多通道数据同步采集实战
📚 30章 · 从入门到项目
01
课程导论与硬件基础
ADC·FPGA
多通道同步采集概念、色谱质谱场景、硬件架构
02
Python环境与仪器通信库搭建
安装PySerial/PyVISA/NumPy/Matplotlib，配置虚拟环境
03
串口通信基础
RS232/485
协议、波特率、校验位，Python串口扫描与连接测试
04
GPIB/USB通信基础
GPIB地址、PyVISA库，与模拟仪器通信
05
数据帧协议解析
CRC16
二进制/ASCII协议、校验和、Python解析实战
06
多线程数据采集基础
threading、Queue队列，单通道连续采集
07
多进程与异步IO
multiprocessing、asyncio对比与适用场景
08
时间戳同步技术
perf_counter、NTP对时，时间戳对齐策略
09
硬件触发同步
TTL·FPGA
外部触发、GPS授时，亚微秒级同步
10
多通道并行采集架构
采集引擎、通道管理、4通道同步框架
11
数据缓存与流式写入
环形缓冲区、双缓冲、实时写入HDF5/CSV
12
实时数据可视化
Matplotlib动态绘图、PyQtGraph多通道刷新
13
数据预处理
去噪·滤波
移动平均、中值滤波、基线校正、异常剔除
14
数据对齐与重采样
时间戳插值、线性/样条插值，不同采样率对齐
15
触发采集模式
软件/硬件触发、Pre/Post-trigger保存
16
高速采集优化
Cython
NumPy向量化、内存映射，突破GIL
17
FPGA协同采集
FPGA固件基础、TCP/UDP通信、高速数据流
18
分布式采集系统
多机组网、ZeroMQ消息队列、数据汇聚
19
数据存储与管理
HDF5
Dataset/Group设计、元数据存储
20
数据库存储
SQLite/InfluxDB
时序数据库、批量写入、查询导出
21
仪器控制与状态监测
SCPI命令、状态轮询、错误重连
22
采集系统配置管理
YAML/JSON配置文件、动态加载
23
日志与调试
logging、Wireshark抓包、问题排查
24
数据质量评估
SNR计算、通道一致性、Jitter分析
25
自动化测试与校准
自动校准、标准源比对、系数生成
26
用户界面开发
PyQt5
采集控制面板、实时数据显示
27
远程监控与Web服务
Flask REST API、WebSocket、手机端查看
28
项目实战一：4通道温度采集
热电偶/PT100，完整流程硬件到界面
29
项目实战二：8通道振动同步采集
加速度计、频谱分析、故障诊断
30
课程总结与进阶
常见问题、边缘计算、AI融合展望