CN111060155A - 一种碰撞墙信息采集系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种碰撞墙信息采集系统，其特征在于：包括采集部分、数据汇聚部分、显示部分；所述采集部分包括多个智能传感器，用于采集传感器物理形变所产生的模拟信号，模拟信号经过模数转换后转换为数字信号，传递到汇聚部分；所述数据汇聚部分包括多个控制器，所述控制器与智能传感器进行交互通信；所述显控部分用于从控制器获取数据，同时发送控制命令或者配置命令到采集部分、数据汇聚部分。本发明中实现了对多达32*N路数据通道的采集，理论上N可达200，这样整个系统就可以扩展为数百通道，从而构成多通道碰撞测力系统，保证ns级触发同步采样，采集缓存完成后，最终统一汇总到分析系统，进行分析，分析系统为显控部分或者主控制系统。
Description
技术领域
本发明涉及智能仪器仪表技术领域，具体涉及一种碰撞墙信息采集系统。
背景技术
车辆安全性能检测是车辆研发中的重要环节，碰撞试验是以再现交通事故的方式，分析车辆在碰撞过程中的运动状态、车辆变形等数据，通过分析受力结果，改进车辆结构安全性设计和增设汽车乘员保护装置，比如高铁动车碰撞试验、汽车碰撞试验等，其具体内容大约包括两个方面：正面和侧面碰撞，如传统测试方式是汽车碰到碰撞墙上，碰撞墙上设置有采集器，采集数据后，进行分析，但是目前的采集方式只能对一定数量的节点进行同时采集，或者无法实现各位置多点位、大批量同步采集。
发明内容
为克服所述不足，本发明的目的在于提供一种碰撞墙信息采集系统，用于对大批量节点同步采集监测的冲击测试应用场景。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种碰撞墙信息采集系统，包括采集部分、数据汇聚部分、显控部分；
所述采集部分包括多个智能传感器，用于采集传感器物理形变所产生的模拟信号，模拟信号经过模数转换后转换为数字信号，传递到汇聚部分；
所述数据汇聚部分包括多个控制器，所述控制器与智能传感器进行交互通信；
所述显控部分用于从控制器获取数据，并以曲线或者表格的形式呈现数据，同时发送控制命令或者配置命令到采集部分、数据汇聚部分。
具体地，所述智能传感器包括传感器本体、采集模块、传感存储器，采集模块嵌入到传感器本体内，采集模块用于把传感器的模拟电压信号放大，并转换成数字信号，上传或者存储到自身的传感存储器内，所述采集模块设有三路ADC采集端，分别对应采集模块的三个分量X、Y、Z，采集模块的每路最大采样频率为200KHz，采集模块接到控制器触发信号后，采集60s数据，超时自动停止。
具体地，所述控制器通过USB数据线与智能传感器进行交互通信，获取数据、配置参数等，每台控制器与1至32个智能传感器相连接，每个所述控制器所连接的智能传感器的数量大于8个时，需要 Hub集线器扩展。
具体地，所述显控部分通过以太网与控制器相连接，当控制器数量大于1个时，需要交换机进行扩展，控制器均与交换机相连接，交换机再与上位机相连接。
具体地，所述显控部分核心为PC上位机，PC上位机内的控制模块用于把采集模块采集的数据经牛顿差值算法转换为力值，并以实时值、曲线或表格的形式显示出来；同时对智能传感器进行标定，用于转换电信号到力值；在控制模块内设置控制器的触发方式、模拟触发控制器采样。
具体地，所述控制器设有两个串联的触发接口，用于连接外部触发信号，形成独立的硬件触发机制，控制器可配置为上升沿触发或下降沿触发或者同时两种触发方式。
具体地，所述控制器设置为一台控制器主机、多台控制器从机，设置为硬件级联触发，控制器主机接外部触发信号，其他控制器从机级联连接该控制器，在局域网内连接多台控制器，把系统扩展为数百通道，实现同步触发，即可数百通道同时触发采样，保证整体数据的一致性，一个采集模块是三路60s、200KHz的数据，当系统含有数百通道时，从而构成大数据量采集。
