CN111683310A - 一种可组网式数据采集分析系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可组网式数据采集分析系统及方法，该系统包括上位机和可组网式数据采集设备，上位机与可组网式数据采集设备通过网线相连接；上位机内置有上位机分析软件，该分析软件负责系统的参数设置、网卡设置，并采用多线程技术进行数据处理，实现大量数据的接收、存储、解析以及显示，能够对数据进行在线和离线分析。本发明采用多通道同步隔离采集方式，支持多组模拟量、多组数字量的高精度、高采样率数据采集，具备较强的抗干扰能力，并且数据采集参数灵活配置。

Description

一种可组网式数据采集分析系统及方法
技术领域
本发明属于工业数据采集技术领域，尤其是一种可组网式数据采集分析系统及方法。
背景技术
在工业领域，用户需要掌握现场工业设备的运行状况，以便进行状态监测、故障分析、预测优化等。数据采集是工业系统检测、管理和控制过程中取得原始数据的主要手段。数据采集分析系统能够将现场采集的温度、压力、风速、流量、水位、频率等非电信号转换成电信号，再传输到上位机进行存储、处理、分析和显示。
工业设备的现场应用环境通常十分恶劣，采样信号容易受到干扰，且各设备之间通常存在一定距离。现在市场上的数据采集设备大部分需要配合PCI卡或PCIE卡，与笔记本、台式机连接不方便；数据采样周期受通道总数限制，当监测多路信号时会导致某些高频信号无法监测；且多台设备并行时，不能保证数据采集时间点的同步且精准。目前，缺乏一种组网式数据采集分析系统，它能够采集并处理大量数据，且数据具有较高的实时性、同步性；系统设备能够方便快捷地与笔记本或台式机相连，支持设备间长距离运行，且具备较强的抗干扰能力。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种可组网式数据采集分析系统及方法，能够高效、准确的采集数据。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种可组网式数据采集分析系统，包括上位机和可组网式数据采集设备，上位机与可组网式数据采集设备通过网线相连接；
所述上位机内置有上位机分析软件，该分析软件负责系统的参数设置、网卡设置，并采用多线程技术进行数据处理，实现大量数据的接收、存储、解析以及显示，能够对数据进行在线和离线分析。
所述可组网式数据采集设备包括多路隔离模拟量采集电路、多路隔离数字量采集电路、地址选择电路、以太网通讯电路、主控芯片FPGA，所述多路隔离模拟量采集电路及多路隔离数字量采集电路输出端连接至主控芯片FPGA输入端，地址选择电路输出端连接主控芯片FPGA输入端，主控芯片FPGA通过以太网通讯电路与上位机双向连接。
而且，所述可组网式数据采集设备还包括两路双向连接高速光纤通讯电路，主控芯片FPGA与两路高速光纤通讯电路双向连接，两路高速光纤通讯电路与其他可组网式数据采集设备进行级联组网。
而且，所述上位机分析软件的多线程包括数据采集与存储线程、数据解析线程、数据显示线程；其中，数据采集与存储线程为主线程；所述数据采集与存储线程、数据解析线程属于工作线程。
而且，所述主控芯片FPGA包括时序控制、数据采集、数据处理、高速光纤通讯、数据传输，其中数据采集包括多路模拟量采集和数字量采集；时序控制的输出端分别连接数据传输、数据采集、高速光纤通讯的输入端，数据采集输出端连接数据处理输入端，高速光纤通讯与数据处理双向连接，数据处理与数据传输双向连接，数据传输与上位机双向连接，地址选择电路连接数据处理和高速光纤通讯的输入端。
一种可组网式数据采集分析系统的采集方法，包括以下步骤：
步骤1、用户通过地址选择电路将系统中的可组网式数据采集设备设置为主站或从站；
步骤2、主控芯片FPGA产生同步信号，并控制多路隔离模拟量采集电路及多路隔离数字量采集电路采集数据；
步骤3、主站主控芯片FPGA汇集数据，将数据写入内部RAM，并向上位机分析软件发送数据；
步骤4、上位机分析软件接收主站主控芯片FPGA数据，并对数据进行读取、存储、解析以及显示。
