远程数据采集是什么

远程数据采集是指将采集到的模拟湿度、温度、压力、位移等远程信号转换成数字值，然后由计算机存储、计算、输出，也可以进行远程设备的故障检测。相应的软硬件系统称为数据采集系统。

“远程数据采集”是指将采集到的模拟湿度、温度、压力、位移等远程信号值转换成数字值，然后由计算机存储、计算和输出，也可以在远程设备上进行故障检测。相应的软硬件系统称为数据采集系统。

数据采集系统在通信和信息技术领域发挥着重要作用。随着信息技术的飞速发展，各种数据采集系统广泛应用于工业、农业、国防科技、人工智能等领域。，对其精度、存储容量、线性度、抗干扰能力、采集面积和控制方法等技术指标的要求也越来越严格。然而，随着需求的不断增加，绝大多数数据采集需要实时远程传输，这对数据采集提出了更高的要求。

发展趋势

随着工业自动化水平的提高，数据采集的过程往往与工业控制环节相联系，形成一个完整的数据采集和监控系统。很多业务部门，比如环保、气象、电力、科研等领域，比如军事、海洋水文等。，通常有大量分布广泛的现场数据需要远程自动收集、存储和传输。数据采集技术通常被认为是现代科学研究和技术发展的一个重要方面。

现代数据采集技术的发展是基于采集系统软硬件平台性能的提高。随着计算机技术的飞速发展，数据采集系统已经从传统的测控电路发展到由微机、接口电路、外部通用设备和工业生产对象组成的现代数据采集和测控系统，并已广泛应用于各行各业。但基于微机的数据采集监控系统逐渐暴露出许多缺陷:工业环境一般条件恶劣，而微机防尘防震等功能较差；体积大，不便于携带和使用；扩展性差，成本高。

随着PC时代的到来，嵌入式技术处于快速发展阶段，现代工业数据采集系统也从传统的电路和微机模式进入了嵌入式系统模式。随着新技术的介入和发展，数据采集系统正朝着高精度、高速、稳定、可靠和集成化的方向发展，开发工作也越来越复杂。同时，大多数数据采集系统都是独立的系统，只能在现场采集或存储数据，已经不能满足一些应用的需要。

借助网络通信技术，嵌入式数据采集系统使采集终端能够以GPRS方式接入互联网，并将采集的数据实时上传到远程控制服务器，消除了工作人员在恶劣环境条件下采集和存储各种污染源数据的需要，大大减少了人工工作量。同时，监控器还可以依靠安装在现场的各种仪器设备，随时通过网络了解千里之外的现场工作情况，从而达到监控管理的目的。

嵌入式数据采集在国内外得到了广泛的研究。在理论研究中，有很多关于嵌入式系统数据采集系统的数据，包括嵌入式系统数据采集方案的软硬件实现方案和设计思路。在数据传输和通信设计方面，还分析了使用不同通信方式的嵌入式系统的设计和实现；在应用研究方面，国外已经用嵌入式系统实现了环境监测、气象数值预报等数据采集的实时和网络传输，国内也出现了一些嵌入式数据采集传输系统，如社区安全监控系统、实时火灾监控系统等。由于控制芯片结构和操作系统的原因，这些系统仍然缺乏数据处理能力和功能扩展，需要改进。

设计

数据采集系统的设计应考虑以下问题:

采集速率和数据吞吐量；

采集分辨率和精度；

频道号和多频道结构配置；

输入模拟信号的调节；

寻址和控制模式；

系统成本等。

考虑到上述因素，数据采集系统的设计通常分为两种类型:

(1)选择标准器件组装系统的芯片级设计方法；

(2)系统的板级设计方法由通用专利模块板和标准总线连接组成。

前者经济合理，但设计时间长，不方便功能扩展。后者设计时间短，可扩展性强，但成本高。

主要功能

远程数据采集系统通过数据采集终端采集远程站点的环境数据，然后通过主控制器将获得的最新数据传输到数据中心，并在出现意外情况时及时报警。数据中心的工作人员可以通过手机终端或电脑终端发送查询控制命令，获取相关的历史和实时数据，及时做出决策。

系统的功能有:参数配置、实时数据采集、实时控制、数据统计和数据查询。

参数配置

通过参数配置功能，用户可以根据实际需求轻松配置不同的参数，如状态数据报警的阈值、报警号的设置、心跳包的上传时间间隔等。通过将用户配置的参数存储在存储介质中，主控制器保证了断电时参数不会丢失，从而增强了系统的适应性，使系统适应不同环境的需要。

