Záznamník dat - Data logger

Data logger Cube s uložením technických a senzorových dat

Ústředna (také ústředna nebo zaznamenávání dat ), je elektronické zařízení, které zaznamenává data v průběhu času nebo v závislosti na místě, a to buď s vestavěným v přístroji nebo senzor nebo prostřednictvím externích přístrojů a snímačů. Stále častěji, ale ne zcela, jsou založeny na digitálním procesoru (nebo počítači) a nazývají se digitální záznamníky dat (DDL). Obvykle jsou malé, napájené bateriemi, přenosné a vybavené mikroprocesorem, vnitřní pamětí pro ukládání dat a senzory. Některé data loggery jsou propojeny s osobním počítačem a používají software k aktivaci data loggeru a prohlížení a analýze shromážděných dat, zatímco jiné mají zařízení s místním rozhraním (klávesnice, LCD) a mohou být použity jako samostatné zařízení.

Záznamníky dat se liší od typů obecného určení pro řadu aplikací měření až po velmi specifická zařízení pro měření v jednom prostředí nebo pouze v typu aplikace. Je běžné, že typy obecných účelů jsou programovatelné ; mnohé však zůstávají jako statické stroje pouze s omezeným počtem nebo bez měnitelných parametrů. Elektronické záznamníky dat v mnoha aplikacích nahradily zapisovače grafů .

Jednou z hlavních výhod používání záznamníků dat je možnost automatického shromažďování dat 24 hodin denně. Po aktivaci jsou dataloggery obvykle nasazeny a ponechány bez dozoru, aby měřily a zaznamenávaly informace po dobu monitorovacího období. To umožňuje komplexní a přesný obraz monitorovaných podmínek prostředí, jako je teplota vzduchu a relativní vlhkost.

Náklady na data loggery v průběhu let klesají, jak se technologie zlepšuje a náklady se snižují. Jednoduché jednokanálové záznamníky stojí pouhých 25 USD. Složitější loggery mohou stát stovky nebo tisíce dolarů.

Datové formáty

Standardizace protokolů a datových formátů je problémem, ale v průmyslu nyní roste a pro výměnu dat jsou stále více přijímány XML , JSON a YAML . Rozvoj sémantického webu a internetu věcí tento současný trend pravděpodobně urychlí.

Instrumentační protokoly

Bylo standardizováno několik protokolů, včetně inteligentního protokolu SDI-12 , který umožňuje připojení některých přístrojů k řadě záznamníků dat. Používání této normy se mimo oblast životního prostředí příliš neujalo. SDI-12 také podporuje multi drop nástroje. Některé společnosti pro záznam dat nyní také podporují standard MODBUS . To se tradičně používá v oblasti průmyslové kontroly a existuje mnoho průmyslových nástrojů, které tento komunikační standard podporují. Další multi drop protokol, který se nyní začíná stále více používat, je založen na CAN Bus (ISO 11898). Někteří dataloggeri používají flexibilní skriptovací prostředí, aby se přizpůsobili různým nestandardním protokolům.

Protokolování dat versus sběr dat

Pojmy protokolování dat a získávání dat se často používají zaměnitelně. V historickém kontextu jsou však zcela odlišné. Data logger je systém pro sběr dat, ale systém pro sběr dat nemusí být nutně data logger.

