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摘要：

目前計算機數據采集系統在公路檢測儀器上被廣泛地應用。文章將針對數據采集系統的主要功能如數據預處理、信號通道標定以及數據存儲等方面進行相應的分析。

關鍵詞：

數據采集系統；公路檢測；計算機

隨著信息技術的普及，計算機技術被應用于各個領域的工作中。由于現代計算機技術具有儲存量大、信息量大、數據處理精準以及高速度和高精度的采樣模式，因此被現代的公路部門所引用，并成為未來公路數字化管理模式發展的主要手段。計算機數據采集系統在公路檢測儀上被運用，可以使公路部門迅速地掌握各個路段的路況以及是否有損壞現象，進而及時進行搶修，促進了公路工作的工作效率和質量。

1計算機數據采集系統主窗口

1.1系統主窗口計算機數據采集系統的主窗口，又被稱作虛擬儀器的面板。它的前臺操作界面可以實現人機的交互操作并對各種問題進行處理。所采集到的數據可以經過數據的顯示、查詢，波形回放和波形標刻，數據統計計算以及回歸分析等處理方式進行處理。完成之后在以圖形或是報表的形式進行硬拷貝的輸出。在系統主窗口的控制面板上，主要包括窗體菜單欄、功能命令按鈕、數字開關量狀態圖框以及掃描顯示圖框和歷史消息查詢欄等等功能按鈕。這些功能按鈕是由許多的文本標簽控件共同組成的，當前系統狀態信息區的控件對象。系統主窗口在使用過程中可以進行隨意的拖動以及收放使用，但是要想關閉窗口則不允許使用窗口的控制按鈕進行。打開系統主窗口我們可以發現，操作界面上的圖框初始狀態的空間分配是均勻的，只需運用鼠標對圖框邊界進行拖拽就可以調整。至于圖框中的基本屬性，根據不同需求對系統的參數進行相應的調節即可。要想使觀察數據或是圖形的觀測點更加清晰只需將鼠標的指針放置到以十字形式顯示即可。如果想要查詢歷史消息記錄，只需將鼠標放置在歷史消息記錄欄進行單擊即可這樣消息記錄就會放大顯示。如果想要對歷史消息記錄進行保存，只需將鼠標進行右側鍵進行單擊即可。

1.2I/O接口驅動I/O接口驅動程序，主要是在系統的后臺進行運行的。因此不能像主窗口一樣進行直觀的視覺性觀察。這種驅動程序主要是被系統應用于管理以及控制硬件電路進而實現數據信息的實時采集以及對模數進行轉換以及傳輸方面。因此對于觀察結果的顯示輸出要具備及時性，與此同時驅動程序的屬性參數經過界面窗口進行相關的設置之后，這些參數文件會被系統自動的保存。這樣可以在每次對系統進行重新啟動以后，文件都能夠自動地恢復設置，進而確保數據不會丟失。針對于I/O驅動系統中的參數進行分類，我們可以將其分成兩類。其中一類是針對系統的整個系統的配置來說的，系統的操作人員可以根據驅動系統提供的參數對系統中的軟件配置以及硬件配置進行相關的檢查。因此可以看出這類數據參數在整個系統的任何應用類型中都可以使用。而另外一種參數就是可使用與系統的局部具體應用中的參數，這些參數使用范圍比較狹窄。計算機數據采集系統它的基本操作其實主要就是對系統主窗口的操作實行的，主要就是通過主窗口中的各種操作按鈕來實現對整個系統的調節與運用。如對窗口面板上的菜單欄上的按鈕進行點擊則會出現需要的頁面或是關閉頁面。

2通道標定與信號預處理

2.1通道標定計算機系統對采集到的信息進行模擬數字的轉換，采用數據采集卡進行測量，但是這種測量模式所得到的數據信息都只是電壓值而已。但是在實際的應用中對于報表信息以及圖形、文字的顯示和處理輸出的數據，卻是需要按國際標準工程量的統一單位進行表示的。因此要想獲得具體實用的數據我們還必須進行數據的人工輸入，將數據采集卡采集到的數據相對應的換算系數、數據信號的全稱以及標準工程量的單位符號等輸入換算軟件中，將數據換算為需要的數據形式。同時在信號調理電路通道也要進行相應的操作，如非線性操作、選擇合適的量程以及增益等。