而且，所述步骤1的具体实现方法为：用户通过地址选择电路设置设备为主站或从站时，在单台模式下设备即为主站，在组网模式下系统中有且仅有一个主站；地址选择器选择数字拨码开关：当拨码开关设置为“0”，设备设置为主站；当拨码开关设置为非“0”时，设备设置为从站；从站应按照1、2、3至n的顺序进行设置；且各设备根据拨码开关，自动识别主、从站，并实现主从站功能。
而且，所述步骤2的具体实现方法为：用户通过上位机设定站点数目、数据采样周期等参数，通过以太网下发给主站主控芯片FPGA，再通过高速光纤通讯传给从站主控芯片FPGA；除传输数据外，高速光纤通讯具备精准时间控制功能，主从站的主控芯片FPGA根据该功能产生同步采样使能信号；多路信号经过隔离模拟量采集或隔离数字量采集电路输入主控芯片FPGA，主控芯片FPGA根据同步采样使能信号驱动采样模块对信号进行采集，并经过滤波得到优化信号数据。
而且，所述步骤3的具体实现方法为：从站主控芯片FPGA通过高速光纤电路将数据传输给主站主控芯片FPGA；主站主控芯片FPGA汇集主从站数据，并按照协议格式将数据写入内部RAM中；主站主控芯片FPGA将数据写入RAM时，交替将数据存储在两个RAM区域；在向上位机分析软件发送数据时，主站主控芯片FPGA需要读取本周期对应RAM区域里的所有数据；写入和读取数据的RAM区域由主控芯片FPGA内部控制，确保发送数据是正确且完整的。
而且，所述步骤4的具体实现方法为：上位机分析软件处理主站主控芯片FPGA传输的数据时，采用如下多线程技术：数据采集与存储线程、数据解析线程、数据显示线程；所述数据采集与存储线程将原始数据存储在一块内存区域内，用于在线分析和离线存储；当离线存储数据时，数据采集与存储线程将数据存储到临时数组，当数组达到指定长度后，进行一次写存储文件操作；数据解析线程读取在线数据时直接从所述内存区域取数；读取离线数据时从所述存储文件中取数；数据显示线程利用双缓冲技术，将数据以波形图形式动态绘制在屏幕上。
本发明的优点和积极效果是：
1、本发明能够支持“单台”和“组网”两种运行模式。单台模式是指只有一台设备运行；组网运行是指多台设备级联运行，目前最大支持10台设备组网运行；
2、本发明的上位机多线程技术和FPGA高速光纤通讯技术，共同实现大量数据的接收、存储、解析以及显示。数据采样周期可调，且不受通道总数限制，无论单台模式还是组网模式，最小采样周期均为0.1ms。
3、本发明的上位机分析软件可以安装在任意带有网卡和网口的电脑设备上，上位机分析软件通过网口与可组网式数据采集设备相连，用户能够对数据进行在线分析和离线分析；
4、本发明的可组网式数据采集设备采用多通道同步隔离采集方式，设备体积小，支持多组模拟量、多组数字量的高精度、高采样率数据采集，设备抗干扰能力强，而且，数据采集参数灵活配置。
5、本发明在组网运行模式下，无需特殊主站设备，可组网式数据采集设备兼容主从站功能；用户通过拨码开关的硬件地址选择设置，指定组网系统的主站设备；主站同时具备主站数据采集、从站数据汇总的功能。
6、本发明在组网运行模式下，各设备间采用光纤连接的方式，通讯协议为自主协议，传输实时性高、准确率高、抗干扰能力强；系统支持设备间长距离运行，目前设备间最长距离达50米，通讯误码率小于10E-10。
7、本发明在组网运行模式下，主从站点之间能够实现时钟同步，保证组网设备的数据采样时间同一，主从站采样时间点偏差小于200ns。
8、本发明在组网运行模式下，支持上位机在线修改站点个数功能，用户在系统不断电的情况下，激活或屏蔽实际运行的从站。
附图说明
图1是本发明的单台模式运行系统连接图；
图2是本发明的组网模式运行系统连接图；
图3是本发明的上位机分析软件数据处理的多线程功能结构图；
图4是本发明的控制芯片FPGA功能结构图；
图5是本发明的控制芯片FPGA读写内部RAM区域的逻辑切换图；
图6是本发明的单台模式运行上位机显示图；
图7是本发明的组网模式运行上位机显示图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步详述。
一种可组网式数据采集分析系统，如图1所示，一种可组网式数据采集分析系统，包括上位机分析软件和可组网式数据采集设备。
