一种小型化单通道无线数据采集装置的制作方法

本实用新型涉及数据采集技术领域，具体的说是一种小型化单通道无线数据采集装置。

背景技术：

随着图像处理、工业控制、无线通信等领域的飞速发展，对数据采集系统的速度、精度等性能要求也越来越高。这些要求都对数据采集系统的设计和实现提出了新的挑战。目前数据采集系统的设计方案通常分为以下两类。

1、以微处理器单一控制芯片和A/D转换器形式为主，该设计方案简单，适应于对性能要求不高的应用场合。

2、采用通用计算机配置数据采集卡的方式，通常需要开发计算机端应用程序，可完成复杂的计算，但不同的采集卡相应的驱动不同，如果需要改变更换采集卡时，相应的应用程序也需要重新开发。因此该方案通用性差，实用性不高。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的不足，本实用新型提供一种小型化单通道无线数据采集装置，采样精度高，数据传送快，并且多参数同步实时性好。

为了实现上述目的，本实用新型采用的具体方案为：一种小型化单通道无线数据采集装置，包括用于连接数据采集传感器的传感器接口和用于连接上位机的对外接口，所述采集装置还包括ARM控制器、FPGA运算器、外部存储器DDR2和GPS模块，ARM控制器与所述对外接口电性连接，FPGA运算器依次通过模数转换器和模拟调理电路与所述传感器接口电性连接，GPS模块与FPGA运算器电性连接，外部存储器DDR2和FPGA运算器电性连接。

作为一种优选方案，所述采集装置包括锂电池，锂电池通过电源管理模块向所述ARM控制器、所述FPGA运算器、所述外部存储器DDR2、所述GPS模块、所述模数转换器、所述对外接口和所述传感器接口供电。

作为一种优选方案，所述ARM控制器的型号为ALLwinner-H3，所述FPGA运算器的型号为EP4CE30F23C8N，所述模数转换器的型号为AD9266。

作为一种优选方案，所述对外接口包括USB接口、WIFI模块、HDMI接口、以太网接口、内存接口和闪存接口。

作为一种优选方案，所述ARM控制器的J3引脚与所述FPGA运算器的B1引脚电性连接，ARM控制器的L2引脚与所述FPGA运算器的B2引脚电性连接，ARM控制器的H4引脚与所述FPGA运算器的C1引脚电性连接，ARM控制器的F3引脚与所述FPGA运算器的C2引脚电性连接，ARM控制器的C2引脚与所述FPGA运算器的D2引脚电性连接，ARM控制器的C1引脚与所述FPGA运算器的E1引脚电性连接。

作为一种优选方案，所述WIFI模块的型号为BL-R8812AF1。

作为一种优选方案，所述FPGA运算器的B17引脚与模数转换器的D1_D0引脚电性连接，FPGA运算器的A16引脚与模数转换器的D3_D2引脚电性连接，FPGA运算器的B16引脚与模数转换器的D5_D4引脚电性连接，FPGA运算器的A10引脚与模数转换器的D7_D6引脚电性连接，FPGA运算器的B13引脚与模数转换器的D9_D8引脚电性连接，FPGA运算器的A13引脚与模数转换器的D11_D10引脚电性连接，FPGA运算器的B14引脚与模数转换器的D13_D12引脚电性连接，FPGA运算器的A15引脚与模数转换器的D15_D14引脚电性连接，FPGA运算器的B18引脚与模数转换器的SCK引脚电性连接，FPGA运算器的A17引脚与模数转换器的SDIO引脚电性连接，FPGA运算器的A14引脚与模数转换器的MODE引脚电性连接，FPGA运算器的A18引脚与模数转换器的CS引脚电性连接。