具体地，所示控制器连接SD卡或者硬盘，作为扩展数据存储方式。
本发明具有以下有益效果：本发明中每个采集模块有三路ADC采集，分别对应传感器的三个分量这样一个采集模块是3路60秒200KHz 的数据；由局域网扩接多台控制器，而每台控制器可接32个采集模块(即32通道)，实现了对多达32*N路数据通道的采集，理论上N可达200，这样整个系统就可以扩展为数百通道，从而构成多通道碰撞测力系统，当系统含有数百通道时，从而构成大数据量采集；通过统一的触发信号，保证ns级触发同步采样，采集缓存完成后，最终统一汇总到分析系统，进行分析，分析系统为显控部分或者主控制系统。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构示意图。
图2为本发明实施例2的结构示意图。
图3为本发明的工作流程图。
1采集部分，11智能传感器，2数据汇聚部分，20控制器主机， 21控制器从机，22集线器，3线控部分，31上位机，32交换机。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
一种碰撞墙信息采集系统，包括采集部分1、数据汇聚部分2、显控部分3；
所述采集部分1包括多个智能传感器11，用于采集传感器物理形变所产生的模拟信号，模拟信号经过模数转换后转换为数字信号，传递到数据汇聚部分2；
所述数据汇聚部分2包括多个控制器，所述控制器通过USB数据线与智能传感器11进行交互通信，获取数据、配置参数等，每台控制器与1至32个智能传感器11相连接，每个所述控制器所连接的智能传感器11的数量大于8个时，需要Hub集线器扩展，最多可扩展接32个智能传感器11，相当于有32个通道。
所述显控部分3用于从控制器获取数据，并以曲线或者表格的形式呈现数据，同时发送控制命令或者配置命令到采集部分1、数据汇聚部分2，所述显控部分3通过以太网与控制器相连接，当控制器数量大于1个时，需要交换机32进行扩展，控制器均与交换机32相连接，交换机32再与上位机31相连接。
具体地，所述智能传感器11包括传感器本体111、采集模块112、传感存储器，采集模块112嵌入到传感器本体111内，采集模块112 用于把智能传感器11的模拟电压信号放大，并转换成数字信号，上传或者存储到自身的传感存储器内，这样数字信号传输，抗干扰的能力更强一些，所述采集模块112设有三路ADC采集端，分别对应采集模块112的三分量X、Y、Z，采集模块112的每路最大采样频率为 200KHz，碰撞试验的主控制系统5，发送触发指令到触发源4，触发源4触发控制器，控制器触发采集部分1，采集部分1中的采集模块 112接到控制器触发信号后，采集60s数据，超时自动停止，采集模块112接到控制器数据上传命令后，压缩存储的采样数据，通过USB 数据线传输到控制器。
具体地，所述显控部分1核心为PC上位机，PC上位机内的控制模块用于把采集模块采集的数据经牛顿差值算法转换为力值，并以实时值、曲线或表格的形式显示出来；同时对智能传感器11进行标定，用于转换电信号到力值；在控制模块内设置控制器的触发方式、模拟触发控制器采样。
实施例2
本发明的另一实施例，如图2所示的一种碰撞墙信息采集系统，包括采集部分1、数据汇聚部分2、显控部分3，所述控制器设有两个串联的触发接口，用于连接外部触发信号，形成独立的硬件触发机制，控制器配置为上升沿触发或下降沿触发或者同时两种触发方式。
具体地，所述控制器设置为一台控制器主机20、多台控制器从机21，设置为硬件级联触发，控制器主机20接外部触发信号，如图 2中的触发源4，其他控制器从机21级联连接该控制器主机20，这样可以在局域网内连接多台控制器，把系统扩展为数百通道，实现同步触发，即可数百通道同时触发采样，保证整体数据的一致性，一个采集模块112是三路60s、200KHz的数据，当系统含有数百通道时，从而构成大数据量采集，触发源4与整个碰撞试验的主控制系统5相连接，主控制系统5发送触发指令到触发源4，然后触发源5触发控制器主机20，控制器从机21的触发信号从控制器主机20级联而来，并触发采集部分1采集数据，触发源4与主控制系统5一样，是碰撞试验中的相关设备，为现有技术。
