跨平台数据采集软件解决方案

应用

在现代工业和科学实验中，便携式数据采集程序正日益成为现场测试的重要工具。无论是在野外环境监测、设备维护监测还是便携式实验平台中，用户都需要一种轻便、可靠且高效的数据采集方案。与此同时，业界希望采集程序可以运行在Windows和Linux平台。针对以上问题，黄河水利职业技术大学智能制造研究团队暨开封市智能制造互联网工程技术研究中心开发了针对便携式数据采集设备的跨平台数据采集软件。通过集成实时数据采集、信号预处理和直观的图形化显示，实现了现场数据的实时监控和记录。该程序不仅支持多通道信号采集，还具备历史数据回放与自动播放功能，使得用户能够方便地回顾和分析采集过程中的数据，进一步提高了设备检测和实验数据处理的效率。最重要的是，该程序具备跨平台特性，能够在 Windows 和 Linux 系统上无缝运行，确保不同环境下的稳定性和兼容性，为用户提供了更广泛的适用性和便捷性。

挑战

在设计跨平台的数据采集软件时候，面临着程序架构的异同。利用Python胶水语言的特点，分别调用Windows平台和Linux平台下的硬件驱动程序。在设计便携式数据采集程序时，客户主要面临的挑战包括硬件接口与实时性要求、界面直观与配置便捷以及跨平台和便携性要求。便携设备需要在现场实时采集高精度、低延迟的信号，高效调用底层动态库获取数据并确保采集与显示同步是一大技术难题。同时，操作人员在现场需通过图形化界面实时查看信号波形和频谱，并能方便地调整采集参数及校正设置，以确保信号显示准确稳定。此外，用户希望程序能打包成独立可执行文件，通过U盘或下载包在不同的Linux系统上直接运行，无需额外安装Python环境，动态库依赖和系统兼容性问题必须解决。

解决方案

针对上述问题，简仪提供了如下解决方案：在实时数据采集与硬件接口方面，采用动态库与硬件通信，并结合Python的定时器，实现了数据采集和显示的同步，保证了现场监控的实时性。在数据管理方面，采用了精确的文件轮换策略，在每次数据读取前调用轮换函数，将数据保存到新的文件中，并在必要时删除空文件，确保每个文件严格保存1秒内的数据，便于数据管理和分析。在跨平台打包与分发方面，将程序打包为独立可执行文件，并通过添加参数包含所有动态库，用户只需复制可执行文件，即可在目标Linux系统上运行，无需额外环境配置。

图一 功能选择界面

图二 数据采集配置界面

图三 实时数据采集界面

图四 历史数据回放界面

设计心得

在开发过程中，客户认识到模块化设计对于实时系统的重要性。通过将数据采集、信号处理、文件管理和历史回放等功能模块分离，不仅使系统更易于调试与维护，同时也提升了整体的稳定性和实时性。打包过程中对动态库依赖的处理，使客户更清楚地认识到跨平台部署时环境匹配和资源管理的重要性。总体来说，该便携式数据采集程序在满足现场实时采集需求的同时，也具备了良好的扩展性和便携性，为后续系统优化和功能扩展奠定了基础。

使用的简仪产品

硬件

USB-5324：高精度380 ppm，16位分辨率，32通道，1MS/s 同步数据采集模块

为什么选择简仪

成熟的产品：简仪产品经过长期市场验证，具有可靠的性能和稳定性。

POC验证服务：简仪提供售前的POC验证服务，帮助客户验证产品性能和适用性。

高精度：简仪的产品满足了客户对测试精度和可靠性的高要求。

成本效益：相比国外品牌，简仪的解决方案不仅性能更优，而且在成本上具有明显优势，降低了客户的整体制造成本。

供货速度：简仪能够快速供货，确保项目按时进行。

技术支持和快速响应能力：简仪提供优质的本地化技术支持，快速响应客户需求，帮助客户解决问题，确保了测试任务的顺利进行。

简仪的成熟产品和技术支持为项目提供了有力保障。本案例展示了模块化设计的重要性以及跨平台部署的复杂性，同时突出了简仪产品在满足高精度采集需求和降低成本方面的优势，为类似跨平台数据采集项目提供了宝贵经验。