[发明专利]分布式微型数据采集系统

权利要求书

1.一种分布式微型数据采集系统，其特征在于，包括上位机、分布式采集阵列管理模块和多个数据采集堆叠，所述分布式阵列管理模块与所述上位机连接，所述分布式阵列管理模块上设置有多个链路接口，多个采集链路分别通过所述链路接口与所述分布式采集阵列管理模块连接，每个所述采集链路由多个所述数据采集堆叠通过级联总线连接而成，同一采集链路中，各个数据采集堆叠的级联模式被配置为菊花链连接方式；

每个所述数据采集堆叠均包括控制模块和多个传感器采集模块，所述多个传感器采集模块依次堆叠连接后与所述控制模块连接，每个传感器采集模块包括多路独立的数据采集通道，所述传感器采集模块通过M-LVDS通信总线与所述控制模块连接；

所述控制模块上设置有2个级联端口，所述2个级联端口用于将所述控制模块与上下级数据采集堆叠或分布式采集阵列管理模块连接，所述控制模块用于对所述多个传感器采集模块的各个数据采集通道实现管理、发送控制指令、接收采集数据、存储数据及给所述传感器采集模块供电。

2.根据权利要求1所述的一种分布式微型数据采集系统，其特征在于，所述分布式采集阵列管理模块包括通信接口模块、触发管理器、控制命令发生器、数据链路选择器、与多个链路接口一一对应连接的多个数据接收器、数据缓存控制器、数据缓存模块；所述分布式采集阵列管理模块上还设置有以太网接口电路、USB接口电路、和触发接口电路；

所述通信接口模块通过以太网接口电路或USB接口电路与上位机连接，所述通信接口模块与控制命令发生器、数据缓存控制器连接；所述数据链路选择器与控制命令发生器、数据缓存控制器、以及多个数据接收器连接；所述数据缓存控制器与所述数据缓存模块连接；所述控制命令发生器通过触发管理器与触发接口电路连接；

所述通信接口模块用于接收并解析上位机命令，并发送至控制命令发生器，控制命令发生器将上位机命令中的采集指令写入寄存器，并通过数据链路选择器将采集指令发送到对应的链路接口，实现对对应采集链路中的采集堆叠的控制；从链路接口传输的采集堆叠中的数据，通过数据接收器、数据链路选择器后，由所述数据缓存控制器写入数据缓存模块中进行缓存，并通过所述通信接口模块上传至上位机。

3.根据权利要求1所述的一种分布式微型数据采集系统，其特征在于，所述分布式阵列管理模块上设置有4个链路接口，4个采集链路分别通过所述链路接口与所述分布式采集阵列管理模块连接，每个所述采集链路由3述数据采集堆叠通过级联总线连接；每个所述数据采集堆叠包括10个传感器采集模块，每个传感器采集模块上设置有3个数据采集通道。

4.根据权利要求1所述的一种分布式微型数据采集系统，其特征在于，所述控制模块包括M-LVDS总线接口电路，触发接口电路、级联接口电路、电压转换电路、数据缓存单元、FLASH存储单元以及FPGA基础模块，所述电压转换电路用于给所述控制模块以及传感器采集模块供电，所述FPGA基础模块通过M-LVDS总线接口电路与所述传感器采集模块连接，通过触发接口电路与外部触发器连接，通过级联接口电路与上下级数据采集堆叠或分布式采集阵列管理模块连接，所述FPGA基础模块用于接收外部触发器发送的触发信号和上位机发送的数据接收命令，以及根据所述触发信号和数据接收命令接收所述传感器采集模块采集的数据并进行数据编帧后发送到所述数据缓存单元和FLASH存储单元进行存储。

5.根据权利要求4所述的一种分布式微型数据采集系统，其特征在于，所述FPGA基础模块包括M-LVDS收发器通信管理单元、外部触发管理单元、USB通信管理单元、数据缓存控制器，数据存储控制器、控制命令发生器和仲裁单元，所述外部触发管理单元与触发接口电路和控制命令发生器连接，用于将触发信号传输到控制命令发生器，所述级联管理单元与级联接口电路和控制命令发生器连接，用于将上位机传输的数据接收命令进行解析后发送到控制命令发生器，控制命令发生器与M-LVDS收发器通信管理单元连接，用于根据触发信号和数据接收命令生成数据采集命令后通过M-LVDS收发器通信管理单元发送到传感器采集模块；M-LVDS收发器通信管理单元与数据缓存控制器和数据存储控制器连接，用于将传感器采集模块采集的数据进行数据编帧后发送到数据缓存单元、FLASH存储单元存储，所述仲裁单元与所述数据缓存控制器和USB通信管理单元连接，用于将数据缓存单元和FLASH存储单元存储的数据通过级联接口发送至上位机。