数据采集与处理技术

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出版者:
作者:祝常红 编
出品人:
页数:218
译者:
出版时间:2008-3
价格:27.00元
装帧:
isbn号码:9787121053351
丛书系列:
图书标签:
  • 数据采集
  • 数据处理
  • 数据清洗
  • 数据分析
  • 数据挖掘
  • Python
  • 爬虫
  • 传感器
  • 物联网
  • 大数据
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具体描述

《数据采集与处理技术》从工程应用角度出发,坚持理论联系实际,学以致用,以工程实战解决实际应用中的各种问题。全书分为8章,包括:数据采集与处理的技术概念,采集系统常用传感器,信号采集与信号调理技术,数据采集常用电路,计算机接口与数据采集,数据采集系统的抗干扰技术,使用LabVIEW进行数据采集与分析,使用MCGS组态软件进行数据采集与分析。第4、5、7、8章分别介绍了实际工程项目的应用,使读者能够对本课程的主要内容有条理、有针对性地学习,能正确、合理地进行数据采集与处理。

好的,以下是一本关于《智能制造中的工业物联网与边缘计算实践》的图书简介,该书内容与您提到的《数据采集与处理技术》不包含以下主题:传感器原理、传统数据采集卡(DAQ)的硬件选型、基础统计过程控制(SPC)方法、以及数据库管理系统的详细操作指南。 智能制造中的工业物联网与边缘计算实践 导言:迈向柔性与智能的工业未来 在第四次工业革命的浪潮中,制造业正经历着前所未有的数字化转型。传统工厂的刚性、低效与信息孤岛正被一个高度互联、数据驱动的智能生态系统所取代。本书《智能制造中的工业物联网与边缘计算实践》并非一本聚焦于底层数据获取或传统数据结构的教科书,而是深入探讨如何构建、部署和优化支撑现代智能工厂运行的核心技术架构——工业物联网(IIoT)与边缘计算。 本书的核心目标是为工程师、系统架构师和技术管理者提供一套清晰的路线图,指导他们如何利用实时数据流和近源处理能力,实现生产过程的快速决策、预测性维护、以及跨系统的高效协同。我们将避开基础的模拟信号转换和数据存储细节,转而关注如何让数据在产生的地方即时产生价值。 第一篇:工业物联网(IIoT)的架构与安全基石 本篇着重构建 IIoT 的宏观视图,重点在于系统级别的连接性和安全性,而非单个数据点的采集精度。 第一章:IIoT 系统的分层架构重构 本章摒弃传统的“采集-传输-存储”线性模型,引入基于 ISA-95 和 Purdue 模型的新型 IIoT 架构视图。重点阐述如何清晰界定操作技术(OT)层与信息技术(IT)层之间的边界、数据流的交互模式,以及在云-边-端协同中,每一层级的核心职责。我们将深入分析 MQTT、AMQP 等消息协议在跨域数据交换中的选型原则,强调轻量化和可靠性在工业环境中的重要性。 第二章:面向工业环境的通信协议深度解析 本章不对常见的串行或并行采集接口进行详述,而是聚焦于网络层和应用层的工业通信协议的语义理解与互操作性。内容涵盖:如何有效地集成 OPC UA 框架以实现数据模型的标准化描述;如何利用 TSN(时间敏感网络)技术为关键控制应用提供确定性通信保障;以及在遗留系统(Legacy Systems)中部署协议转换网关(Protocol Converters)以实现异构设备间的语义映射。 第三章:工业网络安全与韧性设计 在 IIoT 中,安全不再是事后补救,而是系统设计之初的内建要求。本章详细讨论了针对 OT 网络的特有安全挑战,包括低带宽、资源受限设备的安全机制。内容涵盖:零信任架构(Zero Trust Architecture, ZTA)在工业网络中的落地;基于硬件信任根(RoT)的设备身份认证;以及针对工业控制系统(ICS)的安全态势感知(Security Posture Awareness)平台部署策略,重点是如何在实时性要求极高的环境中实现加密和访问控制的平衡。 第二篇:边缘计算——实时智能的引擎 本篇是本书的技术核心,聚焦于将计算能力推向数据源头,实现低延迟、高可靠的现场智能处理。 第四章:边缘计算范式与部署模型选择 本章区分了“雾计算”与“边缘计算”的适用场景,并重点剖析了近源处理(Near-Edge Processing)的必要性。