CN106597931A - 一种基于dsp芯片的高频头多通道信号采集系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于DSP芯片的高频头多通道信号采集系统，包括DSP控制器和无线传感器组，所述DSP控制器的输入端与射频芯片相连接，所述射频芯片的数据端还设置有数据存储器，在射频芯片的输入端还连接有数据接收端，所述DSP控制器的内部还设置有USB控制器，所述DSP控制器的输出端还连接有PC机，在PC机的输出端连接有差分电极控制电路，所述无线传感器组的输出端通过无线接收模块与数据采集模块相连接，所述数据采集模块的数据端通过控制线与DSP控制器的数据端相连接，通过自带的USB控制器将数据传至PC机进行存储、显示和处理，无线接收端由和电脑相连的USB接口供电，整个装置结构简单，实用性强。

Description

一种基于DSP芯片的高频头多通道信号采集系统
技术领域
本发明涉及高频头技术领域，具体为一种基于DSP芯片的高频头多通道信号采集系统。
背景技术
高频头的作用就是将微弱的视频信号进行放大，并且对传输不稳定引起的图像变形与干扰进行处理。视频处理芯片决定影像的分辨率，而高频头则决定影像的稳定性。但高频头本身非常容易受电磁干扰，因此内置电视卡一般会在高频头外面包裹一层金属层，以屏蔽电磁干扰，但是目前高频头在无线数据接收方面还会收到许多干扰，且高频头的使用也比较复杂，不利于系统维修。
发明内容
针对以上问题，本发明提供了一种基于DSP芯片的高频头多通道信号采集系统，无线接收端以DSP控制器为核心，并集成了CC2500射频芯片和指示工作状态的外围器件。DSP控制器集成了通用串行总线(USB)功能控制器，简化了接收端的电路设计，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于DSP芯片的高频头多通道信号采集系统，包括DSP控制器和无线传感器组，所述DSP控制器的输入端与射频芯片相连接，所述射频芯片的数据端还设置有数据存储器，在射频芯片的输入端还连接有数据接收端，所述DSP控制器的内部还设置有USB控制器，所述DSP控制器的输出端还连接有PC机，在PC机的输出端连接有差分电极控制电路，所述差分电极控制电路的输出端还通过控制线与放大滤波器相连接，所述放大滤波器的输出端通过A/D转换器与USB中断服务程序模块相连接，所述无线传感器组的输出端通过无线接收模块与数据采集模块相连接，所述数据采集模块的数据端通过控制线与DSP控制器的数据端相连接，所述数据采集模块的输出端还通过双向连接线与电源电路相连接。
作为本发明一种优选的技术方案，所述无线接收模块包括接收端口模块，所述接收端口模块的输出端通过USB集线器模块与RS232串口模块相连接。
作为本发明一种优选的技术方案，所述无线接收模块的数据端还包括数据采集连接端口，所述数据采集连接端口的输出端通过控制线与数据解析模块相连接。
作为本发明一种优选的技术方案，所述DSP控制器采用具有红外模块的MAXQ612的处理芯片。
作为本发明一种优选的技术方案，所述无线传感器组包括无线收发电路，所述无线收发电路的电源端与可充电锂电池模块相连接，所述无线收发电路的输出端还通过信号采集与预处理板与数据阈值处理模块相连接。
作为本发明一种优选的技术方案，所述无线收发电路的输入端还连接有控制信号产生模块。
作为本发明一种优选的技术方案，所述无线收发电路的数据端还通过驱动信号接收模块与数据存储与发送模块相连接。
作为本发明一种优选的技术方案，所述射频芯片采用CC2500系列的处理芯片。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该基于DSP芯片的高频头多通道信号采集系统，无线接收端以DSP控制器为核心，并集成了CC2500射频芯片和指示工作状态的外围器件。DSP控制器集成了通用串行总线(USB)功能控制器，简化了接收端的电路设计，DSP控制无线通信的全过程，接收各传感器数据，完成自定义通信协议中的纠错检错等功能，同时通过自带的USB控制器将数据传至PC机进行存储、显示和处理。无线接收端由和电脑相连的USB接口供电，且整个装置结构简单，实用性强。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明剖面结构示意图；
图3为本发明传感器组内部结构示意图；
图4为本发明放大滤波电路结构示意图。
图中：1-DSP控制器；2-无线传感器组；3-射频芯片；4-数据存储器；5-USB控制器；6-PC机；7-差分电极控制电路；8-放大滤波器；9-A/D转换器；10-USB中断服务程序模块；11-无线接收模块；12-数据采集模块；13-电源电路；14-接收端口模块；15-USB集线器模块；16-RS232串口模块；17-数据采集连接端口；18-数据解析模块；19-无线收发电路；20-无线收发电路；21-信号采集与预处理板；22-数据阈值处理模块；23-控制信号产生模块；24-驱动信号接收模块；25-数据存储与发送模块；26-数据接收端。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：
请参阅图1至图4，本发明提供一种技术方案：一种基于DSP芯片的高频头多通道信号采集系统，包括DSP控制器1和无线传感器组2，所述DSP控制器1采用具有红外模块的MAXQ612的处理芯片，所述DSP控制器1的输入端与射频芯片3相连接，所述射频芯片3采用CC2500系列的处理芯片，所述射频芯片3的数据端还设置有数据存储器4，在射频芯片3的输入端还连接有数据接收端26，所述DSP控制器1的内部还设置有USB控制器5，所述DSP控制器1的输出端还连接有PC机6，在PC机6的输出端连接有差分电极控制电路7，所述差分电极控制电路7的输出端还通过控制线与放大滤波器8相连接，所述放大滤波器8的输出端通过A/D转换器9与USB中断服务程序模块10相连接，所述无线传感器组2的输出端通过无线接收模块11与数据采集模块12相连接，所述数据采集模块12的数据端通过控制线与DSP控制器1的数据端相连接，所述数据采集模块12的输出端还通过双向连接线与电源电路13相连接。
