[发明专利]基于LVDS和RS-485接口的双环路分布式数据采集传输系统

说明书

本发明公开了一种基于LVDS和RS‑485接口的双环路分布式数据采集传输系统，包括汇聚桥接模块，其特征在于，还包括多个节点处理模块和多个数模转换模块；汇聚桥接模块通过扩展的两路LVDS接口与多个节点处理模块形成双环路；每个节点处理模块通过RS‑485接口挂载多个并行模数转换模块；汇聚桥接模块用于控制节点处理模块工作和处理核心数据；节点处理模块用于控制数模转换模块数据周期性数据采集，并对采集数据进行暂存累积到一定数据量后上传至汇聚桥接模块；模数转换模块用于采集和预处理目标信号后上传至节点处理模块。可以解决数据采集传输系统采用两层结构造成系统噪声大，体积庞大的问题。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种基于LVDS和RS-485接口的双环路分布式数据采集传输系统。

背景技术

传统的数据采集传输系统，在数据传输过程当中，由于系统传输链路较长，并且水下环境复杂，数据极易受到外界干扰，系统硬件本身也容易在水下多变的环境当中发生损坏。

具体地，现有的数据采集传输系统采用两层结构，具体包括第一层的桥接模块和第二层的各子节点，桥接模块和子节点之间通过以太网连接，桥接模块主要用于控制节点工作，节点主要用于采集和传输数据。传统的数据采集传输系统因为是两层结构，所以具有以下缺点，具体为：

(1)采用两层结构，各个子节点均集成了多个数模转换采集模块，多个数模转换采集模块之间存在并行干扰，造成信号质量下降；

(2)采用两层结构，各个子节点均集成了多个数模转换采集模块，对于分布式数据采集传输系统，必然造成部分模拟信号的信号路径(从信号源至数模转换模块之间的距离)较长，导致信号质量下降；

(3)采用两层结构，各个子节点均集成了数个多通道采集模块，导致模块体积较大，对于分布式数据采集传输系统，系统体积受各模块尺寸(尤其是宽度尺寸)影响较大；

(4)各节点的数据需要完成长距离传输，需要较多的数据编解码处理，同时为了保证传输稳定性，传输接口功耗较高，这会造成节点数字噪声加大，严重影响节点中数模转换采集模块的数据采集。

申请公布号为CN107911274A的专利申请公开的一种基于以太网交换芯片的环路自组织方法中公开的数据采集传输系统采用了传统的两级结构；申请公布号为CN108111246A的专利申请公开的一种基于高速串行链路的分布式采集系统同步时钟传输的方法中公开的分布式采集系统同样采用了传统的两级结构。

基于上述现有的数据采集传输系统的缺陷，因此提高系统的抗干扰性能，同时实现故障诊断恢复是确保系统稳定可靠的关键因素；其次，随着半导体工艺的进步，系统的小型化、低功耗设计是一个热门的研究方向，在长距离的数据传输过程中，如何减小系统功耗也是一个重要的难题；此外，为了实现对更大区域的数据采集需求，基于分布式的数据采集架构也是目前主流研究课题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于LVDS和RS-485接口的双环路分布式数据采集传输系统，以解决数据采集传输系统采用两层结构造成系统噪声大，体积庞大的问题。

为实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种基于LVDS和RS-485接口的双环路分布式数据采集传输系统，包括汇聚桥接模块，其特征在于，还包括多个节点处理模块和多个数模转换模块；汇聚桥接模块通过扩展的两路LVDS接口与多个节点处理模块形成双环路；每个节点处理模块通过RS-485接口挂载多个并行模数转换模块；

汇聚桥接模块用于控制节点处理模块工作和处理核心数据；

节点处理模块用于控制数模转换模块数据周期性数据采集，并对采集数据进行暂存累积到一定数据量后上传至汇聚桥接模块；

模数转换模块用于采集和预处理目标信号后上传至节点处理模块。