CN112484775A - 一种装甲车车载变频率数据采集系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于装备状态测试技术领域，具体公开了一种装甲车车载变频率数据采集系统，包括传感器模块、信号调理模块、A/D模块、DSP模块、CPU模块、触发信号发生器、数据存储模块和输入模块。本发明提出的一种装甲车车载变频率数据采集系统，采用对应于不同的状态的触发方式，能够在庞大的数据中准确捕捉到有实际意义的数据，从而满足装甲车车载数据采集系统硬盘空间有限、信号信噪比偏低的问题，适合长期自动、自主监测装甲车运行状态。

Description

一种装甲车车载变频率数据采集系统

技术领域

本发明属于装备状态测试技术领域，具体涉及一种装甲车车载变频率数据采集系统。

背景技术

由于装甲车射击环境恶劣且有危险，在进行动态测试时，处在强振、高温、高冲击的极限环境下的测试，因此通常采用车载坚固型数据采集系统进行数据采集，该系统能满足抗振、无人监守并能长时间不间断记录数据等苛刻要求，测试人员在不需要协助的情况下，即可凭一己之力完成车辆的性能测试。

但现有的数据采集系统会通过各式各样的传感器搜集周围环境或是各种待测物产生的信号。一般而言，这些信号会随机地产生，所以数据采集系统必须不断地进行采样，才能确保不漏掉任何重要的信号(即传统意义上的连续采集)。这就产生了一些问题，内存或硬盘的容量是有限的，一个数据采集系统不可能无限制地采集并储存数据；对于车载采集系统来说电池的容量也是有限的，一般只支持采集系统连续采集4-5小时，而射击训练往往需要持续8小时以上，因此不能连续的采集数据；对于车载存储的数据，只有事后才进行分析，若采集系统连续采集数据，采集来的数据量将非常庞大，而这庞大的数据中有大量是没用的数据，因此给数据分析带来很大的困扰。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种装甲车车载变频率数据采集系统，能够提供多种触发方式，在繁杂的数据中可准确捕获并保存有用的数据，从而解决现有技术中装甲车数据采集获得的数据量庞大，信噪比较低的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种装甲车车载变频率数据采集系统，包括传感器模块、信号调理模块、A/D模块、DSP模块、CPU模块、触发信号发生器、数据存储模块和输入模块。

其中，信号调理模块的输入端与传感器模块电连接，输出端与A/D模块的输入端电连接。

触发信号发生器的输入端与CPU模块电连接，输出端与DSP模块电连接，用于根据CPU模块选择的触发模式产生触发信号，并将触发信号输出至DSP模块。

DSP模块分别与A/D模块的输出端和触发信号发生器的输出端电连接，用于将A/D模块输出的第一数字信号与触发信号进行比对，并将达到触发条件的第二数字信号保存至DSP模块的缓存区。

CPU模块与输入模块、DSP模块、触发信号发生器和数据存储模块电连接，用于接收用户利用输入模块选择的触发模式，将触发模式发送给触发信号发生器，并将第二数字信号保存至数据存储模块。

具体地，传感器模块为振动加速度传感器、电流传感器和速度传感器中的任意一种。

具体地，信号调理模块包括低通滤波器。

具体地，触发模式包括电平触发、平均值触发、能量值触发和特征值触发的任意一种。

具体地，触发模式为电平触发时，触发信号发生器产生一个幅值为第一预设阈值的触发信号，并将触发信号输出至DSP模块；DSP模块判断第一数字信号的幅值是否大于第一预设阈值，当数字信号的幅值大于第一预设阈值时，将该时刻后的预设长度的第二数字信号保存至DSP模块的缓存区。

具体地，触发模式为平均值触发时，触发信号发生器产生一个幅值为第二预设阈值的触发信号，并将触发信号输出至DSP模块；DSP模块在单指令周期内完成一次累加运算，得到单指令周期内的第一数字信号的幅值平均值，判断幅值平均值是否大于第二预设阈值，当幅值平均值大于第二预设阈值时，将该时刻后的预设长度的第二数字信号保存至DSP模块的缓存区。

