1.1 研究目的及意义

数据采集是指通过不同类型的传感器将自然界中物理量转换为电量，再通过AD芯片转换为计算机可以识别的数字量的过程。数据采集建立了一个外部物理世界与计算机之间的桥梁，通过数据采集系统可以将压力、压强、温度、湿度、速度等信息进行采集存储，再通过计算机对采集系统进行操控，从而可以实现对外界信息的检测与控制^[1]。近年来，随着传感器技术和信息处理技术的发展，数据采集系统在工业生产、国防建设、科学研究等领域，正发挥着越来越重要的作用。

数据的采集以及存储传输是科学试验过程中至关重要的环节，创新的科研成果离不开完整有效的实验数据^[2]。现需要根据一地磁测量实验装置的要求开发面向多通道的远程数据采集系统。该项目需要通过多种高精度模拟磁传感器和数字磁传感器采集海量的地磁场数据，并且需要保证各传感器数据采集的同步性。项目要求所采集的数据除了在本地存储器上存储外，还需要通过远程无线电台实时传输到地面站进行实时监测。

为保证该项目中的地磁测量实验能够顺利进行，需要设计一个接口方便、集成度高、可高效开发和具备良好的可移植性的数据采集系统。它能够同步采集、存储和传输多路模拟或数字磁传感器获得的数据，能让实验人员通过上位机软件实时观测数据采集情况并进行后续的数据处理工作。该多通道远程数据采集系统将极大地提高地磁测量实验装置数据采集的可靠性与效率，保障地磁测量试验的顺利进行。

1.2 国内外研究现状

数据采集系统的应用可追溯到20世纪50年代^[3]。1956年美国首先将数据采集系统应用在军事领域，对测试设备实现了高速自动控制。60年代后期，数据采集系统在国外实现市场化，此时多用于专用系统。70年代中后期开始，由于微型机的快速发展，数据采集系统进入快速发展时期，80年代开始出现通用数据采集与自动测试系统。20世纪90年代至今，数据采集系统发展迅猛，目前已经在工业生产、国防建设、科学研究等领域广泛应用^[4]。

在国外，数据采集存储系统由于研发起步较早，所以在技术领域占据了领先地位，尤其是在高性能的数据采集方面的研发具有极大的影响力，比如美国的DT公司、美国CALCULEX公司、法国的ETEP公司以及奥地利的DEWESOFT公司等等^[5]。

与国外的研发技术相比较，我国确实存在一定的差距，最主要的原因是国内研发起步较晚，但是经过多年的努力以后，我国也出现了许多比较有竞争力的企业，如北京阿尔泰科技发展有限公司、北京中泰研创科技有限公司及山西科泰航天防务技术股份有限公司等。

根据通信手段，数据采集系统可分为有线数据采集系统和无线数据采集系统。有线数据采集系统具有传输质量可靠、实时性好等优点，但不利于安装和维护。无线数据采集系统在安装和维护方面较为方便，缺点是信号质量不高、数据带宽有限等。

按照实现技术，数据采集系统大致可以分为以下四类^[6]：