《物联网数据采集系统》课件

《物联网数据采集系统》本课件将带您深入了解物联网数据采集系统的核心技术和应用场景，涵盖从传感器到云平台的完整体系学习目标了解物联网数据采集系统的概学习传感器技术和信号采集方了解数据采集软件开发与系统念法调试掌握物联网数据采集系统的基本原理和熟悉单片机及外围电路设计掌握物联网数据分析与应用场景架构什么是物联网万物互联信息交互将各种物体通过传感器、网络实现物体之间以及物体与人之等技术连接起来间的信息交互智能控制通过数据分析和智能算法实现对物体的智能控制物联网架构感知层1传感器采集数据，将物理世界的信息转化为数字信号网络层2负责数据传输，将传感器数据传输到云平台或其他应用系统应用层3对数据进行分析处理，实现各种应用场景，例如智能家居、工业自动化等传感器技术温度传感器压力传感器光线传感器用于测量温度，例如热用于测量压力，例如压用于测量光线强度，例电偶、热敏电阻阻式、应变式传感器如光电二极管、光敏电阻信号采集传感器信号信号调理转换数据处理ADC模拟信号或数字信号放大、滤波、转换等将模拟信号转换为数字信号对数字信号进行处理，例如校正、滤波模拟信号采集模拟信号特点模拟信号采集步骤连续变化的信号，例如电压、电流

1.信号调理

2.ADC转换

3.数据处理数字信号采集数字信号特点数字信号采集步骤12离散变化的信号，例如数字脉信号预处理，直接进行数据处冲、编码信号理数字信号采集应用3数字传感器、编码器等采样与量化采样将连续的模拟信号转化为离散的数字信号量化将采样得到的离散信号转化为数字量信号调理电路滤波2去除噪声放大1提高信号幅值转换3将信号转换为其他类型放大电路运算放大器1高增益、低漂移差分放大器2抑制共模干扰仪表放大器3高输入阻抗、低输出阻抗滤波电路低通滤波1滤除高频信号高通滤波2滤除低频信号带通滤波3滤除除特定频率以外的信号原理ADC1将模拟信号与参考电压比较2将比较结果转换为数字量3输出数字信号类型ADC逐次逼近式并行比较式双积分式ADC ADCADC精度高，速度较慢速度快，成本高抗干扰能力强微控制器简介微控制器是一种集成了CPU、内存、输入输出接口等功能的集成电路，常用于嵌入式系统，例如工业自动化、汽车电子、消费电子等单片机体系结构输入输出接口GPIO UARTSPI通用输入输出接口，可用于控制LED、串行通信接口，用于与其他设备进行通串行外设接口，用于与EEPROM、传感电机等信器等通信定时器和中断定时器中断12提供精确的时间基准响应外部事件，例如按钮按下、传感器触发应用3定时控制、事件响应串行通信接口UART通用异步串行通信接口SPI串行外设接口I2C两线串行通信接口模拟输入通过ADC将模拟信号转换为数字信号，用于采集温度、压力、光线等模拟传感器数据数字输入输出数字输入接收来自数字传感器的信号，例如按钮、开关数字输出控制外部设备，例如LED、电机、继电器和EEPROM FlashEEPROM1电可擦除可编程只读存储器Flash2快闪存储器应用3存储系统配置信息、数据记录物联网数据采集系统将传感器、单片机、无线通信模块等硬件组件集成，采集数据并通过网络传输到云平台，实现数据分析和应用硬件设计流程需求分析确定系统功能、性能指标方案设计选择合适的传感器、单片机等电路设计绘制原理图、PCB布局测试验证验证电路功能，调试系统传感器选型与接口传感器选型接口设计根据应用场景选择合适的传感器类型、精度和性能确定传感器与单片机的连接方式，例如模拟信号、数字信号、串行通信单片机外围电路电源管理电路2为系统提供稳定的电源电路ADC1将模拟信号转换为数字信号无线通信模块3实现数据传输电源管理电路电源输入1接收外部电源稳压2将电压稳定到单片机所需的电压滤波3去除电源噪声无线通信模块模块WiFi1通过无线网络传输数据蓝牙模块2短距离无线通信蜂窝模块3支持蜂窝网络连接系统集成与调试1将硬件组件组装成完整系统2编写软件代码，实现数据采集和处理3调试系统，验证功能软件系统设计软件系统设计包括数据采集软件架构、数据采集流程、数据处理算法、数据存储和上传等方面数据采集软件架构驱动层数据处理层通信层负责与传感器进行通信，读取数据对数据进行校正、滤波等处理将数据传输到云平台数据采集流程传感器采集数据1读取传感器数据，并将数据转换为数字信号数据预处理2对数据进行校正、滤波等处理数据存储3将数据存储到本地或云平台数据上传4通过网络将数据传输到云平台数据校正与滤波数据校正消除传感器误差，提高数据精度数据滤波去除噪声，提高数据质量数据存储与上传本地存储云存储12将数据存储在单片机的将数据上传到云平台，例如阿EEPROM或Flash中里云、AWS数据格式3选择合适的存储格式，例如CSV、JSON可视化图形界面提供用户友好的界面，方便用户查看和分析数据，例如实时数据曲线、历史数据图表等服务器端软件数据接收数据存储接收来自物联网设备的数据将数据存储在数据库中数据分析对数据进行分析和处理数据分析与应用数据挖掘1从大量数据中提取有价值的信息预测分析2根据历史数据预测未来趋势智能控制3根据数据分析结果，对设备进行智能控制云平台与大数据云平台大数据提供数据存储、分析、应用等服务，方便用户管理和利用物联处理海量数据，提供更强大的数据分析和挖掘能力网数据物联网应用案例智能家居智慧城市工业自动化通过传感器控制家电、照明等设备，实现利用传感器收集城市数据，例如交通状况实现生产过程自动化控制，提高生产效率自动化和智能化、环境监测等，提高城市管理效率和产品质量未来发展趋势物联网技术正在不断发展，未来将更加智能化、网络化、安全化，应用场景更加广泛本课程小结本课程介绍了物联网数据采集系统的基础知识，涵盖硬件设计、软件开发、数据分析等方面，为学习者提供入门指导思考与练习思考一下物联网数据采集系统未来会如何发展？你能想到哪些新的应用场景？。