上位机分析软件负责系统的参数设置、网卡设置，以及采集数据的接收和、存储、解析及显示。软件可以安装在任意带有网卡和网口的电脑设备上，该电脑作为数据采集分析系统的上位机，上位机通过普通网线与可组网式数据采集设备双向连接。
所述可组网式数据采集设备包括多路隔离模拟量采集电路、多路隔离数字量采集电路、地址选择电路、以太网通讯电路、主控芯片FPGA，所述多路隔离模拟量采集电路及多路隔离数字量采集电路输出端连接至主控芯片FPGA输入端，地址选择电路输出端连接主控芯片FPGA输入端，主控芯片FPGA通过以太网通讯电路与上位机双向连接。
所述可组网式数据采集设备还包括两路双向连接高速光纤通讯电路，主控芯片FPGA与两路高速光纤通讯电路双向连接，两路高速光纤通讯电路与其他可组网式数据采集设备进行级联组网。
所述主控电路中的主控芯片FPGA负责数据采集、高速光纤通讯、数据处理和传输、时序控制以及主从站模式的切换。
图2为本发明的组网模式运行系统连接图。
可组网式数据采集分析系统是采用单台可组网式数据采集设备单台运行的模式，还可以采用多台可组网式数据采集设备组网运行的模式。
多台采集装置组成的可组网式数据采集分析系统，如图2所示，其连接方式为：在单台模式的连接下，主站的高速光纤通讯电路2与从站1的高速光纤通讯电路1相连接，从站1的高速光纤通讯电路2与从站2的高速光纤通讯电路1相连接，后面若干从站均按照此方法连接。
如图3所示，上位机分析软件数据处理采用多线程技术，实现大量数据的接收、存储、解析以及显示，用户能够对数据进行在线和离线分析。所述多线程包括：数据采集与存储线程、数据解析线程、数据显示线程。其中，数据采集与存储线程为主线程为主线程；数据采集与存储线程、数据解析线程属于工作线程，无窗口操作，以避免数据采集与存储线程发生堵塞。
上位机分析软件数据处理的实现具体方法为：
⑴、数据采集与存储线程，内部又分为数据接收功能、数据存储功能。
①、数据接收功能：上位机分析软件接收到数据后，将接收数据存到接收缓存区域内，并根据数据包长度进行处理。当接收数据有效时，将接收缓存中的数据复制到线程间缓存，并开启解析线程。
②、数据存储功能：上位机分析软件首先将接收到的原始数据处理成为网络协议包形式的数据，并根据用户设置的采样周期将数据存储到临时数组；当上述临时数组达到指定长度后，数据存储功能进行一次写存储文件操作。
(2)、数据解析线程，当用户读取在线数据时，上位机分析软件直接从内存区域取数；当用户读取离线数据时，上位机分析软件从存储文件中取数，且读取数据后按照网络协议对数据进行解析。
(3)、数据显示线程，当用户打开视图，则开启数据显示线程。利用双缓冲技术，将解析后的数据利用双缓冲技术绘制波形图，动态显示数据变化情况。
如图4所示，主控芯片FPGA包括：时序控制、数据采集、数据处理、高速光纤通讯、数据传输，其中数据采集包括多路模拟量采集和数字量采集；时序控制的输出端分别连接数据传输、数据采集、高速光纤通讯的输入端，数据采集输出端连接数据处理输入端，高速光纤通讯与数据处理双向连接，数据处理与数据传输双向连接，数据传输与上位机双向连接，地址连接数据处理、高速光纤通讯的输入端。
所述主控芯片FPGA各种功能的实现具体方法为：
⑴、时序控制，其控制包括数据采集周期、高速光纤通讯周期、以太网通讯周期；
⑵、数据采集，其采集内容包括多路模拟量和多路数字量，采集后的数据通过滤波，得到优化信号数据；
其中，模拟量：设备实现多通道同步隔离模拟量采集。上位机设定AD采集的相关参数，并传输给主控芯片FPGA。主控芯片FPGA根据设定参数，进行芯片配置及AD数据采集。单台设备最多可采集8路模拟量，每路采样精度14位。设备支持两种采集范围：①、输入围为-10V～+10V，精度2mV；②、输入围为0V～+10V，精度1mV；
数字量：设备实现多通道同步隔离数字量量采集。设备能够采集8路0～24V数字量。
⑶、高速光纤通讯，其采用具有设置灵活、速率快、准确度高特点的自主协议。通讯速率达100Mbps；采用精准时钟控制，主从时钟偏差小于200ns；通讯误码率小于10E-10。同时，光纤有较强的抗干扰能力，设备间最长距离可达50米。
