[发明专利]分布式微型数据采集系统

说明书

技术领域

本发明涉及航空航天试验分析、汽车安全测试、爆炸测试、飞行器测试领域的数据采集系统，具体涉及一种分布式微型数据采集系统。

背景技术

在航空航天试验分析、汽车安全测试、爆炸测试、振动冲击测试、飞行器测试中，主要依靠数据采集系统获取装备系统各部件的工作参数和环境数据，为评定装备的性能及故障定位提供依据。通过在装备研制、生产以及日常维护中对振动、冲击、压力、应变和温度等数据的采集和分析，能够为装备测试与评估提供直观、精确的数据。数据采集系统的可靠性是武器设备试验成败的关键因素。当前在目前的装备测试中需要测试的指标很多，使用多种仪器搭建的综合测试系统所用仪器种类繁多、体积大，安装不便，难以提高测试效率，随着电子技术的不断发展和日益成熟，国内的数据采集系统正在朝着微型化、高精度、高采样率、大容量、网络化的方向快速发展。对于大型装备系统的测试，往往需要更加全面、多方位的测试数据来精确描述被测系统，因此需要对数据采集通道数量进行扩展。

发明内容

本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种分布式微型数据采集系统，以实现多通道的分布式数据采集和上传。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种分布式微型数据采集系统，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。

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。

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。

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，以及根据所述出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。