大数据采集技术如何不让你的数据变成冗余的老朋友

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  • 2024年12月30日
  • 在深圳市民中心的建设过程中,工程师们面临着一个挑战:如何确保这座高楼大厦能够抵御台风等恶劣天气带来的威胁。为了实现实时监控和预警功能,设计团队决定采用数据采集冗余策略。这一策略旨在通过设置两个或更多的相同功能设备,以确保当一个设备出现故障时,另一个设备能够立即接管其职责,从而保证系统的连续性和稳定性。 首先,工程师们需要考虑冗余设计的几个关键问题。第一是成本效益的问题

大数据采集技术如何不让你的数据变成冗余的老朋友

在深圳市民中心的建设过程中,工程师们面临着一个挑战:如何确保这座高楼大厦能够抵御台风等恶劣天气带来的威胁。为了实现实时监控和预警功能,设计团队决定采用数据采集冗余策略。这一策略旨在通过设置两个或更多的相同功能设备,以确保当一个设备出现故障时,另一个设备能够立即接管其职责,从而保证系统的连续性和稳定性。

首先,工程师们需要考虑冗余设计的几个关键问题。第一是成本效益的问题,即如何尽可能降低冗余策略的实施成本;第二是设计周期的问题,即如何缩短冗余策略的设计时间;第三是稳定性的问题,即如何确保冗余系统能够真正地提高系统的可靠性。

为了解决这些问题,工程师们选择了128个传感器来测量屋顶牛腿承受的大力度压力信号,并将这些信号发送到主控机房进行处理分析。这要求实时、可靠地采集百万数量级的传感器数据,因此必须有一个高性能、高稳定的信号处理系统。在恶劣环境下,如台风期间,这些数据采集系统极易受到干扰,因此国内外大多数设计都采用了冗余系统以避免危险发生造成巨大损失。

在硬件层面上,同步卡是本次项目中的关键组成部分。该同步卡由电源稳压器、运算放大器和采样保持三部分组成,以保证对现场信号进行准确无误的地表征。此外,每块板卡上载8路信号,可以分别控制每路信号的采样时间,并且可以通过IPC控制四块板卡上的所有16路信号。

PCI-1713是一款经济型高速数据采集卡,它具有32个单通道模拟输入端口,每个端口支持12位A/D转换,可以达到100kHz的高采样率。此外,该卡具备自动通道/增益扫描功能,以及4K字节内置FIFO缓冲区,便于用户控制和管理。由于模拟量范围限制,本项目中模拟量范围为0~10V,以防止超出范围导致烧毁A/D转换部分。

软件方面,由于VC++提供了丰富图形界面的编程工具,而并行端口操作属于计算机硬件低级操作,所以开发人员通常会采用以下几种方法来访问并口:使用Windows API并行通信函数,或封装Win32 API函数提供类似对象模型,或直接使用汇编语言进行程序调用。在本项目中,最终选择了利用Delphi嵌入汇编语言特性,为驱动程序添加了一套动态连接库(DLL),这样既能发挥可视化编程优势,又能结合汇编语言之优点,无论对于熟练掌握Delphi还是不太了解其的人员来说,都能快速有效地完成任务。

最后,在数据库录入方面,本项目采用ODBC技术,将实时接受到的大量数据存储到MS ACCESS数据库中。创建数据库、表以及各字段设置后,再配置好数据源,然后通过程序写入数据库,便完成了整个信息处理流程。这项工作不仅要求精湛的手工技艺,还需要复杂而精密的心理决策,是现代工程技术发展的一个典型案例。