CN105717844A - 多功能信号采集仪 - Google Patents

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严天宏
岳双龙
陈夏琨
王广耀
何波
王斌锐
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China Jiliang University
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    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
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Abstract

本发明是一种多功能信号采集仪，它包括模拟信号通道、数字信号通道和控制单元所组成。控制单元由FPGA控制单元和ARM控制单元组成，FPGA控制单元主要用于并行采集模拟信号通道和数字信号通道的信号并进行数字滤波，ARM控制单元主要用于控制数据存取、传输及电源管理和液晶显示。本发明可同时外接多个模拟信号传感器和数字信号传感器，并能实现远距离无线传输，同时也具有液晶显示、SD卡数据存取和电源智能管理功能。

Description

多功能信号采集仪
技术领域：
本发明涉及信号采集技术领域。
背景技术：
信号采集仪是一种能将物理量信号经过调理放大、滤波、经A/D转换为数字信号并将其记录下来的仪器的统称。广泛应用于电力、机械加工、冶金、石化、土木工程、采矿等行业的安全监测、质量检测、故障诊断等场合。目前，随着传感器行业的迅速发展，传感器已逐渐往数字式发展，需要数字式采集仪进行数据采集，但当前大部分的通用采集仪都是针对模拟信号的。当今市场上的采集仪大部分都只能外接供电电源和通过以太网口连接计算机设备，这将影响在一些偏远野外情况下的正常使用。另外，采集通道少、功能单一、采样速度不够等这些都是制约采集仪发展的因素。
发明内容：
本发明的目的是在于提供一种可用于既能采集模拟信号又能采集数字信号的多功能信号采集仪。
本发明采用以下的技术设计：
本发明所述的多功能信号采集仪，包括：8个对模拟信号进行信号调理和A/D转换的模拟信号通道、8个对数字信号进行电平转换的数字信号通道和对数据进行采集及外设功能模块控制的控制单元组成。
本发明所述的多功能信号采集仪中，每个模拟信号通道由信号放大电路、模拟滤波电路、两路并行的24位A/D转换电路组成，信号放大电路的输出端接模拟滤波电路的输入端，模拟滤波电路的输出端接两路并行的24位A/D转换电路，两路24位A/D转换电路的输出端与FPGA控制芯片相接，模拟信号通道模块实现对模拟信号的调理和A/D转换。
本发明所述的多功能信号采集仪中，每个数字信号通道由一个485信号转TTL电平信号电路组成的485接口模块组成，485接口模块与FPGA控制芯片相接，数字信号通道模块实现数字信号的电平转换。
本发明所述的多功能信号采集仪中，控制单元由FPGA控制单元和ARM控制单元组成，FPGA控制单元和ARM控制单元相互连接，进行数据及命令的双向传输。FPGA控制单元主要用于并行采集模拟信号通道和数字信号通道上最终输入的信号并对这些信号进行数字滤波，ARM控制单元分别与外围功能模块相连接，主要用于对外围功能模块进行控制，包括对电源管理模块的充放电智能管理、对SD卡的数据进行存储与读取的控制、对内置可充电电池电量的显示以及采集仪工作状态的显示的液晶显示模块的控制、对以太网口模块以及3G和WiFi无线模块的数据传输与命令接收的控制。
相比现有的信号采集仪，本发明具有以下优点：
1.本发明所述的多功能信号采集仪中，模拟信号通道上的每个A/D转换电路都采用同样规格的两路A/D转换电路组成，这样的设计既起到了冗余的作用又可在FPGA中经过相应的处理达到提高信号精度的作用。
2.本发明所述的多功能信号采集仪中，既包括可以外接模拟信号传感器的模拟信号通道又包括可以采集数字信号的数字信号通道，这样的设计可以增强采集仪的通用性。
3.本发明所述的多功能信号采集仪中，包括一个液晶显示模块，可显示出内置充电模块的电量情况以及采集仪的工作状态，这样的设计可以摆脱上位机软件了解到一些采集仪的基本工作状态信息。
附图说明：
图1是本发明多功能信号采集仪的原理示意图。
具体实施方式：
如图1所示，多功能数据采集仪，包括：8个对模拟信号进行信号调理和A/D转换的模拟信号通道、8个对数字信号进行转换的数字信号通道和对数据进行采集滤波以及对外围功能模块控制的控制单元组成。模拟信号通道模块和数字信号通道模块的输出都与控制单元中的FPGA控制单元相连接，FPGA控制单元和ARM控制单元相互连接，ARM控制单元分别与外围功能模块相连接。
本发明所述的多功能信号采集仪中，每个模拟信号通道由信号放大电路、模拟滤波电路、两路并行的24位A/D转换电路组成。信号放大电路的输出端接模拟滤波电路的输入端，模拟滤波电路的输出端接两路并行的24位A/D转换电路，两路24位A/D转换电路的输出端与FPGA控制芯片相接，模拟信号通道模块实现对模拟信号的调理和A/D转换。
本发明所述的多功能信号采集仪中，每个数字信号通道由一个485信号转TTL电平信号电路组成的485接口模块组成，485接口模块与FPGA控制芯片相连接，数字信号通道模块实现数字信号的电平转换。
本发明所述的多功能信号采集仪中，控制单元由FPGA控制单元和ARM控制单元组成，FPGA控制单元主要用于并行采集模拟信号通道和数字信号通道上最终输入的信号并对这些信号进行数字滤波，ARM控制单元分别与外围功能模块相连接。
其中，电源管理模块与220VAC适配器和可充电电池组相接，ARM控制器又与电源管理模块相连接，这样的设计既可以在有外接电源的情况下通过电源适配器对采集仪供电也可在无外接电源情况下通过内置可充电电池对采集仪供电，ARM控制器可通过电源管理模块对可充电电池组进行充放电控制，当电池电量充满后自动切断充电电源，当电池对外放电时电压低于一定电压值时也自动切断电池供电。
其中，液晶显示模块与ARM控制单元相连接，可通过ARM控制器的控制显示出当前采集仪内置可充电电池的电量和采集仪工作状态。
其中，SD卡存取单元与ARM控制器相连接，通过ARM控制器控制可将采集仪采集到的数据进行存储和读取。
其中，通讯部分由3G、WiFi无线模块和以太网口模块组成，分别与ARM控制单元连接，这样的设计即可实现通过网线连接采集仪和计算机设备又可实现近距离通过WiFi进行网络连接，同时也可以通过3G无线模块实现远距离无线数据传输。

