一种远程监控高速数据采集装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种数据采集装置，特别是涉及一种远程监控高速数据采集装置，属于监控装置技术领域。
【背景技术】
[0002]随着现代科技的迅猛发展，计算机技术、控制技术和网络通信技术早已融合成一体化，广泛应用于现代化生产作业中，体现在数据采集和远程控制方面。数据的高精度高速实时采集是人们实现认识对象到改造对象的基础，通过对采集数据的即时分析，可以精确地检测出被测对象的状态和属性。远程监控是实现对远程终端设备的监测与控制，以便实时掌握和控制远程设备的运行情况。因此，数据的高速实时采集和远程控制的作用就凸显地越来越重要，这也意味着对采集系统的精度与速度以及远程监控能力提出了更高的要求。
[0003]目前，远程监控高速数据采集装置种类繁多，大部分装置通用性强、专业特点不够突出，主要体现在单采样率的分通道采集，但是对于参数众多、参数类型众多等情况，则需要多种类型的传感器分别同时进行数据的高精度高速采集。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的主要目的在于，克服现有技术中的不足，提供一种新型结构的远程监控高速数据采集装置，不仅实现数据的高精度采集，而且实现多通道的多采样率高速采集。
[0005]为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是:
[0006]一种远程监控高速数据采集装置，包括FPGA系统模块、均与FPGA系统模块相连的AD转换模块、ARM系统模块和FLASH模块，通过信号调理模块与AD转换模块相连的传感器模块，以及均与ARM系统模块连接的继电器模块和终端设备。
[0007]其中，所述ARM系统模块和FLASH模块之间双向连接，所述FPGA系统模块通过电源模块供电，所述电源模块通过继电器模块与AD转换模块相连;所述传感器模块包括至少2个传感器单元，每个传感器单元均由至少2个同一类型的传感器组成、并排布成阵列。
[0008]本实用新型进一步设置为:所述传感器单元采用4 X 4阵列排布，共有16个传感器。
[0009]本实用新型进一步设置为:所述传感器为光电传感器、高频质量传感器或视频图像传感器。
[0010]本实用新型进一步设置为:所述信号调理模块包括依次相连的两级滤波电路和放大器，所述两级滤波电路与传感器模块相连，所述放大器与AD转换模块相连。
[0011]本实用新型进一步设置为:所述两级滤波电路采用芯片DN2B/DN2BC。
[0012]本实用新型进一步设置为:所述AD转换模块采用芯片AD9239，所述芯片AD9239采用1.8V单电源供电。
[0013]本实用新型进一步设置为:所述FPGA系统模块采用芯片EP1C3T144，所述FLASH模块采用芯片HY27UH08AG5B。
[0014]本实用新型进一步设置为:所述ARM系统模块采用芯片LM3S9B96。
[0015]本实用新型进一步设置为:所述继电器模块采用开关型继电器。
[0016]本实用新型进一步设置为:所述ARM系统模块包括无线通信模块，ARM系统模块通过无线通信模块与终端设备双向连接。
[0017]与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果是:
[0018]1、通过传感器模块的设置，传感器模块包括至少2个传感器单元，而每个传感器单元均由至少2个同一类型的传感器组成、并排布成阵列，采用成阵列排布的传感器单元可对同一采集点同时采集多个数据，从而实现平均测量，得出可有效减少平均随机误差的高精度采集信息，以及不同传感器单元可实现多通道采集。
[0019]2、通过FPGA系统模块进行数据的高速实时储存和传输，而且通过ARM系统模块将采集信息传输到终端设备，实现远程监控;更重要的是，可通过继电器模块控制电源模块给AD转换模块的供电需求，实现采集操作这一工作状态的远程在线监控，节能的同时控制性能尚效。
[0020]上述内容仅是本实用新型技术方案的概述，为了更清楚的了解本实用新型的技术手段，下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。
【附图说明】
[0021 ]图1为本实用新型一种远程监控高速数据采集装置的结构示意图；
[0022]图2为本实用新型一种远程监控高速数据采集装置中传感器单元的阵列排布图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合说明书附图，对本实用新型作进一步的说明。
[0024]如图1所示的一种远程监控高速数据采集装置，包括FPGA系统模块1、均与FPGA系统模块I相连的AD转换模块2、ARM系统模块3和FLASH模块4，通过信号调理模块5与AD转换模块2相连的传感器模块6，以及均与ARM系统模块3连接的继电器模块7和终端设备8;所述ARM系统模块3包括无线通信模块31，ARM系统模块3通过无线通信模块31与终端设备8双向连接。
[0025]所述ARM系统模块3和FLASH模块4之间双向连接，所述FPGA系统模块I通过电源模块9供电，所述电源模块9通过继电器模块7与AD转换模块2相连;所述传感器模块6包括至少2个传感器单元61，如图1中所示的传感器1、传感器2、……、传感器η，而且每个传感器单元61均由至少2个同一类型的传感器62组成、并排布成阵列，即传感器I至传感器η均排布呈传感器阵列。
