Sběr dat

Získávání a ukládání dat

Vzorkování

Obvody sběru dat HSDL jsou založeny na modulárním real-time systému Compact RIO od firmy National Instruments. Standardní vzorkovací frekvence jsou:

  • 100 Hz
  • 200 Hz
  • 500 Hz
  • 1 kHz
  • 2 kHz
  • 5 kHz
  • 10 kHz

Tyto vzorkovací frekvence platí pro každý kanál. Všemi kanály jsou snímány vzorky se stejnou vzorkovací frekvencí kromě kamer a zvukových kanálů. Vzorkovací frekvence je továrně nastavena a nemůže být změněna uživatelem kvůli velkému vlivu na strukturu datových souborů a pevným anti-aliasing filtrům na úpravu signálů ve vstupních obvodech.

Některé senzory díky svým fyzikálním vlastnostem (RTD, termočlánky), mají pomalou reakci a proto omezenou šířku pásma. U těchto senzorů může být A/D převod prováděn nižší frekvencí a "chybějící" vzorky se na plnou frekvenci vzorkování doplní interpolací zahrnující doplnění nulami a digitální frekvencí.

Ve standardní konfiguraci HSDL je vzorkování kanálů prováděno multiplexovaně, kde vzorky z kanálů jsou sejmuty v mírně různých časech, v závislosti na indexu kanálu v rámci modulu sběru dat. Pro aplikace, kde je uchování fázových vztahů mezi kanály kritické, mohou být vstupní obvody sestaveny z hardwarových komponent provádějících simultánní vzorkování.

Základní rozlišení A/D převodníků je 16 bit.

 

Ukládání dat

Získané signály jsou uloženy v 16 bitových datových typech s vnitřní přesností 0,0015%. Proud dat uložených podle HSDL lze vypočítat jako:

datový proud v Bajtech za sekundu = 2 * vzorkovací frekvence v Hz * počet kanálů

Ve skutečnosti je datový proud mírně vyšší díky režii potřebné na uchování informace o formátu a rozložení dat na diskových souborech. Je nezávislá na frekvenci a počtu kanálů.

Celkový objem dat uložených systémem HSDL je omezen pouze volným místem na discích, což je obvykle v řádu několika terabytů. Pokud se ukládají i snímky z kamery, prostor pro analogové a digitální data na discích může být významně snížen. Více informací naleznete v sekci "Záznam obrazu".

Po zaplnění disku HSDL (zpravidla na 95 %), jsou nejstarší uložená data kontinuálně přepisována čerstvými daty, takže HSDL funguje jako FIFO paměť, kde je "první ven" údaj smazán. Tak si HSDL pamatuje posledních N-dní dat v každém okamžiku, s výjimkou dat uložených jako zmrazené události. Data těchto událostí jsou uloženy v konfigurovatelném rozsahu před a po události. Tato data mohou být smazána pouze uživatelem, který má dostatečná oprávnění k přímé manipulaci s datovými soubory na discích HSDL.

Množství dat uložených na disku HSDL může být stanoveno jako:

Celkové volné místo na disku v Bajtech = datový proud v Bajtech za sekundu * 86 400 * počet dní

Praktická požadovaná velikost HSDL disku je větší než vyplývá z výše uvedeného vzorce kvůli dalšímu prostoru nezbytnému pro operační systém, programové soubory, konfigurační soubory, soubory protokolu, atd.

V našich standardních HSDL systémech, jsou disky organizovány do RAID1 (zrcadlení), které vyžaduje alespoň 2 fyzické pevné disky, každý o stejné kapacitě.

 

Případová studie ukládání dat

Pro HSDL s 200 vstupními kanály a frekvencí vzorkování 1 kHz bude datový tok na disk:

2 Bajty na vzorek * 1000 Hz * 200 kanálů = 400 000 Bajtů za sekundu

Množství dat uložených na HSDL discích, když HSDL si pamatuje posledních 30 dní údajů:

400 000 Bajtů za sekundu * 86 400 sekund za den * 30 dní = 1 036 800 000 000 Bajty = 1 TB

Vezmeme-li v úvahu operační systém, software vybavení HSDL a konfiguraci disku RAID1, HSDL server bude potřebovat dva disky, každý o velikosti minimálně 2,5 TB diskového prostoru.