其中，高速光纤通讯分为主站功能和从站功能。主站功能生成通讯帧，实现与从站的通讯。从站在接收数据的同时，将发送数据插入数据帧中，实现与主站的数据交互。主站功能由发送模块、接收模块、校验模块、状态控制模块、精准时钟控制模块组成，从站功能由收发模块、校验模块、精准时钟控制等模块组成。通讯状态可通过状态字和故障字进行监测。
其中，精准时钟控制的目的是保证所有站点采集数据时间点的同一。组网模式下，主从站的时钟精准同步，并根据时钟产生同步采样使能信号，以确保采样时间点的准确。通过该功能，用户能够用上位机分析软件准确对比同一时刻的不同站点不同通道的采集数据。
高速光纤通讯由一个主站和多个从站组成，从站数目可根据使用者需求自由设置，从站将采集数据发送给主站，实现数据采集分析系统的组网功能。主控芯片FPGA并具有主从切换的功能：
①、主从功能切换：根据用户设置的硬件地址，执行对应功能，并选择正确的通讯端口。
②、主从数据切换：从站数据通过高速光纤通讯传输给主站；而主站的采集数据直接写入主控芯片FPGA内部RAM。高速光纤通讯充分考虑主、从站功能融合，以及数据和站点的对应关系。
除传输数据功能外，从站还具备“自动路由”功能。从站根据通讯帧和地址确认自身是否是尾站：当不是尾站时，主控芯片FPGA通过“光纤2”将通讯帧传向后面的站点；当是尾站时，主控芯片FPGA从“光纤1”将通讯帧回传，且“光纤2”不再工作。这样确保系统支持“在线修改站点个数”功能。
⑷、以太网通讯，主站主控芯片FPGA汇总所有站点数据后，将数据按照协议处理并存入RAM中。主站主控芯片FPGA每个发送周期读取本周期内所有数据，并发送至上位机分析软件。各从站设备虽然都具备以太网通讯功能，但只有当设备被设置成主站时，主控芯片FPGA才会通过以太网通讯电路向上位机分析软件传输数据。
在主站主控芯片FPGA汇总数据的过程中，需要实现由“按照时间采集”向“按照站点传输”的转换。并且，主控芯片FPGA采用“乒乓操作”传输与缓存，以减少逻辑资源的使用情况。
图5给出了主控芯片FPGA读写内部RAM区域的逻辑切换图。由于数据采集和高速光纤通讯的速率很快，主站主控芯片FPGA汇总很多采样时间点的数据后，才会向上位机分析软件发送一次数据。受以太网带宽和上位机读写数据速率的的限制，在采样周期很小的情况下，本周期数据没有传输完成时，下一周期的部分数据就会覆盖之前数据，造成数据错误。因此，主控芯片FPGA内部采用两个RAM区域。
写入和读取数据的RAM区域由主控芯片FPGA内部控制，确保发送数据的正确性和完整性。WREN为主控芯片FPGA高速光纤通讯传输的使能信号，同时也是主站主控芯片FPGA写内部RAM的使能信号。WR_RAM为写RAM标志位，当WR_RAM为0时写入RAM第一区域，当WR_RAM为1时写入RAM第二区域。RD_RAM为读RAM标志位，当RD_RAM为0时读取RAM第一区域，当RD_RAM为1时读取RAM第二区域。
基于上述可组网式数据采集分析系统，本发明还提出了一种可组网式数据采集方法，包括以下步骤：
步骤1、用户通过地址选择电路设置设备为主站或从站。系统启动时，用户通过上位机设定站点数目、数据采样范围等参数，并由以太网下发给主控芯片FPGA；主控芯片FPGA通过传输参数及自身地址，判断运行模式及主从属性。当设备为主站时，主控芯片FPGA通过高速光纤通讯，将系统参数传输给各从站；各从站根据自身地址和高速光纤通讯内容，判断自身是否为尾站。若不是尾站，则通讯继续向后面的从站传输；若是尾站，则通讯从接收端口回传。
用户通过地址选择电路设置设备为主站或从站时，在单台模式下设备即为主站，在组网模式下系统中有且仅有一个主站；地址选择器选择数字拨码开关：当拨码开关设置为“0”，设备设置为主站；当拨码开关设置为非“0”时，设备设置为从站；从站应按照1、2、3至n的顺序进行设置；且各设备根据拨码开关，自动识别主、从站，并实现主从站功能。
