数据采集方法及装置与流程

1.本发明是有关于数据采集技术领域，尤其涉及一种数据采集方法及装置。


背景技术：

2.现阶段的工业生产中，需要通过高速采集传感器信号进行分析，并实际应用于生产过程，实现对设备工作过程的实时监控及故障诊断，进而提高生产效率。例如，在冲压过程中，会经由高速采集振动传感器信号来分析冲压机床是否有异常，若判断有异常就会立即停止冲压生产，并通知相关人员进行处理。
3.当前数据采集方法中，有采集数据量大，触发采集时间点不够合理等缺点，造成采集的数据带有大量的噪声，使得算法分析更加耗时，过滤提取有效数据更加困难。例如，现有数据采集方法，经由io电信号的上升沿或下降沿触发采集，但此方法的触发时间难以确定。如果触发采集到停止采集时间过长，则采集的数据量大，数据里的噪声也就多，而且只能主动式的触发采集。另一方面，如果有其他原因造成信号异常，则无法准确判断然后经由io电信号触发采集。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种数据采集方法及装置，可以降低采集数据量。
5.本发明一实施例提供一种数据采集方法，执行于数据采集装置中，所述方法包括：接收传感器的实时信号，根据默认的信号值与电压强度的对应关系，将所述实时信转换为电压信号；判断所述电压信号是否符合开始触发采集条件；当判断所述电压信号符合开始触发采集条件时，进一步判断是否处于数据采集状态，当判断非处于数据采集状态时，将采样率调整为采集采样率，开始采集数据并开始传送数据至服务器；当判断所述电压信号不符合开始触发采集条件时，进一步判断所述电压信号是否符合停止触发采集条件；当判断所述电压信号符合停止触发采集条件时，进一步判断是否处于数据采集状态，当判断处于数据采集状态时，将采样率调整为分析采样率，停止采集数据并停止传送数据至所述服务器。
6.本发明一实施例还提供了一种数据采集装置，所述数据采集装置包括存储器和处理器，所述存储器用于存储至少一个指令，所述处理器用于执行所述至少一个指令时实现所述数据采集方法。
7.相较于现有技术，本发明提供的数据采集方法及装置，可以有效降低采集的数据量。
附图说明
8.图1为根据本发明一实施例的数据采集装置的应用环境示意图。
9.图2为根据本发明一实施例的数据采集方法的流程图。
10.图3为根据本发明一实施例的数据采集装置的结构示意图。
11.主要元件符号说明
12.数据采集装置100处理器102存储器104传感器110服务器120步骤s202～s214
13.如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
14.为了便于本发明技术领域的技术人员理解和实施本发明，下面结合附图与实施例对本发明进一步的详细描述，应当理解，本发明提供许多可供应用的发明概念，其可以多种特定型式实施。本发明技术领域的技术人员可利用这些实施例或其他实施例所描述的细节及其他可以利用的结构，逻辑和电性变化，在没有离开本发明的精神与范围之下以实施发明。
15.本发明说明书提供不同的实施例来说明本发明不同实施方式的技术特征。其中，实施例中的各组件的配置是为说明之用，并非用以限制本发明。且实施例中图式标号的部分重复，是为了简化说明，并非意指不同实施例之间的关联性。其中，图示和说明书中使用的相同的组件编号表示相同或类似的组件。本说明书的图示为简化的形式且并未以精确比例绘制。
16.再者，在说明本发明一些实施例中，说明书以特定步骤顺序说明本发明的方法以及(或)程序。然而，由于方法以及程序并未必然根据所述的特定步骤顺序实施，因此并未受限于所述的特定步骤顺序。本发明技术领域的技术人员可知其他顺序也为可能的实施方式。因此，于说明书所述的特定步骤顺序并未用来限定申请专利范围。再者，本发明针对方法以及(或)程序的申请专利范围并未受限于其撰写的执行步骤顺序，且本发明技术领域的技术人员可了解调整执行步骤顺序并未跳脱本发明的精神以及范围。
17.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。