• Data loggery mají obvykle pomalejší vzorkovací frekvence . Maximální vzorkovací frekvence 1 Hz může být považována za velmi rychlou pro záznamník dat, ale velmi pomalá pro typický systém sběru dat.
• Data loggery jsou implicitně samostatná zařízení, zatímco typický systém sběru dat musí zůstat připojen k počítači, aby získal data. Tento samostatný aspekt záznamníků dat zahrnuje integrovanou paměť, která slouží k ukládání získaných dat. Někdy je tato paměť velmi velká, aby se do ní vešlo mnoho dní nebo dokonce měsíců bezobslužného nahrávání. Tato paměť může být statická paměť s náhodným přístupem zálohovaná baterií , flash paměť nebo EEPROM . Dřívější datalogery používaly magnetickou pásku , děrovanou papírovou pásku nebo přímo zobrazitelné záznamy, jako například „ záznamníky pásových grafů “.
• Vzhledem k prodlouženým záznamovým dobám záznamníků dat obvykle obsahují mechanismus pro zaznamenávání data a času v časovém razítku, který zajišťuje, že každá hodnota zaznamenaných dat je spojena s datem a časem pořízení, aby se vytvořila sekvence událostí . Data loggery jako takové obvykle používají vestavěné hodiny v reálném čase, jejichž publikovaný drift může být důležitým faktorem při výběru mezi data loggery.
• Data loggery se pohybují od jednoduchého jednokanálového vstupu až po složité vícekanálové nástroje. Obvykle čím jednodušší zařízení, tím menší flexibilita programování. Některé sofistikovanější nástroje umožňují mezikanálové výpočty a alarmy na základě předem stanovených podmínek. Nejnovější záznamníky dat mohou obsluhovat webové stránky, což umožňuje mnoha lidem vzdáleně monitorovat systém.
• Bezobslužná a vzdálená povaha mnoha aplikací záznamníku dat znamená, že v některých aplikacích je potřeba pracovat ze zdroje stejnosměrného proudu, například z baterie . K doplnění těchto zdrojů energie lze použít sluneční energii. Tato omezení obecně vedla k zajištění toho, aby zařízení, která uvádějí na trh, byla ve srovnání s počítači extrémně energeticky účinná. V mnoha případech jsou povinni pracovat v drsných podmínkách prostředí, kde počítače nebudou fungovat spolehlivě.
• Tato bezobslužná povaha také diktuje, že data loggery musí být extrémně spolehlivé. Vzhledem k tomu, že mohou pracovat po dlouhou dobu nepřetržitě s malým nebo žádným lidským dohledem a mohou být instalovány v drsných nebo vzdálených lokalitách, je nezbytné, aby dokud budou mít energii, nebudou z jakéhokoli důvodu protokolovat data. Výrobci dělají vše pro to, aby zajistili, že na těchto zařízeních lze záviset. Dataloggery jako takové jsou téměř zcela imunní vůči problémům, které by mohly postihnout obecný počítač ve stejné aplikaci, jako jsou pády programů a nestabilita některých operačních systémů.

Aplikace

Data logger aplikace pro meteorologickou stanici na P2I LIPI

Mezi aplikace protokolování dat patří:

• Bezobslužné nahrávání meteorologické stanice (jako je rychlost / směr větru , teplota , relativní vlhkost , sluneční záření ).
• Bezobslužný hydrografický záznam (jako je hladina vody, hloubka vody, průtok vody, pH vody, vodivost vody).
• Bezobslužné zaznamenávání úrovně vlhkosti půdy.
• Záznam tlaku plynu bez dozoru.
• Offshore bóje pro záznam různých podmínek prostředí.
• Počítání silničního provozu.
• Během přepravy měřte teploty (vlhkost atd.), Které se rychle kazí: studený řetězec .
• Změřte kolísání intenzity světla.
• Měření teploty farmaceutických výrobků, léků a vakcín během skladování
• Měření teploty a vlhkosti produktů podléhajících zkáze během přepravy, aby se zajistilo zachování chladného řetězce
• Monitorování procesů pro aplikace údržby a odstraňování problémů.
• Monitorování procesu k ověření záručních podmínek
• Výzkum divoké zvěře s vyskakovacími archivními značkami
• Změřte vibrace a manipulační rázy (výška pádu) v distribučních obalech .
• Monitorování hladiny nádrže.
• Monitorování deformace jakéhokoli objektu pomocí geodetických nebo geotechnických senzorů řízených automatickým systémem monitorování deformace .
• Monitorování životního prostředí .
• Testování vozidel (včetně nárazových testů)
• Motoristické závody
• Monitorování stavu relé v železniční signalizaci.
• Pro vědecké vzdělávání umožňující „měření“, „vědecké zkoumání“ a ocenění „změny“
• Zaznamenávejte údaje o trendech v pravidelných intervalech do monitorování veterinárních vitálních funkcí.
• Nahrávání profilu zátěže pro řízení spotřeby energie.
• Teplota, vlhkost a spotřeba energie pro studie účinnosti vytápění a klimatizace.
• Monitorování hladiny vody pro studie podzemních vod.
• Digitální elektronická sběrnice sběrnice pro ladění a ověření

