专利名称：一种嵌入式高速数据信号采集处理系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种嵌入式高速数据信号采集处理系统，用于大容量、 低功耗，且可置于被测对象内部的数据信号采集处理。
技术背景现有技术中数据信号采集处理系统，如中国专利号931 10970.1 、 031 16785.3、 20041001 3201. 1等，无法同时满足高精度、低功耗、体积 小的高速数据信号的采集处理。 发明内容本发明的目的是提供一种嵌入式高速数据信号采集处理系统，该系 统能实现大容量、高精度、快速数据信号的采集处理。 本发明的目的是通过以下技术方案实现的一种嵌入式高速数据信号采集处理系统，包括计算机、通讯接口、 直流电源、数据采集单元和传感器接口 ；所述计算机通过所述通讯接口获取所述数据采集单元存储的数据； 所述数据采集单元通过传感器接口与外部传感器连接；所述直流电源经 电压变换器转换成3. 3V给所述数据采集单元供电；所述数据采集单元包括电源电压变换器、基准电压源、电源净化 器、 一级滤波器、模拟开关电路、仪用放大器、二级滤波器、AD转换器、 中央处理器(CPU)和数据存储器；所述数据采集单元的输入信号经一级滤波器至模拟开关电路，经仪 用放大器后，至二级滤波器将信号传送到AD转换器，信号经AD转换后 传送到CPU进行数据处理，处理后的信号可存储至存储器，也可通过通 讯接口传送至上位计算机。一种优选技术方案，其特征在于所述数据采集单元采用单CPU分时处理，对32个测试点实现每秒3次的数据采集；8个数据采集单元并 行工作，可对256个测试点每秒3次的数据采集，实现大容量、快速批 量数据采集。所述数据采集单元采用的24位精度、低温漂的AD转换器、仪用放 大器和基准电压源组成；并采用二级滤波器，保证系统采集精度为 0. 05%FS;温度在0度到85区间变化时，附加误差小于0. 02°/。FS。一种优选技术方案，其特征在于所述数据采集单元采用表贴工艺 和超大规模集成电路，使系统体积小，特别适用于置于微小空间内的数 据采集。一种优选技术方案，其特征在于所述数据采集单元采3. 3V低压供 电，每单元功耗小于0. 5W、产热小，保证系统工作时，其散热量不会影 响周围微小环境的温度场分布。一种优选技术方案，其特征在于所述数据采集单元采集的数据既 可存储于内置的存储器中，也可通过通讯接口将数据传输至上位计算机， 传输速率为38. 4kps。本发明的有益效果是本发明的嵌入式高速数据信号采集处理系统采用嵌入式技术，通过 2个以上CPU分时处理，实现大容量、高精度、快速数据信号采集处理， 且体积小、采集速度快、精度高、功耗低、产热小，特别适用于置于微 小空间的数据信号采集处理。下面结合附图和实施例对本发明进一步il明，并不以此为对本发明 的保护范围的限制。
图1是本发明的系统构成框图。图2是本发明的数据采集单元实施例结构示意图。
具体实施方式
实施例1:如图1和2所示，图1是本发明的系统构成框图。图2是本发明的 数据采集单元实施例结构示意图。一种嵌入式高速数据信号采集处理系统，包括计算机、RS485通讯 接口、直流电源、2个数据采集单元和64个传感器接口；所述计算机通 过RS485通讯接口获取所述数据采集单元存储的数据；所述数据采集单 元通过传感器接口与外部传感器连接；所述直流电源经电压变换器转换 成3. 3V给所述数据采集单元供电；每个数据采集单元负责32路信号采 集，采集数据存入存储器中，或通过RS485通讯接口上传至上位计算机。如图2所示，所述数据采集单元包括将12伏电压转换成3. 3伏的 电源电压变换器，将该3. 