而且，本系统支持在线修改站点数目功能。用户在系统不断电的情况下，激活或屏蔽实际运行的从站。该功能由主控芯片FPGA的高速光纤通讯执行，从站根据通讯帧内容确定光纤传输端口：若不是尾站，则选择“光纤2”端口，通讯继续向后面的从站传输；若是尾站，则选择“光纤1”端口，通讯从接收端口回传。不工作的从站将不再回传数据，以减小上位机处理的数据量。同时设定数目须要小于或等于实际组网的设备数目。
步骤2、主控芯片FPGA产生同步信号，并控制多路隔离模拟量采集电路及多路隔离数字量采集电路采集数据。
用户通过上位机设定站点数目、数据采样周期等参数，通过以太网下发给主站主控芯片FPGA，再通过高速光纤通讯传给从站主控芯片FPGA。除传输数据外，高速光纤通讯具备精准时间控制功能，主从站的主控芯片FPGA根据该功能产生同步采样使能信号。多路信号经过隔离模拟量采集或隔离数字量采集电路输入主控芯片FPGA，主控芯片FPGA根据同步采样使能信号驱动采样模块对信号进行采集，并经过滤波得到优化信号数据。
高速光纤通讯精准时钟控制功能，能够保证所有站点采集数据时间点的同一，以便于用户通过上位机分析软件准确对比同一时刻的不同站点不同通道的采集数据。
步骤3、主控芯片FPGA判断数据传输对象：当设备单台运行，主控芯片FPGA将本站数据写入内部RAM；当设备为组网从站时，主控芯片FPGA将数据通过高速光纤电路传输给主站的主控芯片FPGA；当设备为组网主站时，主控芯片FPGA将本站数据以及各从站接收数据汇总，按照协议格式将数据写入内部RAM中。
其中，由于数据采集和高速光纤通讯的速率很快，主站主控芯片FPGA汇总很多采样时间点的数据后，才会向上位机分析软件发送一次数据。受以太网带宽和上位机读写数据速率的限制，主控芯片FPGA根据发送周期，交替将数据存储在两个RAM区域。在向上位机分析软件发送数据时，主站主控芯片FPGA需要读取本周期对应RAM区域里的所有数据。写入和读取数据的RAM区域由主控芯片FPGA内部控制，确保发送数据是正确且完整的。
而且，由于各站数据按照时间采集，而主控芯片FPGA按照站点顺序向上位机分析软件传输数据，因此主站的主控芯片FPGA还需要按照并口协议进行数据处理。数据处理与写入RAM同步执行。
步骤4、上位机分析软件接收主站主控芯片FPGA数据，并对数据进行读取、存储、解析以及显示。
上位机分析软件处理主站主控芯片FPGA传输的数据时，采用多线程技术。所述多线程包括：数据采集与存储线程、数据解析线程、数据显示线程。数据采集与存储线程为主线程为主线程；数据采集与存储线程、数据解析线程属于工作线程，无窗口操作，以避免数据采集与存储线程发生堵塞。
数据采集与存储线程将原始数据存储在一块内存区域内，用于在线分析和离线存储。当离线存储数据时，数据采集与存储线程将数据存储到临时数组，当数组达到指定长度后，进行一次写存储文件操作。数据解析线程读取在线数据时直接从所述内存区域取数；读取离线数据时从所述存储文件中取数。数据显示线程利用双缓冲技术，将数据以波形图形式动态绘制在屏幕上。
为验证上述系统及方法的正确性和精度，进行了如下测试，测试内容及结果如下：
如图6为本系统单台模式运行上位机显示图，如图7为本系统组网模式运行上位机显示图，图中示例性的显示不同站点模拟量和数字量的采集结果。通过图6和7上位机波形图的显示，本系统能够准确、快速的采集数据，并验证本系统的运行效果。
需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种可组网式数据采集分析系统，其特征在于：包括上位机和可组网式数据采集设备，上位机与可组网式数据采集设备通过网线相连接；
所述上位机内置有上位机分析软件，该分析软件负责系统的参数设置、网卡设置，并采用多线程技术进行数据处理，实现大量数据的接收、存储、解析以及显示，能够对数据进行在线和离线分析。
2.根据权利要求1所述的一种可组网式数据采集分析系统，其特征在于：所述可组网式数据采集设备包括多路隔离模拟量采集电路、多路隔离数字量采集电路、地址选择电路、以太网通讯电路、主控芯片FPGA，所述多路隔离模拟量采集电路及多路隔离数字量采集电路输出端连接至主控芯片FPGA输入端，地址选择电路输出端连接主控芯片FPGA输入端，主控芯片FPGA通过以太网通讯电路与上位机双向连接。
