[實用新型]基于光纖的遠程透明數據采集傳輸系統

有效

• 申請號: 201320247428.7
• 申請日: 2013-04-24
• 公開（公告）號: CN203179279U
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 張持健;汪濤;王茹;尤慶伸
• 申請（專利權）人: 安徽師范大學
• 主分類號: G08C23/06
• 分類號: G08C23/06;H04L29/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本實用新型涉及一種遠程數據采集傳輸系統，特別是公開了一種以太網、光纖兩種模式選擇、功能強大、穩定可靠、抗干擾能力強的遠程數據透明采集傳輸系統。

背景技術：

目前，在工業生產的高速發展過程中，生產效率和生產安全是人們最關心的也是相矛盾的兩個問題，這時如果能實時監測生產中反饋出的數據，可以找出問題改善技術；如果能實時監測生產線上或者產房里的關鍵部位，可以避免一些災難的發生。這都要求高速的數據采集傳輸及處理系統。

目前數據傳輸方式最多的是無線傳輸和以太網傳輸，無線傳輸又分GPRS、GMS等傳輸方式，無線傳輸需要添加另外的功能模塊，這樣就使得板子面積增大，而且傳輸不穩定，速度受限；而以太網在傳輸速度要求比較高的情況下，又顯得力不從心，這時我們選擇光纖傳輸。

實用新型內容：

本實用新型的目的在于解決日常生活中存在的問題，提高數據傳輸速率和精度，提供了一種高精度，多通道，操作方便的遠程高速透明數據采集傳輸系統。

本實用新型是這樣實現的：一種基于光纖的遠程透明數據采集系統，其特征在于：包括主控芯片MCU(1)、以太網光纖協議轉換模塊(2)、光電接口轉換模塊(3)、ADC模塊(4)、放大器模塊(5)、轉換器模塊(6)、傳感器模塊(7)、電源轉換模塊(8)、數據存儲模塊(12)、BMD模塊(10)、復位電路模塊(9)、看門狗電路模塊(11)、數據收發指示模塊(13)。其中，以太網光纖協議轉換模塊(2)連接主控芯片MCU(1)和光電接口轉換模塊(3)，放大器模塊(5)、轉換器模塊(6)連接ADC模塊(4)和傳感器模塊(7)。

所述的主控芯片MCU(1)采用功能強大的飛思卡爾芯片。所述該芯片集成ADC轉換功能，能避免獨立ADC轉換模塊在傳輸高速信號時的不穩定，增加系統的可靠性，且能減小制板面積。

所述以太網光纖協議轉換模塊(2)將以太網協議打包的數據轉換成光纖協議重新打包傳輸。

所述的光電接口轉換模塊(3)將電信號轉換成光信號在光纖上傳輸。

所述轉換器模塊(6)對傳感器采集到的信號進行電平轉換。

所述數據存儲模塊(12)采用IIC總線方式將采集到的數據處理后存儲在SD卡中，方便高端設備的讀取與分析。

本實用新型的有益效果是：

本實用新型是基于光纖傳輸，但也集成了網口傳輸，所以用戶可以根據需要選擇；數據不僅能通過網口光纖傳輸實時傳輸，而且可以將其存儲于SD中，供移動設備、PC、LabView等讀取、分析處理；本實用新型支持多通道數據采集，采樣速率高達每秒1.66百萬次，一次一路A/D轉換時間為8.5個ADC時鐘周期(1.7μs)，后續每路為6個ADC時鐘周期(1.2μs)，12位的轉換精度。有并行和順序兩種采樣模式，在并行模式下，8路A/D轉換總時間只要26.5個ADC時鐘周期(5.3μs)，并且沒有被選擇的輸入口能夠容納電流的流動而不會影響到ADC性能，使其能夠在工業噪聲環境中工作。另外，可以對采樣進行修正，即將最初的ADC值減去預先編程設定的偏移量從而得到最終的ADC轉換結果。

附圖說明：

附圖1是本實用新型模塊結構方框圖。

具體實施方式：

本實用新型公開了一種基于光纖的遠程透明數據采集傳輸系統。包括主控芯片MCU(1)、以太網光纖協議轉換模塊(2)、光電接口轉換模塊(3)、ADC模塊(4)、放大器模塊(5)、轉換器模塊(6)、傳感器模塊(7)、電源轉換模塊(8)、數據存儲模塊(12)、BMD模塊(10)、復位電路模塊(9)、看門狗電路模塊(11)、數據收發指示模塊(13)。其中，以太網光纖協議轉換模塊(2)連接主控芯片MCU(1)和光電接口轉換模塊(3)，放大器模塊(5)、轉換器模塊(6)連接ADC模塊(4)和傳感器模塊(7)。

本系統內置的ADC模塊(4)配合各種傳感器和相應的放大電路完成物理量的采集和轉換。ADC模塊(4)有AN0～AN7共8路模擬量輸入，首先依次采集這8路模擬量，然后將這8個轉換結果經由ADC的加法器進行偏移量修正，即要減去對應偏移量寄存器ADOFSn中的偏移值，得到一個有符號數，存入對應的結果寄存器ADRSLTn中。如果偏移量設為0，那么修正后的結果就是一個無符號數(正數，符號位為0)。同時，原始轉換結果要與上限和下限寄存器中的值比較，結果寄存器中的值要進行過零檢驗。然后主控芯片MCU(1)和遠程數據處理終端(14)通過串口交換數據：主控芯片MCU(1)向遠程數據處理終端(14)發送握手信號0x56，表示主控芯片MCU(1)數據采集轉換完成，等待遠程數據處理終端(14)查詢接收，遠程數據處理終端(14)再發給主控芯片MCU(1)0x56和0x2F兩個字節通知主控芯片MCU(1)可以發送AD結果值；此時的AD值還是根據主控芯片MCU(1)內部的以太網協議打包成的數據，然后通過以太網光纖協議轉換模塊(2)將其再轉換成光協議格式打包傳輸，最后利用光電接口轉換模塊(3)將在芯片間傳輸的電信號轉換成光信號，通過光纖傳輸到遠程數據處理終端(14)。在遠程數據處理終端(14)我們可以通過軟件設置8路虛擬串口，記錄并顯示采集到的最終數據，該8路虛擬串口通過設置同一IP地址的方式分別與8路數據采集終端對應。