3伏电压分别输给基准电压源、电源净化器以 及CPU;所述基准电压源与24位AD转换器相连接，所述电源净化器分 別与32路模拟开关、高精度仪表放大器、抗混沌滤波器(二级滤波器) 相连，并通过模拟电源与24位AD转换器相连接；所述传感器的信号通 过抗混沌滤波器( 一级滤波器)进入32路模拟开关电路，该信号再依次 经过高精度仪表放大器、抗混沌滤波器(二级滤波器)以及24位AD转 换器，最后经过SPI (串行外围接口 )与CPU,所述CPU分别与晶振、 8M比特闪存储器、参数存储器相连接；或者通过RS485通讯接口与上位 计算机相连接。实施例2:一种嵌入式高速数据信号采集处理系统，包括计算机、RS485通讯 接口、直流电源、8个数据采集单元和256个传感器接口；所述计算机 通过RS485通讯接口获取所述数据采集单元存储的数据；所述数据采集 单元通过传感器接口与外部传感器连接；所述直流电源经电压变换器转 换成3. 3V给所述数据采集单元供电；每个数据采集单元负责32路信号 采集，采集数据存入存储器中，或通过RS485通讯接口上传至上位计算 机。如图2所示，所述数据釆集单元包括将12伏电压转换成3. 3伏的电源电压变换器，将该3. 3伏电压分别输给基准电压源、电源净化器以 及CPU;所述基准电压源与24位AD转换器相连接，所述电源净化器分 别与32路模拟开关、高精度仪表放大器、抗混沌滤波器(二级滤波器) 相连，并通过模拟电源与24位AD转换器相连接；所述传感器的信号通 过抗混沌滤波器( 一级滤波器)进入32路模拟开关电路，该信号再依次 经过高精度仪表放大器、抗混沌滤波器(二级滤波器)以及24位AD转 换器，最后经过SPI与CPU相连接，所述CPU分别与晶振、8M比特闪存 储器、参数存储器相连接；或者通过RS485通讯接口与上位计算机相连 接。
权利要求
1. 一种嵌入式高速数据信号采集处理系统，包括计算机、通讯接口、直流电源、数据采集单元和传感器接口；所述计算机通过所述通讯接口获取所述数据采集单元存储的数据；所述数据采集单元通过传感器接口与外部传感器连接；所述直流电源经电压变换器转换成3.3V给所述数据采集单元供电；所述数据采集单元包括电源电压变换器、基准电压源、电源净化器、一级滤波器、模拟开关电路、仪用放大器、二级滤波器、AD转换器、CPU和数据存储器；所述数据采集单元的输入信号经一级滤波器至模拟开关电路，经仪用放大器后，至二级滤波器将信号传送到AD转换器，信号经AD转换后传送到CPU进行数据处理，处理后的信号可存储至存储器，也可通过通讯接口传送至上位计算机。
2、 根据权利要求1所述的嵌入式高速数据信号采集处理系统，其特征在 于所述数据采集单元采用CPU分时处理。
3、 根据权利要求2所述的嵌入式高速数据信号采集处理系统，其特征在于所述数据采集单元采用表贴工艺和超大规模集成电路。
4、 根据权利要求3所述的嵌入式高速数据信号采集处理系统，其特征在 于所述数据采集单元采集的数据存储于内置的存储器。
5、 根据权利要求3所述的嵌入式高速数据信号采集处理系统，其特征在 于所述数据采集单元采集的数据通过通讯接口将数据传输至上位计算机。
全文摘要
本发明涉及一种嵌入式高速数据信号采集处理系统，包括计算机、通讯接口、直流电源、数据采集单元和传感器接口；所述计算机通过所述通讯接口获取所述数据采集单元存储的数据；所述数据采集单元通过传感器接口与外部传感器连接；所述直流电源经电压变换器转换成3.3V给所述数据采集单元供电。处理后的信号可存储至存储器，也可通过通讯接口传送至上位计算机。本发明的嵌入式高速数据信号采集处理系统采用嵌入式技术，实现大容量、高精度、快速数据信号采集处理，特别适用于置于微小空间的数据信号采集处理。
文档编号G06F3/05GK101281451SQ200710100259
公开日2008年10月8日 申请日期2007年6月6日 优先权日2007年6月6日
发明者毅 蒋, 谌玉红, 郝俊勤, 强 陈 申请人:中国人民解放军总后勤部军需装备研究所