第一篇：一種靈活的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)論文

摘要：網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)正在日益興起，在多樣化的教與學(xué)過(guò)程中充分利用網(wǎng)絡(luò)上日益豐富的學(xué)習(xí)資源，滿足不同層次求學(xué)者的需要。對(duì)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)中學(xué)習(xí)者的各項(xiàng)學(xué)習(xí)行為進(jìn)行分析，從中找出學(xué)習(xí)者群體的特征和個(gè)體的特點(diǎn)，從而幫助教育者促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)教與學(xué)的建設(shè)是目前迫切學(xué)要解決的問題。本文結(jié)合當(dāng)前主流的學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)采集和分析的方法的優(yōu)點(diǎn)和不足，提出了一種基于數(shù)據(jù)流獲取的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)采集與分析的方案，詳細(xì)介紹了數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)分析的方法，并探討了實(shí)現(xiàn)這套方案的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)。該軟件系統(tǒng)具有較強(qiáng)的靈活性和實(shí)用性，能夠幫助學(xué)習(xí)者和教育者進(jìn)行更加有效網(wǎng)絡(luò)教與學(xué)。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)；學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)采集；學(xué)習(xí)行為分析；數(shù)據(jù)流獲取；文本挖掘

1.引言

現(xiàn)代教育教學(xué)除了傳統(tǒng)的課堂教學(xué)和實(shí)踐培訓(xùn)外，越來(lái)越多地采用了網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的方式。網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)可以分為兩種類型，一種是集中式網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，比如遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)教育以及企事業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)培訓(xùn)；一種是發(fā)散式網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，比如在學(xué)生在互聯(lián)網(wǎng)上廣泛、分散地查閱資料等自主學(xué)習(xí)。不論哪一種方式的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)都能在多樣化的教與學(xué)過(guò)程中，充分利用網(wǎng)絡(luò)上日益豐富的學(xué)習(xí)資源，滿足不同層次求學(xué)者的需要。

對(duì)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)中學(xué)習(xí)者的各項(xiàng)學(xué)習(xí)行為進(jìn)行分析，從中找出學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)規(guī)律，可以幫助教育者不斷修正目前還不成熟的網(wǎng)絡(luò)學(xué)與教，促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)教育的建設(shè)。

對(duì)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為進(jìn)行分析，首先需要采集學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)過(guò)程中的學(xué)習(xí)行為信息數(shù)據(jù)，然后對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行集成、分類和分析。目前，基于計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)采集與分析的常用方法主要有兩類，一是基于Web服務(wù)（Web Services）的方法[1][2]，一是基于Web日志挖掘（Web Usage Mining）的方法[3][4]。目前，基于Web Services的方法應(yīng)用較多，但這種方法也存在比較明顯的不足，主要是：只能得到在該網(wǎng)站進(jìn)行學(xué)習(xí)的注冊(cè)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)，并對(duì)他們的學(xué)習(xí)行為進(jìn)行分析，具有局限性；這樣的系統(tǒng)開發(fā)要與網(wǎng)站程序的設(shè)計(jì)以及數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)同步進(jìn)行，才能做到無(wú)縫集成，專用性強(qiáng)，靈活性較差。Web Usage Mining的不足在于Web日志和客戶端數(shù)據(jù)不容易得到，即使得到了，也和Web安全的相關(guān)原則有沖突，而且這些數(shù)據(jù)都是學(xué)習(xí)者通過(guò)該Web服務(wù)器時(shí)留下的，同樣存在局限性。

通過(guò)實(shí)際對(duì)比分析和研究發(fā)現(xiàn)，如果能結(jié)合上述兩者，就將是一種比實(shí)用的解決方案。本方案的基本思路是：在服務(wù)器或網(wǎng)關(guān)上使用netmate進(jìn)行數(shù)據(jù)流捕獲，然后處理并輸出為文本，然后使用文本挖掘的成熟算法進(jìn)行處理，得到網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的特點(diǎn)、偏好等學(xué)習(xí)規(guī)律，幫助教育者進(jìn)行教育學(xué)分析，從而有效地指導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)和教學(xué)的建設(shè)。

2.學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)采集

學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)的采集是進(jìn)行學(xué)習(xí)行為分析的前提，是整個(gè)方案的基礎(chǔ)。學(xué)生網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)的采集是一種基于開源軟件netmate的數(shù)據(jù)流自動(dòng)獲取，這種方式很容易對(duì)流經(jīng)節(jié)點(diǎn)服務(wù)器或網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)流進(jìn)行實(shí)時(shí)獲取，然后回根據(jù)netmate提供的接口，生成文本已備后續(xù)的文本處理。

2.1數(shù)據(jù)流獲取

數(shù)據(jù)流獲取是網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)采集的第一步。這種獲取是實(shí)時(shí)的、基于隨機(jī)樣本的，由于樣本容量可以取很大，即使出現(xiàn)丟包的情況，也能夠接近實(shí)際情況。由于經(jīng)過(guò)節(jié)點(diǎn)服務(wù)器或者網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)流既有流入的也有流出的，因此既能夠獲取到學(xué)習(xí)者在站或者內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)上的集中式學(xué)習(xí)的行為數(shù)據(jù)，又能夠獲取到學(xué)習(xí)者通過(guò)服務(wù)器或網(wǎng)關(guān)進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)散式學(xué)習(xí)的行為數(shù)據(jù)。由此可見，這樣的基于數(shù)據(jù)流的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)采集能夠滿足前述兩種主要的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)方式。

首先要在節(jié)點(diǎn)服務(wù)器或者網(wǎng)關(guān)計(jì)算機(jī)上安裝好netmate及配套的庫(kù)（libpcap、readline），然后根據(jù)數(shù)據(jù)獲取的需求在配置文件（netmate.conf.xml）中進(jìn)行配置，主要是根據(jù)需求制定自己的規(guī)則（rule）。在netmate工作過(guò)程中，根據(jù)制訂好的規(guī)則，會(huì)將獲取到的數(shù)據(jù)流以指定的形式進(jìn)行輸出。

由于netmate部署的位置可以根據(jù)需要而改變，獲得的文本可以通過(guò)傳送工具傳到指定的目的主機(jī)，因此具有很強(qiáng)的靈活。在集中式網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)中，如果獲取點(diǎn)在遠(yuǎn)程教育網(wǎng)站上，則可以獲取在該網(wǎng)站學(xué)習(xí)的所有學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)信息，如果獲取點(diǎn)在校園網(wǎng)的Web服務(wù)器上，就可以獲取該校校園網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源的利用情況；在發(fā)散式網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)中，如果獲取點(diǎn)在校園網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上，就可以獲取全校學(xué)生在互聯(lián)網(wǎng)上的學(xué)習(xí)情況，如果獲取點(diǎn)在某個(gè)院系的網(wǎng)關(guān)服務(wù)器上，就可以獲取該院系的學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室在各個(gè)時(shí)段的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)情況。

3.學(xué)習(xí)行為的文本挖掘

文本挖掘也被稱作文本數(shù)據(jù)挖掘，是指從文本中得到高質(zhì)量的、事先未知的、可理解的信息的過(guò)程。在得到通過(guò)節(jié)點(diǎn)服務(wù)器的數(shù)據(jù)文本后，就可以進(jìn)行文本分類，從中找出網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)行為的特點(diǎn)以及一些規(guī)律。