我们将讨论边缘计算节点的硬件选型考量——如 FPGA、高性能嵌入式 CPU(如 ARM Cortex-A 系列)的应用场景,以及这些硬件如何支持复杂的容器化(Containerization)部署,如使用 K3s 或其他轻量级 Kubernetes 发行版进行批量管理。 第五章:基于流处理的实时决策系统构建 本书强调的是数据流(Data Streams)而非静态数据集。本章详细介绍了如何在边缘侧构建高吞吐量的实时数据流管道。内容包括:使用 Apache Flink 或 Kafka Streams 等流处理框架进行窗口化计算、事件时间处理和状态管理;如何设计和部署“流式 ETL”流程,在数据离开现场前完成清洗、聚合和初步的特征提取;以及如何利用规则引擎(Rule Engines)实现毫秒级的告警与响应。 第六章:边缘侧的机器学习模型部署与生命周期管理(MLOps for Edge) 本章讨论如何将训练好的智能模型有效地部署到资源受限的边缘设备上。重点在于模型轻量化技术(如模型量化、剪枝),以及如何在边缘侧实现模型的持续集成与部署(CI/CD)。我们将探讨如何设计本地反馈闭环机制,使模型能够利用现场采集到的新数据进行快速的再训练或微调(Fine-Tuning),而无需每次都依赖云端往返通信。 第三篇:数据驱动的运营优化与集成应用 本篇将前两部分的技术组件整合起来,展示它们如何在实际的生产运营中发挥作用,实现业务价值。 第七章:预测性维护(PdM)的端到端实现 本书将 PdM 定义为一个完整的 IIoT 解决方案,而非单一的算法应用。本章详细描述了如何从传感器数据(通过边缘节点清洗)到云端模型训练,再到边缘侧的健康指标实时推送和自动派单流程。重点将放在“残余有用寿命”(RUL)的在线估算方法的选择和集成,以及如何通过边缘计算来保障关键设备的“零停机”诊断能力。 第八章:数字孪生(Digital Twin)的实时数据绑定与仿真 数字孪生是实现复杂系统优化的关键。本章聚焦于动态数据集成,阐述如何利用 IIoT 和边缘计算的低延迟特性,确保数字孪生模型(无论基于物理建模还是数据驱动)与物理实体之间的数据一致性。内容包括:如何使用事件驱动架构(EDA)实时更新孪生体的状态;以及在边缘侧进行“What-If”场景快速仿真,为操作员提供即时决策支持。 第九章:操作员体验与人机交互的革新 智能制造的最终目标是赋能一线操作员。本章探讨了如何利用边缘处理产生的洞察(Insights),通过增强现实(AR)或直观的HMI界面进行有效传递。重点在于上下文感知(Context-Aware)的警报系统设计,确保操作员接收到的信息是经过预处理、即时且与其当前任务高度相关的,而不是海量的原始数据堆砌。 结语:构建面向未来的柔性制造生态 《智能制造中的工业物联网与边缘计算实践》旨在提供一套实战指南,帮助行业领导者和技术人员跨越 OT/IT 鸿沟,构建一个自适应、自优化的智能制造基础架构。本书关注的是如何让数据在产生的地方快速产生价值,以及如何构建安全、可靠、实时的互联系统,从而推动制造业向更高效率和更高柔性的目标迈进。本书不提供基础的数据采集硬件选型手册,而是专注于构建运行这些采集数据的上层智能网络。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书的阅读体验,坦率地说,是一场对思维敏捷度的考验,但绝对是高回报的智力投入。我尤其欣赏作者在处理复杂算法描述时的那种“庖丁解牛”式的清晰度。比如,在介绍到某种高级的实时数据抓取框架时,作者没有直接抛出令人望而生畏的代码片段,而是首先构建了一个非常直观的流程图,将数据从源头到最终存储的每一个环节都像搭积木一样拆解开来,每一步操作背后的逻辑和权衡都被分析得淋漓尽致。这种叙事方式极大地降低了学习曲线。此外,书中穿插的多个案例研究,都选自近年来行业内具有代表性的难题攻克实例,这些实践性的佐证,让那些原本停留在理论层面的知识点瞬间变得鲜活起来,具有了实际操作的指导意义。我感觉作者在选择这些案例时,下了很大功夫去平衡不同行业的需求,力求覆盖面足够广,而不是局限于某一狭隘的领域。唯一的建议或许是,对于某些需要大量数学背景支撑的部分,如果能增加一个“预备知识回顾”的附录,可能对更广泛的读者群体会更友好一些。