[0026]如图2所示，所述传感器单元61采用4 X 4阵列排布，共有16个传感器62;所述传感器62为光电传感器、高频质量传感器或视频图像传感器。采用多个不同类型的传感器单元61分别同时进行数据的高精度采集，每个传感器单元61均采用多点平均测量的方式进行精确测量，将每个传感器62可能带来的平均随机误差有效的降低，消除由于传感器62本身带来的测量误差和减少由于传感器芯片蠕变而产生的随机误差或者重复性误差，由此达到高精度数据采集的目的。
[0027]所述信号调理模块5包括依次相连的两级滤波电路(图中未示出)和放大器(图中未示出)，所述两级滤波电路与传感器模块6相连，所述放大器与AD转换模块2相连;传感器阵列并行高速采集，所测得的信号经信号调理模块5滤波、放大，再通过AD转换模块2转换，分出各个小范围的电压值，由FPGA系统模块I中的多通道多路计数器对各个通道进行计数，分时采集测得的原始数据。所述两级滤波电路采用产品型号为DN2B/DN2BC芯片，其具有良好的共模、差模插入损耗特性，低漏电流，可确保性能安全可靠;放大器型号可选用0P77，它具有低噪声、超高增益、低漂移、快速稳定的特性。
[0028]所述AD转换模块2采用芯片AD9239并采用1.8V单电源供电，其是一款12位四通道模数转换器，采集速度为250Msps，支持高精度的数据采集，编码数据速率支持高达4.0Gbps的每通道速率，每个通道都会设置比较点甄别电压，保证测量的准确性。
[0029]所述FPGA系统模块I采用芯片EP1C3T144，其提供了大容量的SRAM和FLASH ROM等存储单元，具有体积小、速度快、可靠性高、开发周期短等优势。本实用新型所需的FPGA系统模块I主要包括计数器模块、信号测量模块、时钟逻辑模块、混合数据编码模块、计数结果和参数交互传输给ARM系统模块的传输模块等。
[0030]所述FLASH模块4采用芯片HY27UH08AG5B，适合大容量存储;所述ARM系统模块采用芯片LM3S9B96，具有丰富的通讯接口，基于IEEE802.3规范的以太网接口、基于多种模式的同步串行接口，具有高性能、低功耗、低成本的优点。
[0031]所述继电器模块7采用开关型继电器，通过控制电源模块9来控制AD转换模块2的工作状态，达到远程控制的目的。
[0032]本实用新型的创新点在于，可有效减少数据采集的平均随机误差，实现数据的高精度采集以及多通道的多采样率高速采集，并通过继电器模块控制AD转换模块的工作状态实现远程监控。
[0033]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何的简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
【主权项】
1.一种远程监控高速数据采集装置，其特征在于:包括FPGA系统模块、均与FPGA系统模块相连的AD转换模块、ARM系统模块和FLASH模块，通过信号调理模块与AD转换模块相连的传感器模块，以及均与ARM系统模块连接的继电器模块和终端设备； 所述ARM系统模块和FLASH模块之间双向连接，所述FPGA系统模块通过电源模块供电，所述电源模块通过继电器模块与AD转换模块相连； 所述传感器模块包括至少2个传感器单元，每个传感器单元均由至少2个同一类型的传感器组成、并排布成阵列。2.根据权利要求1所述的一种远程监控高速数据采集装置，其特征在于:所述传感器单元采用4 X 4阵列排布，共有16个传感器。3.根据权利要求1所述的一种远程监控高速数据采集装置，其特征在于:所述传感器为光电传感器、高频质量传感器或视频图像传感器。4.根据权利要求1所述的一种远程监控高速数据采集装置，其特征在于:所述信号调理模块包括依次相连的两级滤波电路和放大器，所述两级滤波电路与传感器模块相连，所述放大器与AD转换模块相连。5.根据权利要求4所述的一种远程监控高速数据采集装置，其特征在于:所述两级滤波电路采用芯片DN2B/DN2BC。6.根据权利要求1所述的一种远程监控高速数据采集装置，其特征在于:所述AD转换模块采用芯片AD9239，所述芯片AD9239采用1.8V单电源供电。7.根据权利要求1所述的一种远程监控高速数据采集装置，其特征在于:所述FPGA系统模块采用芯片EP1C3T144，所述FLASH模块采用芯片HY27UH08AG5B。8.根据权利要求1所述的一种远程监控高速数据采集装置，其特征在于:所述ARM系统模块采用芯片LM3S9B96。9.根据权利要求1所述的一种远程监控高速数据采集装置，其特征在于:所述继电器模块采用开关型继电器。10.根据权利要求1所述的一种远程监控高速数据采集装置，其特征在于:所述ARM系统模块包括无线通信模块，ARM系统模块通过无线通信模块与终端设备双向连接。
【专利摘要】本实用新型公开了一种远程监控高速数据采集装置，包括FPGA系统模块、均与FPGA系统模块相连的AD转换模块、ARM系统模块和FLASH模块，通过信号调理模块与AD转换模块相连的传感器模块，以及均与ARM系统模块连接的继电器模块和终端设备；所述ARM系统模块和FLASH模块之间双向连接，所述FPGA系统模块通过电源模块供电，所述电源模块通过继电器模块与AD转换模块相连；所述传感器模块包括至少2个传感器单元，每个传感器单元均由至少2个同一类型的传感器组成、并排布成阵列。有益效果：不仅实现数据的高精度采集和多通道的多采样率高速采集，而且通过继电器模块控制AD转换模块工作状态实现远程监控。
【IPC分类】G05B19/042
【公开号】CN205281184
【申请号】CN201521133183
【发明人】张加宏, 孙林峰, 顾芳, 沈雷
【申请人】南京信息工程大学
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2015年12月31日