3.1文本預(yù)處理

在進(jìn)行文本分類之前，須先對(duì)文本文檔進(jìn)行預(yù)處理，并將信息存放在比文本數(shù)據(jù)更適合處理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中。對(duì)英文單詞而言，動(dòng)詞的不同時(shí)態(tài)一般在動(dòng)詞后加后綴表示（ing或ed），而單詞的基本意義還是在原形式上，這時(shí)就需要進(jìn)行詞根還原，將一個(gè)詞加后綴后的形式還原為它們基本形式。對(duì)中文文本的理解在于正確地?cái)嗑洌捎谥形脑~與詞之間沒有空格，因此在進(jìn)行中文文本挖掘之前，需要對(duì)文本進(jìn)行分詞處理，把中文的漢字序列切分成有意義的詞。

在預(yù)處理的末期，將得到非常巨大的向量空間，這時(shí)需要進(jìn)行特征降維處理。由于不同的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)同一學(xué)習(xí)行為的界定原本就不是很明確，因此采用了卡方統(tǒng)計(jì)（CHI）算法進(jìn)行特征選擇，接下來(lái)采用聚類方法進(jìn)行特征提取。

3.2文本分類

在特征降維之后，應(yīng)用分類器對(duì)文本分類。目前的分類器大致可分為兩類：基于統(tǒng)計(jì)的分類器和基于語(yǔ)義的分類器?；诮y(tǒng)計(jì)的方法中，成熟的有中心法，樸素貝葉斯，支持向量機(jī)?；谡Z(yǔ)義的有決策樹等。通過(guò)比較算法實(shí)現(xiàn)的難度和算法能達(dá)到的精度，本案采用了基于統(tǒng)計(jì)的分類器，通過(guò)支持向量機(jī)算法來(lái)實(shí)現(xiàn)。

4.采集和分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

通過(guò)前面的描述，對(duì)本案采集和分析系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)地分析。

系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)結(jié)合前述采用的算法和工具，自行開發(fā)的一些軟件模塊，從而構(gòu)成一個(gè)比較完整的采集和分析系統(tǒng)。軟件的結(jié)構(gòu)如圖1所示。系統(tǒng)采用客戶機(jī)/服務(wù)器模式，數(shù)據(jù)流獲取與傳輸模塊作為客戶機(jī)端模塊，部署在獲取點(diǎn)計(jì)算機(jī)上，其余模塊作為服務(wù)器端模塊，部署在文本處理和分析的主機(jī)上。

4.1數(shù)據(jù)流獲取與傳輸模塊

數(shù)據(jù)流獲取與傳輸負(fù)責(zé)對(duì)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)進(jìn)行廣泛的采集，然后將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街付ǖ闹鳈C(jī)上。如前所述，數(shù)據(jù)流獲取通過(guò)netmate進(jìn)行，當(dāng)配置為text輸出時(shí)，就會(huì)取得需要的數(shù)據(jù)流文本。考慮到當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)基本都是高速的，在獲取數(shù)據(jù)流的過(guò)程中對(duì)服務(wù)器的需求已經(jīng)很高，因此，將這些文本數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程主機(jī)的學(xué)習(xí)行為樣本庫(kù)中，然后再進(jìn)行離線處理和分析工作。遠(yuǎn)程傳輸部分采用多線程的TCP套接字實(shí)現(xiàn)。recConfig也采用多線程的TCP套接字實(shí)現(xiàn)，用來(lái)接收來(lái)自于遠(yuǎn)程主機(jī)上Configer的參數(shù)，對(duì)采集端的配置參數(shù)進(jìn)行修正，然后重啟netmate和remTrans。

4.2學(xué)習(xí)行為樣本庫(kù)

學(xué)習(xí)行為樣本庫(kù)存放從各個(gè)獲取點(diǎn)得到學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)樣本，并以文本文件形式存放。樣本庫(kù)中的文本根據(jù)其采集時(shí)間或者指定來(lái)源進(jìn)行簡(jiǎn)單檢索4.3文本分析模塊文本分析模塊負(fù)責(zé)對(duì)學(xué)習(xí)行為樣本庫(kù)中的文本進(jìn)行分析，包括文本預(yù)處理（Preproceed）、文本分類（Classify）、輸出（Export）和模式調(diào)整（RecModify）四個(gè)部分。PreProceed和Classify如前面敘述所設(shè)計(jì)。Export負(fù)責(zé)把經(jīng)過(guò)分類的文本數(shù)據(jù)輸出為Weka的數(shù)據(jù)格式，或者直接把各分類的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果輸出到屏幕。RecModify接收來(lái)自Modifer的模式調(diào)整參數(shù)，并重啟PreProceed和Classify，以便對(duì)文本挖掘的調(diào)整馬上生效。

4.4可視化顯示模塊

可視化顯示模塊主要是利用Weka工具提供的可視化功能，對(duì)文本分析的結(jié)果進(jìn)行顯示，或者做進(jìn)一步的關(guān)聯(lián)規(guī)則分析并可視化輸出。

4.5運(yùn)行控制模塊

運(yùn)行控制模塊主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)運(yùn)行期間對(duì)數(shù)據(jù)獲取和文本分析兩個(gè)模塊的運(yùn)行參數(shù)作調(diào)整，以便系統(tǒng)能夠靈活處理需求變化。其中，Configer針對(duì)netmate配置文件和遠(yuǎn)程傳輸?shù)刂愤M(jìn)行調(diào)整，為多線程TCP服務(wù)器套接字設(shè)計(jì)；Modier對(duì)文本預(yù)處理和文本分類的模式進(jìn)行調(diào)整。

結(jié)束語(yǔ)

本文提出了一個(gè)比較靈活的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)，采用了開源軟件工具和成熟的算法，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)采集和學(xué)習(xí)行為的分析。遠(yuǎn)程傳輸模塊的設(shè)計(jì)大大方便了對(duì)學(xué)習(xí)行為分析的本地化，在每個(gè)階段都設(shè)計(jì)了相應(yīng)的反饋和調(diào)整模塊使得系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中能適應(yīng)具體環(huán)境。系統(tǒng)還處在試驗(yàn)的階段，下一步將繼續(xù)完善與改進(jìn)，除了分類算法改進(jìn)外，結(jié)果可視化也需要改進(jìn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]Karin Anna Hummel，Helmut Hlavacs Anytime.AnywhereLearning Behavior Using a Web-Based Platform for a University Lecture.[EB/OLD.004km.cnponent analysis of SOM clusters.Proceedings of theIEEE International Conference on Advanced Learning Technologies,2004

[4]黎孟雄.基于Web挖掘的遠(yuǎn)程教學(xué)質(zhì)量跟蹤系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].河南科技大學(xué)學(xué)報(bào),2007(28)

[5]黃克斌,王鋒,王會(huì)霞.智能化網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)行為分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].中國(guó)教育信息化,2008(3)

第二篇：FPGA數(shù)據(jù)采集與回放系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文

FPGA數(shù)據(jù)采集與回放系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文

在個(gè)人成長(zhǎng)的多個(gè)環(huán)節(jié)中，大家或多或少都會(huì)接觸過(guò)論文吧，論文是我們對(duì)某個(gè)問題進(jìn)行深入研究的文章。怎么寫論文才能避免踩雷呢？下面是小編為大家整理的FPGA數(shù)據(jù)采集與回放系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文，歡迎閱讀，希望大家能夠喜歡。