Claims (4)

1.一种多功能信号采集仪，它包括：8通道的模拟信号通道模块、8通道的数字信号通道模块及对数据进行采集滤波的FPGA控制单元和对外设功能模块控制的ARM控制单元组成，其特征在于：8个模拟信号通道模块和8个数字信号通道模块分别与主控单元的FPGA模块连接，可实现8路模拟信号和8路数字信号的同时采集，FPGA控制单元与ARM控制单元连接，进行数据及命令的双向传输，ARM控制单元与各外设功能模块相连接，并对各外设功能模块进行控制。
2.根据权利要求1所述的一种多功能信号采集仪，其特征在于：每个模拟信号通道由信号放大电路、模拟滤波电路、两路并行的24位A/D转换电路组成，信号放大电路的输出端接模拟滤波电路的输入端，模拟滤波电路的输出端接两路并行的24位A/D转换电路的输入端，两路24位A/D转换电路的输出端与FPGA控制芯片相接，在每个模拟信号通道模块上采用两路并行的24位A/D转换电路，这样的设计既起到了冗余的作用又可在FPGA中经过相应的处理达到提高信号精度的作用。
3.根据权利要求1所述的一种多功能信号采集仪，其特征在于：每个数字信号通道由一个485信号转TTL电平信号电路组成的485接口模块组成，485接口模块与FPGA控制芯片相接，可外接数字式传感器。
4.根据权利要求1所述的一种多功能信号采集仪，其特征在于：ARM控制模块分别与电源管理模块、SD卡存取模块、液晶显示模块、以太网口模块、3G无线模块以及WiFi无线模块相连接，可实现对可充电电池模块充放电的智能管理、对SD卡的数据进行存取的控制、对内置可充电电池电量的显示以及采集仪工作状态的显示的液晶显示模块的控制、对以太网口模块以及3G和WiFi无线模块的数据传输与命令收发的控制。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106125654A (zh) * 2016-08-29 2016-11-16 苏州盖恩茨电子科技有限公司 一种智能冗余控制式信号采集器
CN106154955A (zh) * 2016-08-26 2016-11-23 苏州盖恩茨电子科技有限公司 一种双路滤波温控检测切换信号采集器
CN107449405A (zh) * 2017-06-27 2017-12-08 国家海洋局第海洋研究所 一种新型潜标数据采集系统
CN112486581A (zh) * 2020-12-03 2021-03-12 北京群源电力科技有限公司 一种无纸记录仪及其工作方法

