數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在通信與信息技術(shù)領(lǐng)域占據(jù)著關(guān)鍵地位。隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展,各種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防科技和人工智能等眾多領(lǐng)域,同時(shí)對其各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)如準(zhǔn)確度、存儲大小、線性度、抗干擾能力、采集區(qū)域以及控制方法的嚴(yán)格要求也不斷提高。特別是對于絕大多數(shù)需要實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程傳輸?shù)臄?shù)據(jù)采集,這無疑對數(shù)據(jù)采集提出了更高的挑戰(zhàn)。
隨著工業(yè)自動化水平的逐步提高,數(shù)據(jù)采集過程往往與工業(yè)控制環(huán)節(jié)緊密相連,形成了一套完整的數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)。很多業(yè)務(wù)部門如環(huán)保、氣象、電力等行業(yè)以及科學(xué)研究領(lǐng)域如軍事、海洋水文等,常常需要對大量且分布廣泛的現(xiàn)場數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程自動采集、存儲和傳輸。數(shù)據(jù)采集技術(shù)也被普遍認(rèn)為是現(xiàn)代科學(xué)研究和技術(shù)發(fā)展的重要方向。
現(xiàn)代數(shù)據(jù)采集技術(shù)的進(jìn)步是建立在采集系統(tǒng)軟硬件平臺性能提高的基礎(chǔ)之上的。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展,數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)已經(jīng)由傳統(tǒng)的測控電路發(fā)展為由微型計(jì)算機(jī)、接口電路、外部通用設(shè)備和工業(yè)生產(chǎn)對象等組成的現(xiàn)代數(shù)據(jù)采集與測控系統(tǒng),并被廣泛應(yīng)用到各行各業(yè)。然而,以微型計(jì)算機(jī)為核心平臺的數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)也逐漸暴露出許多缺陷,如在工業(yè)環(huán)境一般條件下微型計(jì)算機(jī)的防塵、防震等功能較差,體積大且不易攜帶和使用,擴(kuò)展性差且成本高等。
隨著后 PC 時(shí)代的到來,嵌入式技術(shù)得到了飛速發(fā)展,現(xiàn)代工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)也從傳統(tǒng)電路、微機(jī)模式走進(jìn)了嵌入式系統(tǒng)模式。隨著新技術(shù)的不斷介入和發(fā)展,數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)正向著高精度、高速度、穩(wěn)定可靠和集成化的方向邁進(jìn),開發(fā)工作也越來越復(fù)雜。同時(shí),多數(shù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)都是獨(dú)立的系統(tǒng),只能進(jìn)行數(shù)據(jù)的現(xiàn)場采集或存儲,已不能滿足部分應(yīng)用的需求,迫切需要接入網(wǎng)絡(luò)以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。
嵌入式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)借助網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù),使采集終端以 GPRS 的方式接入 Internet,實(shí)時(shí)上傳采集到的數(shù)據(jù)到遠(yuǎn)端控制服務(wù)器,從而免除了工作人員在惡劣的環(huán)境條件下對多種污染源數(shù)據(jù)的采集和存儲,極大地減輕了人工的工作量。同時(shí),監(jiān)測者也可以通過網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)了解現(xiàn)場工作狀況,達(dá)到監(jiān)視控制和管理的目的。
在國內(nèi)外,對嵌入式數(shù)據(jù)采集方面的研究都十分廣泛。在理論研究方面,已經(jīng)有許多關(guān)于嵌入式系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的資料,包括軟硬件實(shí)現(xiàn)方案和設(shè)計(jì)思路。
在數(shù)據(jù)傳輸與通信設(shè)計(jì)方面,也有對嵌入式系統(tǒng)采用不同通信方式的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的分析。在應(yīng)用研究方面,國外已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了用嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測和氣象數(shù)值預(yù)報(bào)等數(shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)化和網(wǎng)絡(luò)化傳輸,國內(nèi)也陸續(xù)出現(xiàn)了一些嵌入式方面的數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng),如社區(qū)安全監(jiān)控系統(tǒng)、實(shí)時(shí)火情監(jiān)控系統(tǒng)等。但由于控制芯片結(jié)構(gòu)與操作系統(tǒng)的原因,這些系統(tǒng)在數(shù)據(jù)處理能力、功能擴(kuò)展等方面還有所欠缺,有待進(jìn)一步完善。