[发明专利]雷达液位测量数据处理系统

说明书

技术领域

本发明涉及电气电子行业数据信号处理技术领域，尤其涉及一种雷达液位测量数据处理系统。

背景技术

随着工业的快速发展，物料的料位参数在工业自动化控制和管理工作中变得越来越重要，诸如钢铁行业、化学行业、船舶航空运输业等领域都需要实时测量物料的料位。通过物料料位参数的监测可以有效地进行工业化操作和科学管理。雷达液位计属于非接触式测量仪表，能够在易燃、易爆、易挥发、高粘度、高毒性、高温、高压、强腐蚀性等恶劣环境中完成测量任务。雷达液位计工作模式通常有脉冲方式和调频连续波方式，调频连续波液位计由于其机理简单、硬件结构复杂度低等优点被广泛应用。

随着现代工业的发展，对雷达液位测量数据实时性处理的要求越来越高，目前的雷达液位测量数据处理系统不能够满足实时性要求。同时，由于数据处理算法的不断改进，需要经常对软件系统进行升级，而目前硬件实现的液位数据处理系统并不能实现轻松升级，造成使用、维护成本较高。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于上述技术问题，本发明提供了一种雷达液位测量数据处理系统，以提高雷达液位测量数据实时性处理的水平。

(二)技术方案

本发明雷达液位测量数据处理系统包括：模/数转换模块200和FPGA芯片300。模/数转换模块200，用于接收液位计系统的输出信号经过混频器后生成的中频回波数据，将该模拟形式的中频回波数据转换为数字形式的回波数据；回波数据预处理模块310，集成于FPGA芯片300上，与模/数转换模块200相连接，用于对模/数转换模块200输出的回波数据进行预处理；数据缓存模块320，集成于FPGA芯片300上，用于缓存预处理后的回波数据，在FIFO队列填满后，产生中断触发信号，并该回波数据被读取后，继续缓存预处理后的回波数据；以及数据处理模块330，由集成于FPGA芯片上MICROBLAZE软核实现，用于响应数据缓存模块的中断触发信号，读取数据缓存模块中的回波数据，将其存储于该MICROBLAZE软核的IRAM中，而后对IRAM中的雷达回波数据进行测距处理，并将测距处理后的结果发送出去。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明雷达液位测量数据处理系统具有以下有益效果：

(1)数据预处理模块、数据缓存模块和数据处理模块都在FPGA上实现，其中数据处理模块采用FPGA的MICROBLAZE32位软核实现，实现了系统核心模块的无缝链接，使液位计数据处理能够满足实时性需求，进而也使液位计能充分发挥快速、精确的测量功能；

(2)在FPGA上实现的数据预处理和核心处理器均是可编程的，所以便于后续的改版和升级。

附图说明

图1为根据本发明实施例雷达液位测量数据处理系统的结构示意图。

【主要元件符号说明】

100-供电装置；

200-模/数转换模块；

300-FPGA芯片；

310-数据预处理模块；

311-滤波子模块；  312-编码子模块；

320-数据缓存模块；

330-数据处理模块；

331-回波数据处理子模块；  332-处理器外围接口协议子模块。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。需要说明的是，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号。附图中未绘示或描述的实现方式，为所属技术领域中普通技术人员所知的形式。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。此外，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明的保护范围。

本发明提供了一种基于可编程逻辑芯片(Field programmable Gate Array，简称FPGA)的雷达液位测量数据处理系统，其中核心处理器采用FPGA的MICROBLAZE32位软核实现，从而使液位计数据处理能够满足实时性需求。

在本发明的一个示例性实施例中，提供了一种雷达液位测量数据处理系统。图1为根据本发明实施例雷达液位测量数据处理系统的结构示意图。如图1所示，本实施例雷达液位测量数据处理系统包括：模/数转换模块200和FPGA芯片300，