具体地，触发模式为能量值触发时，触发信号发生器产生一个幅值为第三预设阈值的触发信号，并将触发信号输出至DSP模块；DSP模块在单指令周期内完成一次乘累加运算，得到单指令周期内的第一数字信号的幅值平方和，判断幅值平方和的值是否大于第三预设阈值，当幅值平方和的值大于第三预设阈值时，将该时刻后的预设长度的第二数字信号保存至DSP模块的缓存区。

具体地，触发模式为特征值触发时，触发信号发生器将特征值进行数字编码，产生一个以特征值的数字编码为幅值的触发信号序列，并将触发信号输出至DSP模块；DSP模块在单指令周期内将所述第一数字信号与触发信号序列进行比对，当第一数字信号与触发信号序列相同时，将该时刻后的预设长度的第二数字信号保存至DSP模块的缓存区。

本发明提出的一种装甲车车载变频率数据采集系统具有以下有益效果：采用对应于不同的状态的触发方式，能够在庞大的数据中准确捕捉到有实际意义的数据，从而满足装甲车车载数据采集系统硬盘空间有限、信号信噪比偏低的问题，适合长期自动、自主监测装甲车运行状态。

附图说明

图1是本发明提供的装甲车车载变频率数据采集系统的一实施例的结构示意图。

附图标记说明：

1-传感器模块，2-信号调理模块，3-A/D模块，4-DSP模块，5-CPU模块，6-触发信号发生器，7-数据存储模块，8-输入模块。

具体实施方式

以下结合附图以及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。

实施例一

图1所示为一种装甲车车载变频率数据采集系统，包括传感器模块1、信号调理模块2、A/D模块3、DSP模块4、CPU模块5、触发信号发生器6、数据存储模块7和输入模块8。

其中，传感器模块1主要用于拾取装甲车动态信号，具体为振动加速度传感器、电流传感器和速度传感器中的任意一种，例如可用振动加速度传感器拾取装甲车运行过程中发动机振动信号，利用电流传感器拾取装甲车填弹过程中提升机的电流信号，利用速度传感器拾取装甲车实时运动速度。

本实施例中，信号调理模块2的输入端与传感器模块1电连接，输出端与A/D模块3的输入端电连接，从而将传感器模块1获得的反映装甲车动态的模拟量经过调理并经A/D模块转换3后变成能够被DSP处理的数字信号。

在实际中传感器模块1直接获得的模拟量信号普遍存在高频噪声或者毛刺，无论是对于后期的信号处理和特征提取，还是采集时的触发识别，均存在较大的干扰，因此需要去除高频噪声，在一个优选的实施例中，信号调理模块2包括低通滤波器，滤除掉高频噪声，提高信噪比。

本实施例中，触发信号发生器6的输入端与CPU模块5电连接，输出端与DSP模块4电连接，触发信号发生器6主要用于根据CPU模块5选择的触发模式产生触发信号，并将触发信号输出至DSP模块4。

DSP模块4分别与A/D模块3的输出端和触发信号发生器6的输出端电连接，用于将A/D模块3输出的第一数字信号与触发信号进行比对，并将达到触发条件的第二数字信号保存至DSP模块4的缓存区。

在一个优选的实施例中，触发模式包括电平触发、平均值触发、能量值触发和特征值触发的任意一种，每种触发模式分别对应于装甲车不同的状态，具体的触发值可以通过试验或者数值计算获得，通过设定不同的触发模式，即可在繁杂、庞大的数据量中准确获得有用的数据并保存，减少磁盘占用，并能够提高信号的信噪比。

本实施例中，CPU模块5与输入模块8、DSP模块4、触发信号发生器6和数据存储模块7电连接，CPU模块5主要用于接收用户利用输入模块8选择的触发模式，将触发模式发送给触发信号发生器6，并将第二数字信号保存至数据存储模块7。

