(yè)機(jī)械事故的數(shù)據(jù)，在對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后研究出事故發(fā)生存在的隱患或者規(guī)律，從而有效地對(duì)農(nóng)機(jī)事故進(jìn)行預(yù)測(cè)和監(jiān)管。農(nóng)機(jī)事故管理模塊統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括:24h發(fā)生事故起數(shù)和死亡人員統(tǒng)計(jì);月事故數(shù)和月死亡人數(shù);各縣農(nóng)機(jī)事故數(shù)和死亡人數(shù);農(nóng)機(jī)事故原因統(tǒng)計(jì)，包括無證駕駛、酒后駕駛、超速超載、機(jī)械故障和操作失誤等;事故路面類型統(tǒng)計(jì);事故路面坡度統(tǒng)計(jì)和事故氣候統(tǒng)計(jì)等。

5農(nóng)機(jī)監(jiān)理人員管理子系統(tǒng)。農(nóng)機(jī)監(jiān)理執(zhí)法人員管理模塊就是對(duì)農(nóng)機(jī)監(jiān)理人員的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、統(tǒng)計(jì)與分析，并對(duì)我國(guó)農(nóng)機(jī)監(jiān)理執(zhí)法人員進(jìn)行管理。在對(duì)農(nóng)機(jī)監(jiān)理人員檔案進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析后，再對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)我國(guó)農(nóng)機(jī)監(jiān)理執(zhí)法人員的管理和控制。通常這個(gè)模塊的主要內(nèi)容是指查詢或者統(tǒng)計(jì)農(nóng)機(jī)監(jiān)理執(zhí)法證號(hào)、根據(jù)執(zhí)法人員所在管理轄區(qū)的代碼進(jìn)行查詢或按農(nóng)機(jī)監(jiān)理執(zhí)法人員職稱查詢等。

6農(nóng)業(yè)機(jī)械綜合報(bào)表子系統(tǒng)。通常情況下，農(nóng)業(yè)機(jī)械綜合報(bào)表的子系統(tǒng)是指實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械報(bào)表的編制，并對(duì)這些報(bào)表上的數(shù)據(jù)進(jìn)行上報(bào)、統(tǒng)計(jì)和分析。這些報(bào)表包括月報(bào)、季報(bào)和年報(bào)。月報(bào)，如農(nóng)業(yè)機(jī)械事故月報(bào)表;季報(bào)，如報(bào)戶建檔拖拉機(jī)情況季度表、拖拉機(jī)及駕駛員增減分析季報(bào)表;年報(bào)，如拖拉機(jī)駕駛員考試情況統(tǒng)計(jì)報(bào)表、地縣農(nóng)機(jī)監(jiān)理業(yè)務(wù)培訓(xùn)情況表和農(nóng)業(yè)機(jī)械事故情況年報(bào)表等。

結(jié)論與展望

農(nóng)業(yè)機(jī)械基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)能對(duì)信息庫(kù)進(jìn)行新建、擴(kuò)建與整合等，從而使得農(nóng)業(yè)機(jī)械基礎(chǔ)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字化，再運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)這個(gè)媒介將農(nóng)業(yè)科技信息提供給社會(huì)，達(dá)到信息資源共享的目的。此外，還可以運(yùn)用內(nèi)部網(wǎng)來將相關(guān)的信息提供給政府部門和科技管理部門。本文從理論上對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行了研究和設(shè)計(jì)，下一步需要在具體的開發(fā)環(huán)境中對(duì)其進(jìn)行開發(fā)實(shí)現(xiàn)。