1系統(tǒng)及其原理

基于通用信號(hào)處理開發(fā)板，利用FPGA技術(shù)控制AD9233芯片對(duì)目標(biāo)模擬信號(hào)采樣，再將采樣量化后的數(shù)據(jù)寫入U(xiǎn)SB接口芯片CY7C68013的FIFO中，F(xiàn)IFO寫滿后采用自動(dòng)觸發(fā)工作方式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇C機(jī)。利用VC＋＋6．0軟件編寫上位機(jī)實(shí)現(xiàn)友好的人機(jī)交互界面，將傳輸?shù)絇C機(jī)上的數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存和實(shí)時(shí)回放。本系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)以下兩大功能：1）ADC模塊對(duì)目標(biāo)模擬信號(hào)進(jìn)行采樣，利用FPGA技術(shù)將采樣后的數(shù)據(jù)傳輸?shù)経SB接口芯片CY7C68013的FIFO中存儲(chǔ)。2）運(yùn)用USB2．0總線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，將雷達(dá)回波信號(hào)數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇C機(jī)實(shí)時(shí)回放。分為應(yīng)用層、內(nèi)核層和物理層3部分。應(yīng)用層和內(nèi)核層主要由軟件實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用層采用VC＋＋6．0開發(fā)用戶界面程序，為用戶提供可視化操作界面。內(nèi)核層基于DriverWorks和DDK開發(fā)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序，主要起應(yīng)用軟件與硬件之間的橋梁作用，把客戶端的控制命令或數(shù)據(jù)流傳到硬件中，同時(shí)把硬件傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存。物理層主要以FPGA為核心，對(duì)USB接口芯片CY7C68013進(jìn)行控制，通過(guò)USB2．0總線實(shí)現(xiàn)對(duì)中頻信號(hào)采集。系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用自底向上的方法，從硬件設(shè)計(jì)開始逐步到最終的應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)。

2硬件設(shè)計(jì)

FPGA在觸發(fā)信號(hào)下，控制ADC采樣輸入信號(hào)，并存入FIFO中。當(dāng)存滿時(shí)，將數(shù)據(jù)寫入U(xiǎn)SB接口芯片CY7C68013，同時(shí)切換另一塊FIFO接收ADC轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)乒乓存儲(chǔ)，以提高效率。FPGA模塊的一個(gè)重要作用是控制USB接口芯片CY7C68013。當(dāng)ADC采樣后，數(shù)據(jù)進(jìn)入FPGA模塊，F(xiàn)PGA控制數(shù)據(jù)流將其寫入CY7C68013的FIFO中，以便于USB向PC機(jī)傳輸。CY7C68013的數(shù)據(jù)傳輸模式采用異步slaveFIFO和同步slaveFIFO切換模式。通過(guò)實(shí)測(cè)，前者傳輸速度約為5～10Mbit／s，后者傳輸速度最高可達(dá)20Mbit／s，傳輸速度的提高可通過(guò)更改驅(qū)動(dòng)程序的讀取方式實(shí)現(xiàn)。

3軟件設(shè)計(jì)

3．1USB驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)

USB2．0總線傳輸技術(shù)最高速率可達(dá)480Mbit／s。本系統(tǒng)采用批量傳輸?shù)膕laveFIFO模式。CY7C68013芯片內(nèi)部提供了多個(gè)FIFO緩沖區(qū)，外部邏輯可對(duì)這些端點(diǎn)FIFO緩沖區(qū)直接進(jìn)行讀寫操作。在該種傳輸模式下，USB數(shù)據(jù)在USB主機(jī)與外部邏輯通信時(shí)無(wú)需CPU的干預(yù)，可大大提高數(shù)據(jù)傳輸速度。Cypress公司為CY7C68013芯片提供了通用的驅(qū)動(dòng)程序，用戶可根據(jù)需求開發(fā)相應(yīng)的固件程序。

3．2FPGA模塊程序設(shè)計(jì)

系統(tǒng)中FPGA模塊的'核心作用是控制AD9233芯片進(jìn)行采樣。AD9233作為高速采樣芯片，其最高采樣速率達(dá)125Mbit／s，最大模擬帶寬為650MHz。通過(guò)改變采樣速率可使該系統(tǒng)采集不同速率需求的信號(hào)，擴(kuò)展了該系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。描述FPGA控制USB數(shù)據(jù)寫入接口芯片F(xiàn)IFO的狀態(tài)機(jī)如圖6所示。狀態(tài)1表示指向INFIFO，觸發(fā)FIFOADR［1：0］，轉(zhuǎn)向狀態(tài)2；狀態(tài)2表示若FIFO未滿則轉(zhuǎn)向狀態(tài)3，否則停留在狀態(tài)2；狀態(tài)3表示驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)到總線上，通過(guò)觸發(fā)SLWR寫數(shù)據(jù)到FIFO并增加FIFO的指針，然后轉(zhuǎn)向狀態(tài)4；狀態(tài)4表示若還有數(shù)據(jù)寫則轉(zhuǎn)向狀態(tài)2，否則轉(zhuǎn)向完成。

3．3上位機(jī)設(shè)計(jì)

為實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，利用VC＋＋MFC在PC機(jī)上編寫了可視化操作界面，即上位機(jī)。上位機(jī)既用于數(shù)據(jù)采集的控制，同時(shí)也用于采集數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)回放。上位機(jī)界面如圖7所示。上位機(jī)主要功能：

1）按下“檢測(cè)USB”按鈕，可檢測(cè)USB是否連接正常，并顯示USB基本信息。

2）按下“開始采集”按鈕，可將采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇C機(jī)并實(shí)時(shí)回放數(shù)據(jù)波形；再次按下“開始采集”按鈕，可暫停數(shù)據(jù)波形回放。

3）按下“保存數(shù)據(jù)”按鈕，可將采集的數(shù)據(jù)以＊．dat文件的形式存儲(chǔ)到PC機(jī)硬盤。

4）按下“結(jié)束采集”按鈕，可關(guān)閉采集系統(tǒng)并退出界面；或按下“確定”和“取消”按鈕，也可直接退出界面。

4系統(tǒng)實(shí)測(cè)

為了測(cè)試數(shù)據(jù)采集與回放系統(tǒng)，利用通用信號(hào)處理開發(fā)板設(shè)計(jì)了DDS模塊。該DDS模塊產(chǎn)生一個(gè)正弦波作為測(cè)試信號(hào)，通過(guò)AD9744芯片轉(zhuǎn)換后變?yōu)槟M信號(hào)輸出，并將此輸出信號(hào)接至示波器以便驗(yàn)證系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集與回放系統(tǒng)的實(shí)物圖及系統(tǒng)實(shí)測(cè)波形與回放波形。

5結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)實(shí)際測(cè)試，基于FPGA的數(shù)據(jù)采集與回放系統(tǒng)達(dá)到了預(yù)期設(shè)計(jì)的要求。此系統(tǒng)能夠?qū)δ繕?biāo)模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并能對(duì)采集的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)回放，且可將數(shù)據(jù)以＊．dat文件的形式存入PC機(jī)硬盤；系統(tǒng)具有高速的采集傳輸功能，上位機(jī)能夠?qū)崟r(shí)、動(dòng)態(tài)地回放數(shù)據(jù)；信號(hào)采集板和處理板共用一套硬件，避免了重復(fù)制板，在實(shí)際調(diào)試時(shí)可方便地在信號(hào)采集與信號(hào)處理的工作模式間來(lái)回切換，提高了工作效率。原驅(qū)動(dòng)程序官方版本為了滿足通用性和穩(wěn)定性的要求，限制了傳輸速率，本設(shè)計(jì)開發(fā)了相應(yīng)的USB驅(qū)動(dòng)程序，提高了傳輸速率。