所述无线接收模块11包括接收端口模块14，所述接收端口模块14的输出端通过USB集线器模块15与RS232串口模块16相连接，所述无线接收模块11的数据端还包括数据采集连接端口17，所述数据采集连接端口17的输出端通过控制线与数据解析模块18相连接，所述无线传感器组2包括无线收发电路19，所述无线收发电路19的电源端与可充电锂电池模块20相连接，所述无线收发电路20的输出端还通过信号采集与预处理板21与数据阈值处理模块22相连接，所述无线收发电路19的输入端还连接有控制信号产生模块23，所述无线收发电路19的数据端还通过驱动信号接收模块24与数据存储与发送模块25相连接。
所述无线传感器组：分为多个传感器通道，可以用时分复用的方式与同一个接收端进行数据传输，经实验测得本设计的每个接收端最多可分时接收7个传感器的数据。
所述无线接收部分：由多个相同的无线接收端组成，每个无线接收端设置在不同的频率点上工作，各自用分时方式与多个同频率无线传感器通信，而不同频率的传感器与接收端之间互不干扰。
所述各接收端与USB集线器相连，再将集线器的输出与PC机的USB接口相连。这种通信模型下，4个接收端可支持24个通道同时工作。
所述数据采集模块12：包括无线数据包长度确定模块，一个无线数据包越长，组建数据包、发送同步字节等占用的时间越少，有效数据传输效率会更高，从而支持更多的传感器通道数，但同时较长的数据包将多次采集的数据积攒起来而引入更大的延时，通过实验可测得2-7个传感器以1kHz采样时，无线数据包至少需要包含的采样数据量，为使系统在无线通信部分的延时不大于20ms，选择数据包的有效长度为40字节(采样结果为两字节)，通信周期为20ms，接收端在每周期内分时的接收6个传感器轮流传来的数据，有效数据速率达到96kbps。
本发明的工作原理：该基于DSP芯片的高频头多通道信号采集系统，无线接收端以DSP控制器为核心，并集成了CC2500射频芯片和指示工作状态的外围器件。DSP控制器集成了通用串行总线(USB)功能控制器，简化了接收端的电路设计，DSP控制无线通信的全过程，接收各传感器数据，完成自定义通信协议中的纠错检错等功能，同时通过自带的USB控制器将数据传至PC机进行存储、显示和处理。无线接收端由和电脑相连的USB接口供电，且整个装置结构简单，实用性强。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于DSP芯片的高频头多通道信号采集系统，包括DSP控制器（1）和无线传感器组（2），其特征在于：所述DSP控制器（1）的输入端与射频芯片（3）相连接，所述射频芯片（3）的数据端还设置有数据存储器（4），在射频芯片（3）的输入端还连接有数据接收端（26），所述DSP控制器（1）的内部还设置有USB控制器（5），所述DSP控制器（1）的输出端还连接有PC机（6），在PC机（6）的输出端连接有差分电极控制电路（7），所述差分电极控制电路（7）的输出端还通过控制线与放大滤波器（8）相连接，所述放大滤波器（8）的输出端通过A/D转换器（9）与USB中断服务程序模块（10）相连接，所述无线传感器组（2）的输出端通过无线接收模块（11）与数据采集模块（12）相连接，所述数据采集模块（12）的数据端通过控制线与DSP控制器（1）的数据端相连接，所述数据采集模块（12）的输出端还通过双向连接线与电源电路（13）相连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于DSP芯片的高频头多通道信号采集系统，其特征在于：所述无线接收模块（11）包括接收端口模块（14），所述接收端口模块（14）的输出端通过USB集线器模块（15）与RS232串口模块（16）相连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于DSP芯片的高频头多通道信号采集系统，其特征在于：所述无线接收模块（11）的数据端还包括数据采集连接端口（17），所述数据采集连接端口（17）的输出端通过控制线与数据解析模块（18）相连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于DSP芯片的高频头多通道信号采集系统，其特征在于：所述DSP控制器（1）采用具有红外模块的MAXQ612的处理芯片。
5.根据权利要求1所述的一种基于DSP芯片的高频头多通道信号采集系统，其特征在于：所述无线传感器组（2）包括无线收发电路（19），所述无线收发电路（19）的电源端与可充电锂电池模块（20）相连接，所述无线收发电路（20）的输出端还通过信号采集与预处理板（21）与数据阈值处理模块（22）相连接。
6.根据权利要求5所述的一种基于DSP芯片的高频头多通道信号采集系统，其特征在于：所述无线收发电路（19）的输入端还连接有控制信号产生模块（23）。
7.根据权利要求5所述的一种基于DSP芯片的高频头多通道信号采集系统，其特征在于：所述无线收发电路（19）的数据端还通过驱动信号接收模块（24）与数据存储与发送模块（25）相连接。
8.根据权利要求1所述的一种基于DSP芯片的高频头多通道信号采集系统，其特征在于：所述射频芯片（3）采用CC2500系列的处理芯片。
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