具体地，所述控制器连接SD卡或者硬盘，作为扩展数据存储方式。
一种碰撞墙信息采集系统的工作模式为：开机测试，接通采集模块，在碰撞的时候，触发采样，采样过程持续60s时长，上位机请求数据，采集模块压缩数据，通过USB数据线汇聚到控制器，再通过局域网上传到PC上位机，由PC上位机绘制数据曲线或导出数据存储。
具体地，所述开机测试程序：
A.上位机检测是否配置历史控制器，如果有，则查看否有历史配置，如果没有，则管理控制器，形成新的配置；
B.如果历史配置清楚，则进入通信测试阶段，如果历史配置不清楚，则管理采集模块配置，然后进入通信测试阶段；
C.通信成功，显示实时数值，触发采样，如果通信不成功，则首先检测采集模块是否配置错误，如果有错误则返回管理采集模块，重新配置，如果采集模块没有错误则检查控制器通信是否错误，如果控制器错误则返回管理控制器，重新设置。
本发明不局限于所述实施方式，任何人应得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。
本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。
Claims (10)
1.一种碰撞墙信息采集系统，其特征在于：包括采集部分、数据汇聚部分、显示部分；
所述采集部分包括多个智能传感器，用于采集传感器物理形变所产生的模拟信号，模拟信号经过模数转换后转换为数字信号，传递到汇聚部分；
所述数据汇聚部分包括多个控制器，所述控制器与智能传感器进行交互通信；
所述显控部分用于从控制器获取数据，并以曲线或者表格的形式呈现数据，同时发送控制命令或者配置命令到采集部分、数据汇聚部分。
2.根据权利要求1所述的一种碰撞墙信息采集系统，其特征在于：所述智能传感器包括传感器本体、采集模块、传感存储器，采集模块嵌入到传感器本体内。
3.根据权利要求1所述的一种碰撞墙信息采集系统，其特征在于：所述控制器通过USB数据线与智能传感器进行交互通信。
4.根据权利要求1所述的一种碰撞墙信息采集系统，其特征在于：每台所述控制器与1至32个智能传感器相连接。
5.根据权利要求4所述的一种碰撞墙信息采集系统，其特征在于：每个所述控制器所连接的智能传感器的数量大于8个时，需要集线器扩展。
6.根据权利要求1所述的一种碰撞墙信息采集系统，其特征在于：所述显控部分通过以太网与控制器相连接，当控制器数量大于1个时，需要交换机进行扩展，控制器均与交换机相连接，交换机再与上位机相连接。
7.根据权利要求1所述的一种碰撞墙信息采集系统，其特征在于：所述显控部分核心为PC上位机，PC上位机内的控制模块用于把采集模块采集的数据经牛顿差值算法转换为力值，并以实时值、曲线或表格的形式显示出来；同时对智能传感器进行标定，用于转换电信号到力值；在控制模块内设置控制器的触发方式、模拟触发控制器采样。
8.根据权利要求1至7所述的任一一种碰撞墙信息采集系统，其特征在于：所述控制器设有两个串联的触发接口，用于连接外部触发信号，形成独立的硬件触发机制，控制器可配置为上升沿触发或下降沿触发或者同时两种触发方式。
9.根据权利要求1至7所述的任一一种碰撞墙信息采集系统，其特征在于：所述控制器设置为一台控制器主机、多台控制器从机，设置为硬件级联触发，控制器主机接外部触发信号，其他控制器从机级联连接该控制器。
10.根据权利要求1至7所述的任一所述的一种碰撞墙信息采集系统，其特征在于：所示控制器连接SD卡或者硬盘，作为扩展数据存储方式。
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