18.请参阅图1，所示为本发明一实施例的数据采集装置100的应用环境示意图。如图1所示，所述数据采集装置100分别与一个或多个传感器110以及服务器120相互连接与通讯。在一实施例中，所述传感器110包括振动传感器。所述传感器110的一端安装在待监控的工业设备上，另一端经由bnc线连接到所述数据采集装置100的bnc数组接口。在一实施例中，所述数据采集装置100经由以太网接口将数字信号上传至所述服务器120。在本实施例中，所述数据采集装置100根据配置文件采集一个或多个传感器110的实时信号，将采集的实时信号进行模数转换生成数字信号，将生成的数字信号进行缓存，并在采集结束后读取缓存的数字信号发送给所述服务器120。所述服务器120经由数据收集并加以分析处理后，可提
供实时监控、报警以及故障诊断等服务。
19.在一实施例中，所述服务器120还包括上位机，其中，上位机是作为所述服务器120的客户端。用户可以经由上位机输入控制指令经过所述服务器120下发到所述数据采集装置100。所述服务器120还用于将工业设备的运行状态上传至上位机，经由该上位机将工业设备的运行状态以可视化方式展示给用户，用户可以根据工业设备的运行状态进一步输入控制指令。
20.在一实施例中，所述控制指令还包括配置指令。所述数据采集装置100接收所述服务器120传送的配置指令，根据该配置指令生成所述配置文件。在一实施例中，所述配置文件可以包含开始时间、结束时间、采样周期、采样率，所述数据采集装置100根据所述配置文件周期性地采集所述一个或多个传感器110的实时信号。
21.请参阅图2，所示为本发明一实施例中数据采集方法的流程图。在本实施例中，所述数据采集方法可以应用于所述数据采集装置100中。如图2所示，所述数据采集方法具体包括以下步骤，根据不同的需求，该流程图中步骤的顺序可以改变，某些步骤可以省略。
22.步骤s202，所述数据采集装置100接收到所述传感器的实时信号时，根据默认的信号值与电压强度的对应关系，将所述实时信号转换为电压信号。
23.具体地，当所述传感器110为振动传感器时，所述数据采集装置100根据默认的振动幅度与电压强度的对应关系，将接收到的振动信号转换为电压信号。
24.步骤s204，判断电压信号是否符合开始触发采集条件。当判断电压信号符合开始触发采集条件时，执行步骤s206；当判断电压信号不符合开始触发采集条件时，执行步骤s210。
25.在实际应用场景中，当所述传感器110为振动传感器时，因为外部冲击原因会使得振动传感器振动的信号幅值比正常情况大很多；在没有外部冲击的情形下，采集的振动传感器信号幅值基本都是在0伏特左右微小的变化。因此，可以经由幅值分割，将正常范围的信号分割出来，以减少采集的数据量，降低网络资源的使用量，同时也减少数据丢失的可能性。
26.在一实施例中，可以使用电压信号值大于信号阈值作为开始触发采集条件。在另一实施例中，可以使用连续两次电压信号值的平均值大于平均阈值作为开始触发采集条件，或者连续两次电压信号值的平均值小于或等于平均阈值但方差值大于方差阈值作为开始触发采集条件。
27.步骤s206，判断所述数据采集装置100是否处于数据采集状态。当判断所述数据采集装置100处于数据采集状态时，返回步骤s202，继续数据采集；当判断所述数据采集装置100非处于数据采集状态时，执行步骤s208。在一实施例中，当采样率等于采集采样率时，判断所述数据采集装置100处于数据采集状态；当采样率等于分析采样率时，判断所述数据采集装置10非0处于数据采集状态。
28.步骤s208，当判断所述数据采集装置100非处于数据采集状态时，将采样率调整为采集采样率，开始采集数据并传送至所述服务器120。
29.步骤s210，判断电压信号是否符合停止采集条件。当判断电压信号符合停止采集条件时，执行步骤s212；当判断电压信号不符合停止采集条件时，返回步骤s202，继续数据采集。
30.在一实施例中，可以使用电压信号值小于或等于信号阈值作为停止触发采集条件。在另一实施例中，可以使用连续两次电压信号值的平均值小于或等于平均阈值且方差值小于或等于方差阈值作为停止触发采集条件。
31.步骤s212，判断所述数据采集装置100是否处于数据采集状态。当判断所述数据采集装置100处于数据采集状态时，执行步骤s214；当判断所述数据采集装置100非处于数据采集状态时，返回步骤s202，继续采样。在一实施例中，当采样率等于采集采样率时，判断所述数据采集装置100处于数据采集状态。
32.步骤s214，当判断所述数据采集装置100处于数据采集状态时，将采样率调整为分析采样率，停止采集数据并传送至所述服务器120。