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5148364A (en) * 1989-10-27 1992-09-15 Mtu Motoren- Und Turbinen-Union Muenchen Gmbh Redundant multi-channel closed loop control device with analog integrators
JP2002172113A (ja) * 2000-12-07 2002-06-18 Shimadzu Corp 多チャンネル型検出器のデータ収集システム
CN101236433A (zh) * 2008-01-28 2008-08-06 南京航空航天大学 基于硬件冗余的高可靠a/d采集系统及故障检测方法
CN101252358A (zh) * 2008-04-02 2008-08-27 中国电子科技集团公司第二十四研究所 高速16位a/d转换器模块电路
CN101504428A (zh) * 2009-03-19 2009-08-12 优利德科技（东莞）有限公司 一种电子测量方法及多功能电子测量仪
JP2011244166A (ja) * 2010-05-18 2011-12-01 Nec Corp Ａ／ｄ変換器
CN202995341U (zh) * 2012-12-07 2013-06-12 焦作市明株自动化工程有限责任公司 数字量、模拟量的信号采集装置
CN103336667A (zh) * 2013-07-05 2013-10-02 中国科学院光电技术研究所 一种通用多通道数据采集系统
CN103647913A (zh) * 2013-12-24 2014-03-19 中国科学院半导体研究所 基于fpga的多通道高速图像数据采集和存储系统
CN103984255A (zh) * 2014-05-30 2014-08-13 哈尔滨工业大学 模拟数字信号采集与连锁控制装置
CN104049554A (zh) * 2013-03-11 2014-09-17 中国科学院软件研究所 一种基于fpga的多功能输入输出模块及输入输出方法
CN104991142A (zh) * 2015-07-09 2015-10-21 杭州亿恒科技有限公司 一种信号分析仪、装置及处理方法

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5148364A (en) * 1989-10-27 1992-09-15 Mtu Motoren- Und Turbinen-Union Muenchen Gmbh Redundant multi-channel closed loop control device with analog integrators
JP2002172113A (ja) * 2000-12-07 2002-06-18 Shimadzu Corp 多チャンネル型検出器のデータ収集システム
CN101236433A (zh) * 2008-01-28 2008-08-06 南京航空航天大学 基于硬件冗余的高可靠a/d采集系统及故障检测方法
CN101252358A (zh) * 2008-04-02 2008-08-27 中国电子科技集团公司第二十四研究所 高速16位a/d转换器模块电路
CN101504428A (zh) * 2009-03-19 2009-08-12 优利德科技（东莞）有限公司 一种电子测量方法及多功能电子测量仪
JP2011244166A (ja) * 2010-05-18 2011-12-01 Nec Corp Ａ／ｄ変換器
CN202995341U (zh) * 2012-12-07 2013-06-12 焦作市明株自动化工程有限责任公司 数字量、模拟量的信号采集装置
CN104049554A (zh) * 2013-03-11 2014-09-17 中国科学院软件研究所 一种基于fpga的多功能输入输出模块及输入输出方法
CN103336667A (zh) * 2013-07-05 2013-10-02 中国科学院光电技术研究所 一种通用多通道数据采集系统
CN103647913A (zh) * 2013-12-24 2014-03-19 中国科学院半导体研究所 基于fpga的多通道高速图像数据采集和存储系统
CN103984255A (zh) * 2014-05-30 2014-08-13 哈尔滨工业大学 模拟数字信号采集与连锁控制装置
CN104991142A (zh) * 2015-07-09 2015-10-21 杭州亿恒科技有限公司 一种信号分析仪、装置及处理方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106154955A (zh) * 2016-08-26 2016-11-23 苏州盖恩茨电子科技有限公司 一种双路滤波温控检测切换信号采集器
CN106154955B (zh) * 2016-08-26 2018-08-28 苏州盖恩茨电子科技有限公司 一种双路滤波温控检测切换信号采集器
CN106125654A (zh) * 2016-08-29 2016-11-16 苏州盖恩茨电子科技有限公司 一种智能冗余控制式信号采集器
CN107449405A (zh) * 2017-06-27 2017-12-08 国家海洋局第海洋研究所 一种新型潜标数据采集系统
CN107449405B (zh) * 2017-06-27 2020-06-02 国家海洋局第一海洋研究所 一种新型潜标数据采集系统
CN112486581A (zh) * 2020-12-03 2021-03-12 北京群源电力科技有限公司 一种无纸记录仪及其工作方法

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