实时数据采集

分布在远程站点的测控终端通过传感器检测实时环境的最新状态，获取温度、湿度、照度等数据。，并将这些数据发送给主控制器。主控制器收到数据后，通过无线网络将数据传输到数据中心，完成数据中心的数据接收、存储、查询和统计功能，并将这些信息分发给授权用户。

查询和透视

用户可以通过手机或电脑向主控制器发送数据查询命令。主控制器收到命令后，控制数据采集终端采集相应的数据，然后将结果传输给用户终端，方便用户随时随地了解实时数据。此外，用户还可以查询数据库中存储的历史数据，通过分析历史数据掌握环境变化的规律，做出更好的决策。

统计数字

该系统定期完成历史数据的统计，将统计结果存储在数据库中，最后以图表的形式显示给用户，以便看到趋势，使用户更容易掌握变化规律，一目了然地看到数据变化。

意外警报

该系统具有意外报警功能。当现场环境数据超过用户设定的报警阈值或主控制器与数据中心之间的连接长时间无法建立时，系统会自动报警。有声光报警和短信报警两种报警方式。这样就有可能在第一时间检测到现场环境的紧急情况并提醒工作人员，以便及时处理，减少不必要的损失。

传播介质

远程数据采集系统中使用的通信介质主要包括以下几种方式:短距离长线路、本地电话网、互联网、自组织网络(CDPD网络)、数据传输无线电台和GSM无线通信网络。所有这些通信方式都有各自的适用范围和使用特点，因此数据采集系统应根据不同的监测对象选择最佳的通信方式来建立。

短距离长线数据采集和自组织网络数据采集两种方法首先要建立自己的通信网络。网络建设初期投入巨大，运营期间独立维护需要大量人力物力，运营成本相对较高；但这两种方式都能保证信号质量，效果良好。通过本地电话网和互联网依托现有网络，这两种方式不需要搭建自己的通信网络，通信效果好，信号量大，运营成本相对较低；然而，本地电话网和互联网很难到达工业现场的覆盖范围，这限制了接入网络。而且网络运营效果取决于网络运营商，线路安全无法保证。数据传输无线电是一种良好的无线数据传输方式，信号传输实时性好，运行成本低。但网络建设初期投入巨大，传输范围有限，且容易受到空之间无线信号的干扰，信号无法得到保障。

基于GPRS网络的各种应用发展迅速。移动公司在公安系统(查询人口信息、逃犯信息、车辆管理信息等。)，交通管理系统(超速监控)，环保系统(监控污水和污水排放)，电力系统(自动抄表系统)，市政系统(路灯系统管理)，车辆调度(出租车、公交车、警车定位调度系统)，企业移动办公(GPRS接入VPN)

在交通系统中，交通管理部门可以通过在高速公路和郊区主干道上设置摄像设备等监控设备，并连接一个GPRS通信终端，及时对交通流量情况和超速、闯红灯等违法行为进行监督和调查。出租车、公交公司拥有的上千辆车的监控调度也是靠着GPRS网络的支持。GPRS监控调度系统综合利用GPRS网络、计算机网络、全球卫星定位(GPS)、无线通信、地理信息系统(GIS)等多学科技术，紧密结合调度指挥工作的特点，构建基于GPS定位服务的公交指挥调度中心，为租赁公司和公交公司提供实时可靠的监控调度手段。

电力部门依靠GPRS网络或短信系统，将工业和民用电表采集的电力系统数据实时传输到地方、市、省三级集中监控中心，实现电力监控设备的统一监控和分布式管理。该应用充分发挥了GPRS网络在覆盖和数据传输方面的优势，也为电力系统提供了一种简单高效的通信传输方式。

因为GPRS网络是建立在GSM网络基础上的，可以说有GSM网络覆盖的地方就可以建立GPRS网络，各种基于GPRS网络的系统都可以运行。相信在不久的将来，GPRS网络可以为各种实时监控和调度系统提供高效、低成本的服务。

实现

远程数据采集可以分为定时采集和随机采集两种。

定时数据采集

中央计算机定期从各现场机采集数据，分时显示各下属采集点的当前数据，并在屏幕上分页，可打印记录全天数据，供工作人员参考。

随机数据采集

一般可以通过键盘管理模式来完成。当需要从某个站点采集数据时，如果通讯链路是专用电话线，中心机的操作员可以启动电话自动拨号系统与站点机连接，随时采集站点当前的工作参数，修改在线参数等。如果通信链路采用公用电话线，则需要通过电话通知对方，对方的运营商也进入通信等待状态，从而连接通信链路，采集数据。实现远程数据采集的关键技术是远程数据通信，包括系统互联形式、网络拓扑、通信数据组织、MODEM技术应用等一系列技术问题。