第三篇：人才培養(yǎng)工作狀態(tài)數(shù)據(jù)采集與管理論文

摘要：《高等職業(yè)院校人才培養(yǎng)工作狀態(tài)數(shù)據(jù)采集平臺(tái)》（以下簡(jiǎn)稱“數(shù)據(jù)平臺(tái)”）是高職評(píng)估的重要組成部分，已被廣泛應(yīng)用于國(guó)家優(yōu)質(zhì)院校建設(shè)和創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃等多個(gè)領(lǐng)域?！皵?shù)據(jù)平臺(tái)”研究將有助于高職學(xué)院監(jiān)測(cè)學(xué)院人才培養(yǎng)工作狀況、了解自身優(yōu)勢(shì)與存在差距，從而成功應(yīng)對(duì)面臨問題與挑戰(zhàn)，促進(jìn)學(xué)校健康穩(wěn)定發(fā)展。

關(guān)鍵詞：高職院校；數(shù)據(jù)平臺(tái)；研究

1高職院校人才培養(yǎng)狀態(tài)數(shù)據(jù)采集與管理平臺(tái)發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀

自2008年《教育部關(guān)于印發(fā)<高等職業(yè)院校人才培養(yǎng)工作評(píng)估方案>的通知》（教高〔2008〕5號(hào)）中要求“所有獨(dú)立設(shè)置的高等職業(yè)院校自本評(píng)估方案發(fā)布起，每學(xué)必須按要求填報(bào)“數(shù)據(jù)平臺(tái)”以來(lái)，數(shù)據(jù)采集工作已經(jīng)開展了十余年，平臺(tái)已從最初的標(biāo)準(zhǔn)版（見圖1）發(fā)展為網(wǎng)絡(luò)版（見圖2）。2013年，高職狀態(tài)數(shù)據(jù)中心（見圖3）的創(chuàng)立實(shí)現(xiàn)了國(guó)、省、校數(shù)十億條數(shù)據(jù)相互關(guān)聯(lián)和貫通，標(biāo)志著“數(shù)據(jù)平臺(tái)”由數(shù)據(jù)采集向應(yīng)用發(fā)展。2015年，教育部印發(fā)《高等職業(yè)教育創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃（2015-2018年）》，提出了要“穩(wěn)步推進(jìn)高等職業(yè)院校人才培養(yǎng)工作狀態(tài)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的建設(shè)、部署與應(yīng)用，逐步加強(qiáng)狀態(tài)數(shù)據(jù)在宏觀管理、行政決策、院校治理、教學(xué)改革、報(bào)告中的基礎(chǔ)性作用?！边z憾的是，很多高校雖然開始重視數(shù)據(jù)平臺(tái)的應(yīng)用，但主要集中在數(shù)據(jù)查詢、填寫報(bào)表、完成質(zhì)量報(bào)告等，制約了數(shù)據(jù)平臺(tái)使用效率的充分發(fā)揮。鑒于此，對(duì)“數(shù)據(jù)平臺(tái)”的進(jìn)行應(yīng)用研究是很有必要的。

2數(shù)據(jù)平臺(tái)數(shù)據(jù)功能分析與應(yīng)用研究

2.1數(shù)據(jù)平臺(tái)的功能分析

2.1.1統(tǒng)計(jì)匯總功能數(shù)據(jù)平臺(tái)作為一個(gè)數(shù)據(jù)采集平臺(tái)，可以統(tǒng)計(jì)匯總學(xué)院辦學(xué)條件與教學(xué)工作現(xiàn)狀的基本信息：院?；巨k學(xué)條件、院校領(lǐng)導(dǎo)、實(shí)踐辦學(xué)條件、辦學(xué)經(jīng)費(fèi)、信息化資源、固定資產(chǎn)、師資隊(duì)伍、專業(yè)設(shè)置、課程設(shè)置、教學(xué)管理與教學(xué)研究、社會(huì)評(píng)價(jià)、學(xué)生就業(yè)信息、他補(bǔ)充信息和案例分析等。這些信息的統(tǒng)計(jì)匯總為學(xué)院了解自身辦學(xué)條件與教學(xué)工作現(xiàn)狀，進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢提供了便利。2.1.2管理監(jiān)控功能數(shù)據(jù)平臺(tái)通過(guò)采集反映學(xué)校人才培養(yǎng)工作全過(guò)程的各項(xiàng)主要狀態(tài)數(shù)據(jù)，為學(xué)校提供了一種有效管理的工具和方法[1]；教育行政部門通過(guò)數(shù)據(jù)平臺(tái)能及時(shí)準(zhǔn)確掌握高職院校人才培養(yǎng)工作現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)和存在問題，強(qiáng)化宏觀監(jiān)控和指導(dǎo)的針對(duì)性；社會(huì)各界通過(guò)數(shù)據(jù)平臺(tái)能了解高職教育發(fā)展?fàn)顩r，監(jiān)督高職教育發(fā)展。[2]2.1.3比較分析功能高職數(shù)據(jù)中心對(duì)每所高職學(xué)校自2013年以來(lái)的數(shù)據(jù)平臺(tái)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析比較，形成高職學(xué)校的支持度、置信度、發(fā)散度和達(dá)標(biāo)率儀表盤；對(duì)學(xué)校數(shù)據(jù)與全國(guó)示范中心數(shù)據(jù)、國(guó)家骨干及省示范中位數(shù)、同類中位數(shù)、省中位數(shù)、全國(guó)中位數(shù)和合格指標(biāo)進(jìn)行比較分析，形成“診改核心指標(biāo)”“案例分析指標(biāo)”和“相對(duì)分析指標(biāo)”；對(duì)學(xué)院數(shù)據(jù)2013年以來(lái)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，形成“數(shù)據(jù)綜合應(yīng)用”等。這些非常有利于學(xué)校分析評(píng)價(jià)自身人才培養(yǎng)工作狀態(tài)。

2.2數(shù)據(jù)平臺(tái)應(yīng)用研究

2.2.1監(jiān)測(cè)辦學(xué)現(xiàn)狀數(shù)據(jù)平臺(tái)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)匯總功能使高職學(xué)校能了解學(xué)院發(fā)展現(xiàn)狀，尤其是案例分析和新增核心指標(biāo)匯總數(shù)據(jù)更是方便學(xué)院監(jiān)測(cè)發(fā)展優(yōu)勢(shì)與短板，揚(yáng)長(zhǎng)補(bǔ)短。例如，某院生均教學(xué)科研儀器設(shè)備值高于核心指標(biāo)中評(píng)估指標(biāo)4000元/生，但新增值低于核心指標(biāo)中設(shè)定的10%時(shí)，就可監(jiān)測(cè)出其科研儀器設(shè)備投入過(guò)低，需要適時(shí)上調(diào)學(xué)院科研儀器或?qū)嵱?xùn)設(shè)備購(gòu)置預(yù)算，以滿足學(xué)院發(fā)展需求。