3.根据权利要求2所述的一种可组网式数据采集分析系统，其特征在于：所述可组网式数据采集设备还包括两路双向连接高速光纤通讯电路，主控芯片FPGA与两路高速光纤通讯电路双向连接，两路高速光纤通讯电路与其他可组网式数据采集设备进行级联组网。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种可组网式数据采集分析系统，其特征在于：所述上位机分析软件的多线程包括数据采集与存储线程、数据解析线程、数据显示线程；其中，数据采集与存储线程为主线程；所述数据采集与存储线程、数据解析线程属于工作线程。
5.根据权利要求2或3所述的一种可组网式数据采集分析系统，其特征在于：所述主控芯片FPGA包括时序控制、数据采集、数据处理、高速光纤通讯、数据传输，其中数据采集包括多路模拟量采集和数字量采集；时序控制的输出端分别连接数据传输、数据采集、高速光纤通讯的输入端，数据采集输出端连接数据处理输入端，高速光纤通讯与数据处理双向连接，数据处理与数据传输双向连接，数据传输与上位机双向连接，地址选择电路连接数据处理和高速光纤通讯的输入端。
6.一种如权利要求1至5任一项所述可组网式数据采集分析系统的采集方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1、用户通过地址选择电路将系统中的可组网式数据采集设备设置为主站或从站；
步骤2、主控芯片FPGA产生同步信号，并控制多路隔离模拟量采集电路及多路隔离数字量采集电路采集数据；
步骤3、主站主控芯片FPGA汇集数据，将数据写入内部RAM，并向上位机分析软件发送数据；
步骤4、上位机分析软件接收主站主控芯片FPGA数据，并对数据进行读取、存储、解析以及显示。
7.根据权利要求6所述的一种可组网式数据采集分析系统的采集方法，其特征在于：所述步骤1的具体实现方法为：用户通过地址选择电路设置设备为主站或从站时，在单台模式下设备即为主站，在组网模式下系统中有且仅有一个主站；地址选择器选择数字拨码开关：当拨码开关设置为“0”，设备设置为主站；当拨码开关设置为非“0”时，设备设置为从站；从站应按照1、2、3至n的顺序进行设置；且各设备根据拨码开关，自动识别主、从站，并实现主从站功能。
8.根据权利要求6所述的一种可组网式数据采集分析系统的采集方法，其特征在于：所述步骤2的具体实现方法为：用户通过上位机设定站点数目、数据采样周期等参数，通过以太网下发给主站主控芯片FPGA，再通过高速光纤通讯传给从站主控芯片FPGA；除传输数据外，高速光纤通讯具备精准时间控制功能，主从站的主控芯片FPGA根据该功能产生同步采样使能信号；多路信号经过隔离模拟量采集或隔离数字量采集电路输入主控芯片FPGA，主控芯片FPGA根据同步采样使能信号驱动采样模块对信号进行采集，并经过滤波得到优化信号数据。
9.根据权利要求6所述的一种可组网式数据采集分析系统的采集方法，其特征在于：所述步骤3的具体实现方法为：从站主控芯片FPGA通过高速光纤电路将数据传输给主站主控芯片FPGA；主站主控芯片FPGA汇集主从站数据，并按照协议格式将数据写入内部RAM中；主站主控芯片FPGA将数据写入RAM时，交替将数据存储在两个RAM区域；在向上位机分析软件发送数据时，主站主控芯片FPGA需要读取本周期对应RAM区域里的所有数据；写入和读取数据的RAM区域由主控芯片FPGA内部控制，确保发送数据是正确且完整的。
10.根据权利要求6所述的一种可组网式数据采集分析系统的采集方法，其特征在于：所述步骤4的具体实现方法为：上位机分析软件处理主站主控芯片FPGA传输的数据时，采用如下多线程技术：数据采集与存储线程、数据解析线程、数据显示线程；所述数据采集与存储线程将原始数据存储在一块内存区域内，用于在线分析和离线存储；当离线存储数据时，数据采集与存储线程将数据存储到临时数组，当数组达到指定长度后，进行一次写存储文件操作；数据解析线程读取在线数据时直接从所述内存区域取数；读取离线数据时从所述存储文件中取数；数据显示线程利用双缓冲技术，将数据以波形图形式动态绘制在屏幕上。
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