Příklady

• Záznamníky černé skříňky (podněty/reakce) :
  • Zapisovač letových údajů (FDR) je kus záznamového zařízení používá ke shromažďování specifických dat o výkonu letadla. Tento termín může být také použit, i když méně přesně, k popisu hlasového záznamníku v
  kokpitu (CVR), jiného typu zařízení pro záznam dat, které se nachází na palubě letadla.
• Zapisovač dat událostí (EDR) je zařízení instalováno výrobcem v některých automobilů , který shromažďuje a ukládá různá data během časového rámce bezprostředně před a po srážce.
• Záznamu cestovních údajů (VDR) je záznam dat systém určený pro sběr dat z různých senzorů na palubě lodi.
• Rekordér vlak událost je přístroj, který zaznamenává údaje o fungování kontrol a výkonnosti vlaků v reakci na tyto kontroly a jiných systémů řízení vlaků.
• Rekordér nehoda údaje (ADR) je zařízení pro spouštění nebo nehod ve většině druhů pozemních vozidel a záznam relevantních dat. V automobilech, všechny diagnostické chybové kódy jsou zaznamenány (DTC) v řízení motoru jednotky (ECU), takže v době provozu vozidla, servisní technik bude číst všechny DTC pomocí Tech-2 nebo podobné nástroje připojené k on- diagnostický port desky a dozví se o problémech, ke kterým došlo ve vozidle. Někdy je do stejného portu zapojen malý záznamník OBD, který nepřetržitě zaznamenává data vozidla.
• V designu vestavěných systémů a digitální elektroniky pomáhá specializovaný vysokorychlostní záznamník dat překonat omezení tradičnějších nástrojů, jako je osciloskop a logický analyzátor . Hlavní výhodou záznamníku dat je jeho schopnost zaznamenávat velmi dlouhé stopy, což se ukazuje jako velmi užitečné při pokusu o opravu funkčních chyb, ke kterým dochází jednou za čas.
• V závodním průmyslu se záznamníky dat používají k záznamu údajů, jako jsou brzdné body, časování kol/sektorů a mapy tratí, jakož i všech palubních senzorů vozidel.

Budoucí pokyny

Dataloggery se nyní mění rychleji než kdykoli předtím. Původní model samostatného záznamníku se mění na zařízení, které shromažďuje data, ale má také přístup k bezdrátové komunikaci pro poplach událostí, automatické hlášení dat a dálkové ovládání. Data loggery začínají obsluhovat webové stránky pro aktuální odečty, posílat své alarmy e-mailem a FTP své denní výsledky do databází nebo přímo k uživatelům. Velmi nedávno existuje trend odklonu od proprietárních produktů s komerčním softwarem k open source softwaru a hardwarovým zařízením. Raspberry Pi jednodeskový počítač je mimo jiné populární platformou hostování v reálném čase Linux nebo preemptivní jádro Linux operační systémy s mnoha

• digitální rozhraní jako I2C , SPI nebo UART umožňující přímé propojení digitálního senzoru a počítače,
• a neomezený počet konfigurací pro zobrazení měření v reálném čase přes internet , zpracování dat, vykreslování diagramů a diagramů ...

Viz také

• Černá skříňka
• Analyzátor sběrnice
• Protokolování počítačových dat : protokolovací rozhraní API, protokoly a syslog serverů, protokolování webu a webové čítače
• Systém nepřetržitého monitorování emisí
• Runtime inteligence
• Sekvenční záznamník událostí
• SensorML
• Záznamník otřesů a vibrací
• Záznamník teploty

Reference