2.2.2服務(wù)內(nèi)部診改當(dāng)前，在大多數(shù)學(xué)校沒有建立“校本數(shù)據(jù)平臺(tái)”的情況下，可以通過(guò)“數(shù)據(jù)平臺(tái)”“校級(jí)數(shù)據(jù)中心”收集數(shù)據(jù)，開展學(xué)校內(nèi)部診改工作。首先，按診改5個(gè)層面梳理平臺(tái)，找出對(duì)應(yīng)關(guān)系：學(xué)校層面對(duì)應(yīng)平臺(tái)一級(jí)目錄基本信息、院校領(lǐng)導(dǎo)、基本辦學(xué)條件、辦學(xué)經(jīng)費(fèi)、教學(xué)管理與教學(xué)研究和社會(huì)評(píng)價(jià)；專業(yè)層面對(duì)應(yīng)專業(yè)和實(shí)踐教學(xué)條件；課程層面對(duì)應(yīng)子目錄課程設(shè)置；教師層面對(duì)應(yīng)師資隊(duì)伍，學(xué)生層面對(duì)應(yīng)學(xué)生信息。其次，擴(kuò)展每個(gè)層面對(duì)應(yīng)平臺(tái)子目錄乃至字段，進(jìn)行診改。當(dāng)然，數(shù)據(jù)平臺(tái)因采集數(shù)據(jù)有限，要更好進(jìn)行診斷，最好是將數(shù)據(jù)平臺(tái)與校級(jí)平臺(tái)結(jié)合起來(lái)。

2.2.3科學(xué)規(guī)劃發(fā)展戰(zhàn)略高職院校通過(guò)數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)對(duì)比分析，可確定學(xué)校在同類院校中的地位、與社會(huì)需求的符合度、發(fā)展的基本走向，從而科學(xué)制定發(fā)展目標(biāo)和發(fā)展戰(zhàn)略。[3]例如，對(duì)比分析表2中某校具有研究生學(xué)位教師占專任教師的比例，可以發(fā)現(xiàn)該校該指標(biāo)高出同類中位數(shù)2.27個(gè)百分點(diǎn)，處于中等偏上水平；低于省中位數(shù)和全國(guó)中位數(shù)2.66個(gè)百分點(diǎn)，略低；分別低于國(guó)家骨干及省示范位數(shù)和全國(guó)示范中位和全國(guó)中位數(shù)11.29和17.61個(gè)百分點(diǎn)，差距較大。據(jù)此，該校就可以確定自身師資發(fā)展規(guī)劃，逐步提高具有研究生學(xué)位教師比例，先發(fā)展至省級(jí)乃至全國(guó)中等水平，再發(fā)展成為省示范學(xué)校和國(guó)家骨干學(xué)校，將全國(guó)示范定為長(zhǎng)期發(fā)展目標(biāo)。

2.2.4存在問題數(shù)據(jù)平臺(tái)在應(yīng)用的過(guò)程中存在以下問題：一是數(shù)據(jù)采用報(bào)表化采集，真實(shí)性沒有保證，不利于實(shí)施有效管理監(jiān)測(cè)；二是數(shù)據(jù)一年采集一次，不利于及時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)診改；三是數(shù)據(jù)分析法多為對(duì)比法，不夠深入，有待進(jìn)一步提高，切實(shí)提高數(shù)據(jù)的應(yīng)用效率。

3數(shù)據(jù)平臺(tái)存在問題解決策略思考

3.1加強(qiáng)采集系統(tǒng)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)源頭采集和實(shí)時(shí)采集

隨著智慧校園的普及，高職學(xué)?，F(xiàn)已普遍建有自己的OA辦公系統(tǒng)、教務(wù)系統(tǒng)、人事系統(tǒng)、學(xué)生系統(tǒng)、財(cái)務(wù)系統(tǒng)等，積累了大量的原始數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)平臺(tái)可通過(guò)加強(qiáng)采集系統(tǒng)建設(shè)，建立校本人才培養(yǎng)工作狀態(tài)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，對(duì)接院校內(nèi)部業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)源頭采集和實(shí)時(shí)采集，提高數(shù)據(jù)采集的效率和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，滿足高職院校教育與教學(xué)管理監(jiān)測(cè)、各級(jí)教育主管的宏觀決策管理、授權(quán)教育專家的科學(xué)研究和數(shù)據(jù)分析的需求。

3.2深度加工分析數(shù)據(jù)，提高數(shù)據(jù)應(yīng)用效率

數(shù)據(jù)的深入加工和分析，會(huì)產(chǎn)生更多的有效信息。高職數(shù)據(jù)中心若能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行更深層的科學(xué)加工與分析，形成報(bào)表、曲線圖或分析報(bào)告，將會(huì)更進(jìn)一部提高數(shù)據(jù)平臺(tái)的使用價(jià)值，擴(kuò)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用層面，提升數(shù)據(jù)的使用效率，規(guī)范各項(xiàng)管理工作。

4結(jié)語(yǔ)

數(shù)據(jù)平臺(tái)采集數(shù)據(jù)涵蓋反映學(xué)校人才培養(yǎng)工作的主要信息，是政府監(jiān)管高職學(xué)校和制定政策的有效憑據(jù)，也是社會(huì)了解高職學(xué)校的重要途徑。高職學(xué)校在做好數(shù)據(jù)采集、確保數(shù)據(jù)真實(shí)和準(zhǔn)確的同時(shí)，要充分利用數(shù)據(jù)平臺(tái)進(jìn)行自我監(jiān)測(cè)、自我診斷，通過(guò)分析學(xué)校發(fā)展的優(yōu)勢(shì)、劣勢(shì)和學(xué)校所處處地位，科學(xué)制定發(fā)展規(guī)劃與策略，促進(jìn)學(xué)校持續(xù)健康發(fā)展。目前，平臺(tái)信息采集具有一定的滯后性，需要加強(qiáng)體系建設(shè)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的源頭采集和實(shí)時(shí)采集，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度加工分析，以滿足各方對(duì)平臺(tái)應(yīng)用的需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]何錫濤.高職評(píng)估數(shù)據(jù)采集平臺(tái)的建設(shè)與使用[J].高教發(fā)展與評(píng)估，2009（5）.[2]周慎.基于V2.11a001人才培養(yǎng)工作狀態(tài)數(shù)據(jù)平臺(tái)的功能與使用研究[J].湖北社會(huì)科學(xué)，2012（6）.[3]鄭衛(wèi)東.構(gòu)建高職院校教學(xué)質(zhì)量保障體系的研究與探索———從數(shù)據(jù)采集走向數(shù)據(jù)管理[J].中國(guó)高教研究，2010（10）.

