试论基于 MATLAB 的数据采集与分析系统设计
论文摘要:利用数据采集卡构建的数据采集系统一般价格昂贵且难以与实际
需求完全匹配。声卡作为数据采集卡具有价格低廉、开发容易和系统灵活等优点。
本文详细介绍了系统的开发背景,软件结构和特点,系统地分析了数据采集硬件和
软件设计技术,在此基础上以声卡为数据采集卡,以 MATLAB 为开发平台设计了
数据采集与分析系统。
本文介绍了 MATLAB 及其数据采集工具箱, 利用声卡的 A/ D、D/ A 技术和
MATLAB 的方便编程及可视化功能 ,提出了一种基于声卡的数据采集与分析方
案,该方案具有实现简单、性价比和灵活度高的优点。用 MATLAB 语言编制了
相应软件,实现了该系统。该软件有着简洁的人机交互工作界面,操作方便,并且可
以根据用户的需求进行功能扩充。最后给出了应用该系统采集数据的应用实例。
1 绪论
1.1 课题背景
数据也称观测值,是实验、测量、观察、调查等的结果,常以数量的形式给
出。数据采集,又称数据获取,就是将系统需要管理的所有对象的原始数据收集、
归类、整理、录入到系统当中去。数据采集是计算机管理系统使用前的一个数据
初始化过程。数据采集技术广泛引用在各个领域。比如摄像头,麦克风,都是数
据采集工具。
数据采集(Data Acquisition)是将被测对象(外部世界、现场)的各种参量(可
以是物理量,也可以是化学量、生物量等 )通过各种传感元件作适当转换后,再
经信号调理、采样、量化、编码、传输等步骤,最后送到控制器进行数据处理或
存储记录的过程。
被采集数据是已被转换为电讯号的各种物理量,如温度、水位、风速、压力
等,可以是模拟量,也可以是数字量。采集一般是采样方式,即隔一定时间(称
采样周期)对同一点数据重复采集。采集的数据大多是瞬时值,也可是某段时间
内的一个特征值。准确的数据测量是数据采集的基础。数据测量方法有接触式和
非接触式,检测元件多种多样。不论哪种方法和元件,都以不影响被测对象状态
和测量环境为前提,以保证数据的正确性。数据采集含义很广,包括对连续物理
量的采集。在计算机辅助制图、测图、设计中,对图形或图像数字化过程也可称
为数据采集,此时被采集的是几何量数据。
在智能仪器、信号处理以及工业自动控制等领域,都存在着数据的测量与控
制问题,常常需要对外部的温度、压力、流量、位移等模拟量进行采集。数据采
集技术是一种流行且实用的电子技术。它广泛应用于信号检测、信号处理、仪器
仪表等领域。近年来,随着数字化技术的不断发展,数据采集技术也呈现出速度