2.2信號預處理計算機數據采集系統的信號預處理指的是通過運行后臺對硬件板卡的各個軟件接口實現驅動作用。并且對系統中AD卡連續產生的原始的數字數據進行相應的信號預處理。例如在對試驗的加載次數、速率以及累計變形率等數據進行實時計算時，便可根據信號預處理的結果來對相應的程序進行設定操作。在進行設定操作時不必對原樣數據進行全面的保存，以免對系統的儲存量占用太多，影響系統的使用。如果系統中的原始數據過于占用系統空間，那么此時就要對信息進行篩選留取有價值的數據信息。如對特征值的選擇包括數據信息的最大、最小值或是谷值、峰值以及平均值等等。除此之外，還可以通過對數值的變換、壓縮以及濾波等形式對系統進行信息預處理。就好比進行車轍實驗時，我們將每秒車的反復運動用來表示汽車的加載速度，在進行相關的數據計算時，我們只能通過數字的消顫濾波以及時序狀態之下的邏輯判斷進行數據信息的預處理，而不能只以簡單的數學公式來進行計算。至于對通道中數據的最大以及最小值進行處理則要相對簡單的多，只需通過搜索功能找出比較簡單的數值進行對比就能夠得到。造成這種現象的原因是因為無論在何種情況下最大值與最小值都只有一個，因此信息數據比較容易被獲得。而相較而言通道中的峰值與谷值的數據處理則較為復雜化了，要想對谷值與峰值進行比較則必須要通過一個環境安全、安靜、不受任何干擾的系統進行判斷。在進行這兩項數值的信息預處理時，首先要將通道中所有的峰值與谷值的信息找出來，并且要對每個通道進行對噪音以及干擾信號的防止裝置的設置以免在收集數據信息時會被通道中的噪音以及干擾因素影響，從而對準確的峰值與谷值信息進行誤判。要想確保數據信息預處理的有效性還可以通過軟件對多通道狀態中的峰值和谷值進行捕捉，通過軟件進行處理可以起到無視噪音以及干擾信號的作用。

3數據處理

3.1回放波形與直觀數據的處理計算機數據采集系統的最基本的功能，就是回放波形圖并進行直觀的數據觀察之后對數據信息進行處理。在對波形圖回放完成之后，可以將鼠標變成大十字光標形式，并將光標移動到波形圖框中的隨意一點。在此時會發現鼠標的坐標值會在系統信息區的動態顯示欄進行顯示，而對于各通道中的位于光標點上或是光標右側的曲線上的真實數據值也將會被系統同步搜索并在菜單欄中的“顯示文本數據”對話框中輸出。此時的回放波形圖形的數字濾波器軟件也會被觸發，波形圖原圖中的噪聲干擾波線以及信號的尖峰脈沖波線都會被進行平滑處理，處理過程中數字濾波器是不會考慮數據信息是否有用的。因此在實際的計算機數據采集信息系統中對于數據信息濾波器軟件的應用以及對它的參數設置，都要考慮具體的實際情況在進行應用。如果想對波形圖進行局部放大觀察時，只需將鼠標的十字光標移動到指定區域并在左下角和右下角分別進行單擊操作即可，此時指定觀察區域就會放大甚至充滿整個顯示屏幕。如果要運用點式的繪圖方式那么在圖中信號的尖峰脈沖的前沿與后沿發生的，跳變過程將會無法顯示。在圖中我們只能看到尖峰脈沖中的頂峰或是谷底的值，只能顯示少量的數據點。這些數據在進行圖形觀察時是非常容易被落下的，因此在實際的繪圖中要采用點、線相結合的繪圖方式，使尖峰脈沖的數據值更加的全面。