第四篇：南京化工廠數(shù)據(jù)采集與程控調(diào)度機(jī)一體化系統(tǒng)

南京化工廠數(shù)據(jù)采集與程控調(diào)度機(jī)一體化系統(tǒng)一、企業(yè)介紹

南京化工廠隸屬于中國(guó)石油化工集團(tuán)公司，始建于1947年，是全國(guó)大型有機(jī)化工和精細(xì)化工生產(chǎn)骨干企業(yè)，原化工部確定的我國(guó)化學(xué)工業(yè)16個(gè)生產(chǎn)基地之一，1995年進(jìn)入國(guó)家經(jīng)貿(mào)委確定的全國(guó)512家重點(diǎn)企業(yè)序列。工廠現(xiàn)有在崗職工2500余人，各類專業(yè)技術(shù)人員700人，總資產(chǎn)7億元。

南京化工廠生產(chǎn)有機(jī)中間體、橡膠助劑和氯堿三大系列40個(gè)品種，產(chǎn)品自我配套能力強(qiáng)，精細(xì)化程度高，自成體系，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。經(jīng)過(guò)50多年來(lái)持續(xù)不斷的技術(shù)改進(jìn)和幾輪技術(shù)改造，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)步提高，規(guī)模效益逐步顯現(xiàn)，經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)跨入國(guó)內(nèi)外先進(jìn)行列，產(chǎn)品于1997年通過(guò)ISO9001質(zhì)量體系認(rèn)證。工廠下設(shè)12個(gè)化工車間、4個(gè)輔助車間、3個(gè)專業(yè)公司、1個(gè)專業(yè)化污水處理廠，擁有35套生產(chǎn)裝置，其中硝基苯、硝基氯苯、RT培司、間苯二酚、氯化苯、防老劑4020、防老劑4010NA及防老劑RD等裝置的生產(chǎn)規(guī)模處于領(lǐng)先地位，產(chǎn)量可達(dá)420kt/a。工廠技術(shù)力量雄厚，科研生產(chǎn)和質(zhì)量檢測(cè)手段先進(jìn)，其“蘭花牌”商標(biāo)為江蘇省名牌商標(biāo)。

近年來(lái)，南京化工廠緊跟時(shí)代步伐，依托中國(guó)石油化工集團(tuán)公司，深入實(shí)施大企業(yè)、經(jīng)濟(jì)國(guó)際化、科技興廠、名牌產(chǎn)品、人才戰(zhàn)略，推進(jìn)體制、機(jī)制、管理、技術(shù)、文化創(chuàng)新,優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，培育核心競(jìng)爭(zhēng)力，提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，為實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

在經(jīng)濟(jì)全球化的背景下，南京化工廠注重發(fā)展外向型經(jīng)濟(jì)，面向全球，加強(qiáng)對(duì)外合作，參與國(guó)際分工，與跨國(guó)公司建立了穩(wěn)定的貿(mào)易合作關(guān)系。2001年，以中國(guó)加入世貿(mào)組織為契機(jī)，組建了全資子公司——南京九州化工進(jìn)出口有限責(zé)任公司，按照國(guó)際慣例，獨(dú)立開展業(yè)務(wù)，實(shí)施產(chǎn)品多元化進(jìn)、出口，經(jīng)營(yíng)領(lǐng)域日益拓寬。

南京化工廠地處南京市北郊，長(zhǎng)江之濱，風(fēng)景秀麗的燕子磯畔，區(qū)位優(yōu)勢(shì)明顯，交通便利快捷，擁有鐵路專用線、自備機(jī)車、專用碼頭、輪駁船和完善的儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)，產(chǎn)品市場(chǎng)覆蓋全國(guó)31個(gè)省、市、自治區(qū)，并遠(yuǎn)銷歐美、東南亞等20多個(gè)國(guó)家和地區(qū)。

二、生產(chǎn)調(diào)度工作對(duì)信息化的需求

生產(chǎn)調(diào)度工作是化工企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行管理的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，調(diào)度工作是一個(gè)實(shí)時(shí)性極強(qiáng)的工作，而調(diào)度工作又與生產(chǎn)的各種信息緊密相關(guān)。通過(guò)電話匯總?cè)珡S生產(chǎn)信息來(lái)組織指揮生產(chǎn)或依靠調(diào)度員深入生產(chǎn)一線來(lái)獲得信息，往往由于語(yǔ)言表達(dá)不確切或信息滯后等原因造成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的各種復(fù)雜的情況不能及時(shí)的進(jìn)行分析、判斷和決策，尤其在生產(chǎn)過(guò)程中各種工藝參數(shù)都在變化，如電器開關(guān)跳閘、設(shè)備故障、工藝控制參數(shù)超標(biāo)等等，依靠簡(jiǎn)單的調(diào)度手段，容易延緩處理時(shí)間。同時(shí)在調(diào)度工作中對(duì)重要的生產(chǎn)工藝參數(shù)以及生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的故障都需要準(zhǔn)確及時(shí)的記錄并作為資料保存，為生產(chǎn)活動(dòng)的分析提供依據(jù)。因此必須建立一個(gè)強(qiáng)有力的、科學(xué)化的調(diào)度指揮系統(tǒng)。

南京化工廠作為一個(gè)具有50多年歷史的老企業(yè)，產(chǎn)品品種多、品種之間配套性強(qiáng)、且生產(chǎn)過(guò)程大多易燃、易爆、高溫、高壓、有毒，如何把生產(chǎn)調(diào)度人員從被動(dòng)的緊張的局面中解脫出來(lái)，減少人為的不確定因素，加速各部門之間的信息傳遞，使生產(chǎn)運(yùn)行管理工作最優(yōu)化顯得十分必要，長(zhǎng)期以來(lái)，我廠一直堅(jiān)持生產(chǎn)調(diào)度管理系統(tǒng)向著科學(xué)化、自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展。早在1991年我廠就建立了一套“生產(chǎn)調(diào)度計(jì)算機(jī)輔助監(jiān)測(cè)專家系統(tǒng)”，對(duì)全廠各主要工藝參數(shù)以及開關(guān)量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并完成數(shù)據(jù)處理、圖形顯示、越限報(bào)警以及制作報(bào)表等功能。

隨著企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，在廠領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)心和支持下，在2000年初我們以新上一臺(tái)CTC160程控調(diào)度機(jī)為契機(jī)，總結(jié)“計(jì)算機(jī)輔助監(jiān)測(cè)專家系統(tǒng)”的成功經(jīng)驗(yàn)，與調(diào)度機(jī)生產(chǎn)方——杭州指揮通訊設(shè)備有限公司經(jīng)過(guò)多方探討、協(xié)商、互相合作成功開發(fā)了一套具有現(xiàn)代化水平的生產(chǎn)調(diào)度管理系統(tǒng)——南京化工廠數(shù)據(jù)采集與調(diào)度機(jī)一體化系統(tǒng)。

三、系統(tǒng)構(gòu)成及功能設(shè)置

⒈ 系統(tǒng)構(gòu)成：本一體化系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、調(diào)度機(jī)部分以及局域網(wǎng)三部分組成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下：

⑴ 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。南化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)使用國(guó)外優(yōu)秀的工控組態(tài)軟件Citect和性能價(jià)格比較高的ADAM 4000系列數(shù)據(jù)采集模塊，運(yùn)行在WINDOWS NT4.0操作平臺(tái)上，采集信號(hào)可以是傳統(tǒng)上的模擬信號(hào)4—20mA或1—5V，也可以是數(shù)字信號(hào)。電信號(hào)經(jīng)過(guò)采集器后，變成數(shù)字信號(hào)，并以RS-485總線形式，利用企業(yè)內(nèi)部電話網(wǎng)傳送到調(diào)度室數(shù)據(jù)采集服務(wù)器上。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)動(dòng)態(tài)顯示現(xiàn)場(chǎng)各采集點(diǎn)的數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)刷新≤1S，精度上與現(xiàn)場(chǎng)儀表數(shù)據(jù)相差≤0.5%），并且把采集數(shù)據(jù)進(jìn)行各種處理，如生成各種報(bào)表：班報(bào)、日?qǐng)?bào)、月報(bào)等，生成趨勢(shì)曲線且曲線連續(xù)。調(diào)度人員通過(guò)計(jì)算機(jī)可以實(shí)時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)各種生產(chǎn)情況，一旦出現(xiàn)異常情況，調(diào)度人員可以第一時(shí)間獲得信息并迅速進(jìn)行協(xié)調(diào)、處理。從而使調(diào)度管理工作一改以往的被動(dòng)調(diào)度到主動(dòng)調(diào)度，大大提高了調(diào)度管理效率。