33.在本实施例中，采集采样率高于分析采样率。
34.在本实施例中，配置文件包括信号阈值、平均阈值、方差阈值、采集采样率、分析采样率等配置参数。当所述数据采集装置100开始运行前，所述服务器120(上位机)经由配置指令将配置参数传送到所述数据采集装置100；所述数据采集装置100接收所述服务器120传送的配置指令，根据该配置指令生成所述配置文件。当所述数据采集装置100运行中，运行在所述服务器120(上位机)内的程序可以动态调节配置参数并传送至所述数据采集装置100，以达到更好的数据采集效果。
35.在本实施例中，所述数据采集装置100的初始采样率设置为分析采样率。
36.请参阅图3，所示为本发明一实施例中，所述数据采集装置100的结构示意图。如图3所示，所述数据采集装置100包括处理器102以及存储器104。所述存储器104用于存储可在所述处理器102上运行的计算机程序。所述处理器102执行所述计算机程序时，可以实现上述各个数据采集方法实施例的步骤，例如，图2所示的步骤s202～s214。
37.在一实施例中，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器104中，并由所述处理器102执行，以完成本发明的各实施例。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在数据采集装置100中的执行过程。
38.本领域技术人员应该了解，图3示出的数据采集装置100的结构并不构成本发明实施例的限定，所述数据采集装置100可以包括比图示更少或更多的其他硬件或者软件，或者不同的部件设置。
39.在一实施例中，所述数据采集装置100包括但不限于桌机、手机、平板计算机或服务器等计算机装置。需要说明的是，所述数据采集装置100仅为示例，其他现有的或今后可能出现的数据采集装置如可适应于本发明，也应包含在本发明的保护范围内。
40.在一实施例中，所述处理器102可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其它通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
41.在一实施例中，所述存储器104可以是所述数据采集装置100的内部存储单元，例如数据采集装置100的硬盘或内存。所述存储器104也可以是所述数据采集装置100的外部
存储设备，例如所述数据采集装置100上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smart media card,smc)，安全数字(secure digital,sd)卡，闪存卡(flash card)等。进一步地，所述存储器104还可以既包括所述数据采集装置的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器104用于存储所述计算机程序以及所述数据采集装置100所需的其它程序和数据。所述存储器104还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
42.尽管未示出，所述数据采集装置100还可以包括给各个部件供电的电源(比如电池)，优选的，电源可以通过电源管理装置与所述至少一个处理器102逻辑相连，从而通过电源管理装置实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。电源还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电装置、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。所述数据采集装置100还可以输入输出设备、网络接入设备、总线等，在此不再赘述。
43.总结来说，本发明的数据采集方法及装置采集的数据量较少，触发采集时间点更为合理，且采集到的有效数据成分更多、噪声信号更少。同时可以避免频繁地向服务器传送数据，降低服务器压力及节省数据流量。
44.值得注意的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。