3.2回放波形與特殊點的處理在計算機數據采集系統對公路進行數據采集過程中，會形成相對來說較為復雜的波形數據，如果將這些數據放在曲線上進行分析，是不可信的。就以車轍實驗為例，對于不同材質的公路路面同一車輛形成的車轍深度是不同的。假設實驗車輛在某一路面往返運行一次，那么位移傳感器就會將車轍的各個溝槽點的變形情況包括變形深度、寬度等數據信號進行依次的反映。依據這些數據信息進行圖形的繪制，將溝槽中的各點中的時間與位移的坐標在圖形中進行標識。此時我們會獲得一條周期漸變的曲線，這條曲線中的波形的最高點與最低點對應的就是溝槽中的最深處以及最淺處了。將這些數據坐標以及最高、最低點進行相連就會形成一條包絡線。對這條包絡線進行觀察就會發現車轍實驗中溝槽的深淺度是隨著時間的變化而變化的。但是由于道路路面的材質鋪設并不均勻，因此實驗的最深點和最淺點會出現不固定在同一位置的現象。就是會跟隨者實驗車輛的不斷反復移動而發生位置的不斷變化。為了對固定點進行變形測量，我們對實驗車輛加裝同步信號傳感器裝置，這樣在每次的車轍運動到相應位置時傳感器裝置就會發出同步信號，從而對待測定位置的變形數據進行掌握。

在計算機數據采集系統的工作運行中，為了增快對大數據文件的處理速度，會建立相關的索引引擎。建立的引擎中的索引內容主要包括峰值、谷值、時間點、數據點以及同步值等等的坐標形式，還包括對實驗數據中的最大和最小值以及總時間、點數等數據信息。這種形式的數據搜索，使圖形的窗口坐標更加方便地在包絡圖線上進行直接的繪制。要想產生最后正確的索引文件就要在初次打開數據文件時對相關的數據文件進行自動處理并對原來的峰、谷值索引文件進行靈敏度修改后將其刪除，在此時系統會自動的建立新的索引文件。與此同時要對谷、峰值以及同步點的收集通道進行噪聲干擾以及信號干擾的幅度寬帶的相關搜索設置，這樣會對通道中的數據信息進行正確的掌握，進而保證了搜索文件的時間點以及數據點的相應的序號對應正確。

4數據輸出以及相應報表的打印

計算機數據采集系統雖然在公路檢測儀上的運用做了相關的數據采集以及實驗操作，并且對相關的數據進行了綜合的分析和處理。但是為了使數據采集系統可以被廣泛的運用即具備開放性的特征，能夠使系統軟件的使用者可以對PC機中所包含的大量軟件進行應用。該數據中的特殊點、波形數據以及原始的波形圖形，都是可以以文本文件的形式實現數據輸出的。比如其他的計算機數據采集系統用戶可以通過相關的數據轉化處理軟件對系統中的數據信息加以利用。比較常見的數據處理軟件就是大家熟知的MicrosoftExcel既電子數據表格處理軟件。至于系統中的圖形或是圖表要進行數據輸出處理，那么只需通過Windows的剪貼板進行直接的復制粘貼即可實現在各種應用程序中的無需轉換格式的應用。最后要是想對軟件進行預覽，觀看數據信息是否滿足需求，只需通過Office一類的軟件就可進行。若是達到制作標準，以網絡的形式、刻錄光盤的形式以及進行紙質打印即可。將最終形成的報告進行保存即可。這種數據輸出與打印形式相較于傳統的方式更加節約時間和成本，對環境保護起到促進作用。

5結語

計算機數據采集系統在公路檢測儀中的應用，對于公路部門的工作效率提高具有重要意義。由于該系統對數據收集的準確性以及分析的精確性，對于公路事業的發展具有巨大的促進作用。

參考文獻：

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[3]田廣琳.基于虛擬儀器技術的柴油機綜合性能檢測系統研究[D].浙江大學,2006

作者：懷鼎瑋 單位：渤海大學 信息科學與技術學院