⑵ 調(diào)度機(jī)部分。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)成功地與CTC 160門數(shù)字程控調(diào)度機(jī)實(shí)現(xiàn)一體化，平時(shí)，通過(guò)調(diào)度機(jī)與各崗位進(jìn)行通訊聯(lián)絡(luò)并利用計(jì)算機(jī)對(duì)電話內(nèi)容進(jìn)行錄音，一旦出現(xiàn)越限報(bào)警，數(shù)采系統(tǒng)將發(fā)出聲光報(bào)警并通過(guò)調(diào)度機(jī)使現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)話機(jī)振鈴，同時(shí)利用系統(tǒng)預(yù)先設(shè)計(jì)的自動(dòng)語(yǔ)音播報(bào)系統(tǒng)告之相關(guān)工作人員各種異常信息，提醒工作人員對(duì)異常情況進(jìn)行檢查，并迅速采取相應(yīng)的措施。

⑶ 局域網(wǎng)部分。通過(guò)建立小型局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，我們?cè)谌粡S級(jí)領(lǐng)導(dǎo)辦公室設(shè)置了三臺(tái)計(jì)算機(jī)，通過(guò)局域網(wǎng)可以隨時(shí)訪問數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)服務(wù)器上的數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)同步顯示，為廠領(lǐng)導(dǎo)實(shí)時(shí)了解全廠生產(chǎn)情況并做出各種決策提供了更加及時(shí)準(zhǔn)確的依據(jù)。

⒉ 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要功能設(shè)置

⑴ 采集站：針對(duì)工廠特點(diǎn)，我們?cè)O(shè)置了十二個(gè)數(shù)據(jù)采集站，其中8通道模擬輸入模塊13只，16通道開關(guān)輸入模塊12只。對(duì)全廠各主要生產(chǎn)裝置的重要工藝參數(shù)以及開關(guān)量（共80個(gè)模擬量、123個(gè)開關(guān)量）進(jìn)行采集，每個(gè)采集站動(dòng)態(tài)顯示現(xiàn)場(chǎng)各采集點(diǎn)的數(shù)據(jù)（每秒刷新一次），同時(shí)各采集站內(nèi)分別設(shè)置了生產(chǎn)工藝流程圖、工藝卡片以及生產(chǎn)裝置實(shí)景圖等三個(gè)菜單項(xiàng)，可方便的點(diǎn)擊進(jìn)入，供調(diào)度員進(jìn)行觀測(cè)、學(xué)習(xí)。其中工藝流程圖采用模擬動(dòng)態(tài)畫面并契入采集到的工藝參數(shù)值實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示。

⑵ 主測(cè)參數(shù)表：對(duì)不同車間、崗位采集到的影響全局的重要參數(shù)（公用工程系統(tǒng)的主要運(yùn)行參數(shù)）進(jìn)行匯總，集中監(jiān)控。⑶ 趨勢(shì)圖：通過(guò)對(duì)各采集數(shù)據(jù)的處理可方便的生成趨勢(shì)曲線，曲線連續(xù)且每2秒刷新一次，趨勢(shì)圖中的曲線可任意添加或刪除，所有曲線都可以往前追溯一年之內(nèi)的歷史數(shù)據(jù)，調(diào)度人員可以通過(guò)查看曲線全程了解各種生產(chǎn)情況。

⑷ 全廠地貌：提供全廠地貌圖并在對(duì)應(yīng)位置標(biāo)出全廠十五個(gè)高壓配電間所在地點(diǎn)的圖標(biāo)，點(diǎn)擊圖標(biāo)可方便的查閱各高壓配電間的系統(tǒng)圖，一旦供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障可迅速的對(duì)系統(tǒng)圖進(jìn)行調(diào)閱。

⑸ 全廠供電：提供全廠10kV供電線路系統(tǒng)圖，并標(biāo)示出相應(yīng)的開關(guān)位置。利用開關(guān)量模塊采集器對(duì)相應(yīng)的開關(guān)量信號(hào)進(jìn)行采集并顯示在供電線路系統(tǒng)圖上，一旦10kV線路出現(xiàn)跳閘，數(shù)采系統(tǒng)將能立即監(jiān)測(cè)到相應(yīng)的跳閘開關(guān)，10kV供電線路系統(tǒng)圖中對(duì)應(yīng)的發(fā)生跳閘的開關(guān)將由正常運(yùn)行時(shí)的綠色變成紅色閃爍，并發(fā)出聲光報(bào)警，同時(shí)數(shù)采系統(tǒng)將自動(dòng)進(jìn)入預(yù)先定義的專家決策系統(tǒng)，專家系統(tǒng)將準(zhǔn)確的給出發(fā)生跳閘的線路、具體的影響范圍以及緊急處理的預(yù)案，這樣調(diào)度員將在第一時(shí)間獲得相關(guān)信息，從而能在較短的時(shí)間內(nèi)按預(yù)案要求進(jìn)行緊急處置，最大限度的降低了因電器線路跳閘對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)生的沖擊。

⑹ 系統(tǒng)報(bào)警：分為硬件報(bào)警和采集點(diǎn)報(bào)警兩種。系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)視各采集模塊的狀態(tài)，準(zhǔn)確記錄工藝參數(shù)出現(xiàn)越限報(bào)警時(shí)的數(shù)值、時(shí)間以及經(jīng)過(guò)處理后恢復(fù)正常的時(shí)間，做到有案可查，為生產(chǎn)分析提供了可靠的依據(jù)。

⑺ 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)：通過(guò)對(duì)采集數(shù)據(jù)的處理，生成各種報(bào)表（班報(bào)、日?qǐng)?bào)、月報(bào)），可方便的進(jìn)行打印并作為資料保存。

⑻ 用戶注冊(cè)：出于對(duì)系統(tǒng)安全方面的考慮，系統(tǒng)對(duì)于一些機(jī)密性的資料或重要的參數(shù)設(shè)置等，通過(guò)設(shè)置嚴(yán)格的等級(jí)權(quán)限來(lái)加以保護(hù)，共分為一般調(diào)度員、調(diào)度管理員、系統(tǒng)管理員三個(gè)等級(jí)。

⑼ 系統(tǒng)維護(hù)：通過(guò)用戶注冊(cè)密碼確認(rèn)后方可進(jìn)入系統(tǒng)維護(hù)菜單項(xiàng)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)維護(hù)，如報(bào)警的設(shè)置與刪除、參數(shù)值的修改、調(diào)整等，操作比較方便。

⒊ 專家決策系統(tǒng)和自動(dòng)語(yǔ)音播報(bào)系統(tǒng)