有益效果：本实用新型采用FPGA+ARM的组合方式，具有更强逻辑运算能力的FPGA 采集器负责采样控制，具有更强数据转换和传输能力的ARM控制器负责整个装置的逻辑控制，从而实现采样精度高、数据传送快和多参数同步实时性好的目的，能够满足现代工业系统中对多通路、高精度、高速度、实时处理和易操控的复杂需求，实现小型化、低功耗的特点。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构框图；

图2是本实用新型的WIFI模块的电路结构示意图；

图3是本实用新型的ARM控制器的电路结构示意图A；

图4是本实用新型的ARM控制器的电路结构示意图B；

图5是本实用新型的FPGA运算器的电路结构示意图A；

图6是本实用新型的FPGA运算器的电路结构示意图B；

图7是本实用新型的FPGA运算器的电路结构示意图C；

图8是本实用新型的模数转换器的电路结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1至8，一种小型化单通道无线数据采集装置，包括用于连接数据采集传感器的传感器接口和用于连接上位机的对外接口，采集装置还包括ARM控制器、FPGA运算器、外部存储器DDR2和GPS模块，ARM控制器与对外接口电性连接，FPGA运算器依次通过模数转换器和模拟调理电路与传感器接口电性连接，GPS模块与FPGA运算器电性连接，外部存储器DDR2与 FPGA运算器电性连接。

采集装置包括锂电池，锂电池通过电源管理模块向ARM控制器、FPGA运算器、外部存储器DDR2、GPS模块、模数转换器、对外接口和传感器接口供电。

ARM控制器设置为Atmel公司的4核Cortex-A7芯片ALLwinner-H3，FPGA运算器的型号为EP4CE30F23C8N，模数转换器的型号为AD9266。

对外接口包括USB接口、WIFI模块、HDMI接口、以太网接口、内存接口和闪存接口。

ARM控制器与FPGA运算器的连接方式为：ARM控制器的J3引脚与FPGA运算器的B1引脚电性连接，ARM控制器的L2引脚与FPGA运算器的B2引脚电性连接，ARM控制器的H4引脚与FPGA运算器的C1引脚电性连接，ARM控制器的F3引脚与FPGA运算器的C2引脚电性连接，ARM控制器的C2引脚与FPGA运算器的D2引脚电性连接，ARM控制器的C1引脚与FPGA运算器的E1引脚电性连接。

WIFI模块的型号为BL-R8812AF1，WIFI模块的DP引脚与ARM控制器的A5引脚电性连接，WIFI模块的DM引脚与ARM控制器的B5引脚电性连接。

FPGA运算器与模数转换器的连接方式为：FPGA运算器的B17引脚与模数转换器的D1_D0引脚电性连接，FPGA运算器的A16引脚与模数转换器的D3_D2引脚电性连接，FPGA运算器的B16引脚与模数转换器的D5_D4引脚电性连接，FPGA运算器的A10引脚与模数转换器的D7_D6引脚电性连接，FPGA运算器的B13引脚与模数转换器的D9_D8引脚电性连接，FPGA运算器的A13引脚与模数转换器的D11_D10引脚电性连接，FPGA运算器的B14引脚与模数转换器的D13_D12引脚电性连接，FPGA运算器的A15引脚与模数转换器的D15_D14引脚电性连接，FPGA运算器的B18引脚与模数转换器的SCK引脚电性连接，FPGA运算器的A17引脚与模数转换器的SDIO引脚电性连接，FPGA运算器的A14引脚与模数转换器的MODE引脚电性连接，FPGA运算器的A18引脚与模数转换器的CS引脚电性连接。

进一步的，模拟调理电路包括LT6350差分转换器。

本实用新型采用FPGA+ARM的组合方式，具有更强逻辑运算能力的FPGA 采集器负责采样控制，具有更强数据转换和传输能力的ARM控制器负责整个装置的逻辑控制，从而实现采样精度高、数据传送快和多参数同步实时性好的目的，能够满足现代工业系统中对多通路、高精度、高速度、实时处理和易操控的复杂需求，实现小型化、低功耗的特点。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。