[發明專利]新型信號探測采集設備

有效

• 申請號: 202011117040.6
• 申請日: 2020-10-19
• 公開（公告）號: CN112305961B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 顧旭東;李光劍;陳隆;羅凡;彭銳;陳歡;倪彬彬;趙正予
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 石超群

本發明提供一種新型信號探測采集設備，包括：相互通信連接以進行數據傳輸的信號探測采集單元和管理控制單元，其中，管理控制單元與上位機相通信連接，從而接收上位機發出的控制命令信息，并進一步發送至信號探測采集單元中，信號探測采集單元根據控制命令信息進行信號探測與數據采集，并將采集到的數據信息發送至管理控制單元中以實現將采集到的數據信息發送至上位機。采用STM32芯片和FPGA芯片架構設計，并通過數據總線方式進行數據傳輸，FPGA芯片中的各類數據通過FSMC接口傳輸到STM32芯片中，再由STM32芯片驅動網口實現與上位機之間進行數據傳輸，從而實現對探測采集到的原始數據進行本地保存，保證了信號探測采集后傳輸的穩定性，實現了數據的高速傳輸。

技術領域

本發明屬于信號檢測技術領域，具體涉及一種能夠實現數據高速傳輸并顯著提高數據探測采集效率的新型信號探測采集設備。

背景技術

甚低頻探測是對自然界閃電輻射和遍布全球的地基臺站發射的極低頻(ELF:300Hz-3kHz)和甚低頻(VLF:3-30kHz)無線電磁波信號進行接收監測。目前廣泛應用于太陽活動監測、電離層探測與航海通信等領域。

傳統的信號探測設備往往采用FPGA作為系統控制核心器件，再結合USB芯片實現FPGA上各類數據的傳輸。但是，USB通信方式在傳輸數據的時候會出現不穩定的情況，容易導致數據丟失，而且傳統的信號探測設備將采集的數據統一通過USB芯片傳輸至上位機中，導致數據采集效率往往較低。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足之處，提供一種能夠實現數據高速傳輸并顯著提高數據探測采集效率的新型信號探測采集設備。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種新型信號探測采集設備，通過與上位機通信連接以實現信號的探測采集與數據傳輸，其特征在于，包括：

與所述上位機相通信連接的管理控制單元；和與所述管理控制單元相通信連接的信號探測采集單元，

其中，所述管理控制單元接收所述上位機發出的控制命令信息后進一步發送至所述信號探測采集單元中，

所述信號探測采集單元根據所述控制命令信息進行信號探測與數據采集并將采集到的數據信息發送至所述管理控制單元中，從而實現將采集到的數據信息發送至所述上位機。

優選地，所述信號探測采集單元具有：第一通信模塊和數據采集模塊，

所述管理控制單元具有：第二通信模塊和第三通信模塊，

所述數據采集模塊用于根據所述控制命令信息中對應的采集需求對所處周圍環境中的信號進行探測與采集，

所述第一通信模塊與所述第二通信模塊相通信連接，從而實現所述信號探測采集單元與所述管理控制單元之間進行數據傳輸，

所述第三通信模塊與所述上位機相通信連接，從而實現所述管理控制單元與所述上位機之間進行數據傳輸。

優選地，所述信號探測采集單元與所述管理控制單元之間基于寄存器數據總線通信方式實現數據傳輸，

所述信號探測采集單元采用FPGA芯片架構設計，所述管理控制單元采用STM32芯片架構設計，所述信號探測采集單元和所述管理控制單元中分別包含寫入寄存器和讀取寄存器，

所述第一通信模塊連通所述信號探測采集單元的讀取寄存器與所述管理控制單元的寫入寄存器，所述第二通信模塊連通所述管理控制單元的讀取寄存器與所述信號探測采集單元的寫入寄存器。

優選地，所述第一通信模塊由所述信號探測采集單元的讀取寄存器的輸出端通過第一三態門控制模塊和數據總線與所述管理控制單元中的寫入寄存器的輸入端相連，用于將采集到的數據信息傳輸至所述管理控制單元，