作為整個(gè)軟件的一部分，在數(shù)據(jù)采集與調(diào)度機(jī)一體化系統(tǒng)中，我們針對(duì)工廠實(shí)際情況，加入了專家決策系統(tǒng)和自動(dòng)語(yǔ)音播報(bào)系統(tǒng) ⑴ 專家決策系統(tǒng)：專家決策系統(tǒng)起著輔助決策和輔助咨詢的作用，一旦通過(guò)采集點(diǎn)采集到的被測(cè)量值出現(xiàn)異常情況（為防止出現(xiàn)誤報(bào)，要求連續(xù)5秒保持狀態(tài)），系統(tǒng)將自動(dòng)檢索并進(jìn)入用于事故處理的專家決策系統(tǒng)畫面，調(diào)度員將能夠迅速獲得相關(guān)異常信息，并提供了緊急處理預(yù)案輔助調(diào)度員決策指揮。專家系統(tǒng)匯集了調(diào)度人員幾十年工作中積累的豐富經(jīng)驗(yàn)，該系統(tǒng)的建立使調(diào)度工作更加豐富、完善，從而成為深受調(diào)度工作人員歡迎的智能工具。

⑵ 自動(dòng)語(yǔ)音播報(bào)系統(tǒng)：自動(dòng)語(yǔ)音播報(bào)系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)調(diào)度機(jī)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一體化的重要部分。一旦出現(xiàn)越限報(bào)警等異常情況，系統(tǒng)將根據(jù)相關(guān)檢索，找到對(duì)應(yīng)的提示短語(yǔ)，通過(guò)調(diào)度機(jī)振鈴，自動(dòng)向相關(guān)崗位發(fā)出語(yǔ)音提示，提醒對(duì)方進(jìn)行檢查并采取緊急措施進(jìn)行處理。該系統(tǒng)還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于如出現(xiàn)大面積的供電線路跳閘等緊急情況，崗位上大量的電話同時(shí)打上來(lái)，通過(guò)自動(dòng)語(yǔ)音播報(bào)系統(tǒng)利用調(diào)度電話可向相對(duì)次要的崗位進(jìn)行簡(jiǎn)單語(yǔ)音說(shuō)明情況，要求其采取應(yīng)急處理措施、并注意安全。而調(diào)度員則可以集中精力對(duì)出現(xiàn)問題的部位以及影響到全局的崗位和牽涉到安全的地方進(jìn)行緊急協(xié)調(diào)處理，避免滋生災(zāi)害的產(chǎn)生。

四、系統(tǒng)運(yùn)行情況和效果評(píng)述

該系統(tǒng)從2000年開始在調(diào)度室投入運(yùn)行至今，故障率較少、可靠性較高，達(dá)到了預(yù)期設(shè)計(jì)要求。深受調(diào)度工作人員歡迎，成為調(diào)度人員在工作中不可替代的一雙眼睛。其優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

⑴ 信息的傳遞和處理迅速、準(zhǔn)確、可靠，為正確的指揮生產(chǎn)和領(lǐng)導(dǎo)決策提供了可靠依據(jù)。調(diào)度員通過(guò)該系統(tǒng)可以迅速、準(zhǔn)確的掌握全局或局部的生產(chǎn)情況，改被動(dòng)調(diào)度為主動(dòng)調(diào)度，增強(qiáng)了調(diào)度指揮的主動(dòng)性和靈活性，大大的提高了調(diào)度指揮的快速性和準(zhǔn)確性、從而極大的提高了工作效率。另外，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)置，廠領(lǐng)導(dǎo)和部門領(lǐng)導(dǎo)可以很直觀的了解到最新的生產(chǎn)情況，從而為領(lǐng)導(dǎo)做出各種決策提供了更加及時(shí)準(zhǔn)確的依據(jù)。

⑵ 將生產(chǎn)運(yùn)行管理和安全監(jiān)控熔為一體。通過(guò)對(duì)工藝運(yùn)行參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和越限報(bào)警設(shè)置，調(diào)度員也可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)事故隱患，及時(shí)調(diào)整或采取防范措施，避免事故的發(fā)生和擴(kuò)大。⑶ 系統(tǒng)的功能設(shè)置，有利于各種情況分析。系統(tǒng)提供的各種圖形（如趨勢(shì)圖、狀態(tài)圖）、報(bào)警的設(shè)置與記錄以及數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)等功能，為進(jìn)行生產(chǎn)情況分析、事故分析提供了可靠依據(jù)。例如：外供電波動(dòng)對(duì)我廠電解系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行影響很大，以前和供電部門交涉總是出現(xiàn)扯皮現(xiàn)象，后來(lái)通過(guò)我廠提供的準(zhǔn)確的外電網(wǎng)電壓波動(dòng)趨勢(shì)圖，對(duì)方才予以了足夠重視，有效的避免了因?yàn)橥怆娋W(wǎng)波動(dòng)對(duì)電解系統(tǒng)可能造成的沖擊。

⑷ 經(jīng)濟(jì)效益顯著。通過(guò)該系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)進(jìn)行有效監(jiān)控，保證了生產(chǎn)裝置的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，為提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低消耗提供了可靠保障，取得了較為明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

該系統(tǒng)的使用為提高我廠調(diào)度管理工作水平起到了積極作用，受到了各方面包括同行的好評(píng)，但是，該系統(tǒng)并不是很完善的，有些方面有待進(jìn)一步的完善提高，例如：在網(wǎng)絡(luò)方面，我們準(zhǔn)備與擬建中的工廠局域網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，同時(shí)也想把環(huán)保在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)也并入到該系統(tǒng)中，總之，隨著工廠的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，我們將始終堅(jiān)持調(diào)度管理工作科學(xué)化的發(fā)展方向，不斷提高調(diào)度工作的現(xiàn)代化水平。

第五篇：?jiǎn)纹瑱C(jī)數(shù)據(jù)采集與雙機(jī)通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)書

智能儀器設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)

設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書

題目單片機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)專業(yè)、班級(jí)學(xué)號(hào)姓名主要內(nèi)容、基本要求、主要參考資料等：

主要內(nèi)容：

功能要求：完成單片機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

1）使用單片機(jī)采集數(shù)據(jù)。

2）將采集到的數(shù)據(jù)送上微機(jī)顯示、處理。

上述內(nèi)容為基本要求，可按照自己的理解增加功能使之更完善。

基本要求：

? 明確設(shè)計(jì)任務(wù)，復(fù)習(xí)與查閱有關(guān)資料。

? 設(shè)計(jì)所用硬件芯片按給定使用。

? 按要求對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明，總體設(shè)計(jì)方案，各部分的詳細(xì)設(shè)計(jì)。

? 寫出體會(huì)和總結(jié)。

要求全部使用A4紙打印稿，不少于5000字。

主要參考資料：

? 李朝青編．《單片機(jī)原理及接口技術(shù)》(簡(jiǎn)明修訂版)．北京航空航天大學(xué)出版社，1998 ? 馮克．《MCS-51單片機(jī)實(shí)用子程序及其應(yīng)用實(shí)例》．黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，1990 ? 楊欣榮等．《智能儀器原理、設(shè)計(jì)與發(fā)展》．中南大學(xué)出版社，2003 ? 孫傳友等．《感測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)》． 電子工業(yè)出版社，2001

? 王福瑞等．《單片微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)大全》．北京航空航天大學(xué)出版社，1999 ? 科技期刊：《單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用》、《實(shí)用測(cè)試技術(shù)》、《自動(dòng)化儀表》、《傳感器世界》、《測(cè)控技術(shù)》、《電子技術(shù)應(yīng)用》等2001年以后各期。

完成期限： 2013年12月16日

指導(dǎo)教師簽名：

2013年 12月16日