评分☆☆☆☆☆

这本书带给我的感受是,它像一部结构精密的手表,每一个齿轮——从数据采集的硬件选型到最终数据仓库的架构设计——都咬合得天衣无缝。作者对不同数据采集技术栈的比较分析,简直是教科书级别的平衡论证。他不仅描述了每种技术的优势(比如流式处理的实时性),也毫不留情地指出了其固有的局限性(比如状态管理的复杂性),这让读者能够基于全面的信息做出最优的技术决策,而不是盲目追逐最新的潮流。我尤其关注到关于异构数据源整合的章节,作者提出了一种基于元数据的动态映射模型,这个模型的设计思想非常具有创新性,有效地解决了我们在多系统对接时遇到的数据模型不兼容问题。阅读过程中,我不断在脑中模拟如何将这些先进的理念应用到我自己的工作流程中,书中提供的模板和流程框架,仿佛是为我量身定制的快速启动包。这本书的价值在于,它不仅教授了“如何做”,更重要的是教会了读者“为何要这样做”,这种深层次的洞察力,是任何快速入门指南所无法比拟的。

评分☆☆☆☆☆

从一个渴望跨界学习的非专业人士角度来看,这本书的结构设计非常巧妙,它并没有把我这个“门外汉”直接推入深渊,而是提供了一系列平缓的坡道。前几章建立了一个非常坚实的概念地基,比如对“什么是信息”和“如何量化数据”的哲学层面的探讨,这让我对后续的技术名词有了更深层次的理解,而不是死记硬背。我最喜欢的部分是关于数据可视化工具选择和最佳实践的讨论。作者没有简单罗列市面上流行的软件,而是深入剖析了不同图表类型适用的数据结构和想要传达的叙事目的,比如何时应该使用桑基图,何时热力图的误导性更高。这教会了我如何“讲故事”,而不是仅仅制作漂亮的图表。这种强调“目的导向”的教学方法,极大地增强了我的自信心。尽管偶尔会遇到一些需要查阅在线词典才能完全理解的专业缩写,但整体上,作者运用了大量的比喻和生活化的场景来解释抽象的工程概念,这使得学习过程充满了启发性和趣味性。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计得非常引人注目,采用了一种冷峻的科技蓝作为主色调,搭配着抽象的数据流线条,让人一眼就能感受到这是一本关于现代信息技术的专业书籍。当我翻开内页,首先映入眼帘的是严谨的排版和清晰的章节结构,这对于需要系统学习的读者来说,无疑是一个极大的便利。作者在引言部分就清晰地阐述了当前信息爆炸时代背景下,高效获取和分析数据的必要性,这种前瞻性的视角让我对后续内容充满了期待。书中的语言风格偏向于学术探讨,但又努力在保持专业深度的同时,避免了过多的晦涩术语堆砌,使得即便是初涉该领域的读者也能逐步跟上节奏。特别是对一些基础概念的阐释,作者似乎花了大量篇令其深入浅出,这点非常值得称赞。我特别留意到其中关于数据伦理和隐私保护的章节,这部分内容在当前技术飞速发展的背景下显得尤为重要,作者没有回避这些尖锐的问题,而是进行了深入且负责任的探讨,这让整本书的价值不仅仅停留在技术层面,更上升到了社会责任的高度。总的来说,从装帧设计到内容的宏观布局,都透露着一股精良和匠心。

评分☆☆☆☆☆

我是一名资深工程师,平时工作中接触的资料浩如烟海,很少有一本书能让我从头到尾保持这种高强度的专注度。这本书最让我眼前一亮的地方,是它对“数据质量”这个常常被忽略的环节的重视程度。很多技术书籍往往只关注如何“快”和“多”,却对数据的准确性、一致性和完整性一带而过,仿佛数据本身就是完美无瑕的。然而,这本书用坚实的篇幅论证了“垃圾进,垃圾出”的铁律,并详细介绍了各种鲁棒性强的数据清洗和校验机制。作者列举了数十种常见的脏数据模式,并针对每一种模式给出了对应的自动化处理脚本思路,这对于我们进行大规模项目部署时,提供了极具操作性的参考蓝图。特别是关于时间序列数据处理中时间戳对齐的章节,其详尽程度远超我之前阅读过的任何一本专业参考书。阅读这部分内容时,我甚至在办公室里激动地记下了几个我正在处理项目中的痛点,相信书中的方法能提供新的解决思路。这种务实到近乎偏执的细节关注,体现了作者深厚的实战经验。

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