在一个优选的实施例中，输入模块8可以是外接键盘通过USB接口连接到CPU模块5的端口上，用户可以利用键盘选择不同的触发方式，CPU模块5将用户选择的触发模式送给触发信号发生器6；触发信号发生器6产生触发信号，并将触发信号输出至DSP模块4；DSP模块4将A/D模块3输出的第一数字信号与触发信号进行比对，并将达到触发条件的第二数字信号保存至DSP模块4的缓存区；最后，CPU模块5将缓存在DSP模块4的缓存区的第二数字信号保存至数据存储模块7。

实施例二

本实施例提供了一种装甲车车载变频率数据采集系统，与实施例一公开的结构相同，如图1所示，包括传感器模块1、信号调理模块2、A/D模块3、DSP模块4、CPU模块5、触发信号发生器6、数据存储模块7和输入模块8。

当用户利用输入模块8选择的触发模式为电平触发时，CPU模块5将电平触发模式送给触发信号发生器，触发信号发生器产生一个幅值为第一预设阈值的触发信号，并将该触发信号输出至DSP模块4。例如，当装甲车某信号的幅值大于某一特定值时，即表明从此刻起装甲车的状态发生变化，此时将该特定值设为第一预设阈值。

DSP模块4判断采集到的第一数字信号的幅值是否大于该第一预设阈值，当第一数字信号的幅值大于所述第一预设阈值时，将该时刻后的预设长度的第二数字信号保存至DSP模块4的缓存区，即可认为捕获到装甲车进入某种状态的信号，从而便于后期的处理，且不需要保存所有的数据，而使得数据量大幅下降。

实施例三

本实施例提供了一种装甲车车载变频率数据采集系统，与实施例一或二公开的结构相同，如图1所示，包括传感器模块1、信号调理模块2、A/D模块3、DSP模块4、CPU模块5、触发信号发生器6、数据存储模块7和输入模块8。

当用户利用输入模块8选择的触发模式为平均值触发时，CPU模块5将平均值触发模式送给触发信号发生器6，触发信号发生器6产生一个幅值为第二预设阈值的触发信号，并将该触发信号输出至DSP模块4。例如，当装甲车某信号特定时间段内的幅值平均值大于某一特定值时，即表明从此刻起装甲车的状态发生变化，此时，即将该特定值设为第二预设阈值。

DSP模块4在单指令周期内完成一次累加运算，得到单指令周期内的第一数字信号的幅值平均值，判断幅值平均值是否大于该第二预设阈值，当幅值平均值大于该第二预设阈值时，将该时刻后的预设长度的第二数字信号保存至DSP模块4的缓存区。

例如，DSP单指令周期内获得的第一数字信号记为x＝{x(1)，x(2)，......，x(N)}，预先获得当特定时间段内的信号幅值平均值大于某一特定值(记为XLEV)，此时将该特定值XLEV设为第二预设阈值，则DSP模块4在单指令周期内完成一次累加运算，计算

判断幅值平均值

是否大于该第二预设阈值，当幅值平均值

大于该第二预设阈值时，将该时刻后的预设长度的第二数字信号保存至DSP模块4的缓存区。

实施例四

本实施例提供了一种装甲车车载变频率数据采集系统，与实施例一、二或三公开的结构相同，如图1所示，包括传感器模块1、信号调理模块2、A/D模块3、DSP模块4、CPU模块5、触发信号发生器6、数据存储模块7和输入模块8。

当用户利用输入模块8选择的触发模式为能量值触发时，CPU模块5将能量值触发模式送给触发信号发生器6，触发信号发生器6产生一个幅值为第三预设阈值的触发信号，并将该触发信号输出至DSP模块4。例如，当装甲车某信号特定时间段内的幅值平方和的值大于某一特定值时，即表明从此刻起装甲车的状态发生变化，此时，即将该特定值设为第三预设阈值。

DSP模块4在单指令周期内完成一次乘累加运算，得到单指令周期内的第一数字信号的幅值平方和，判断幅值平方和的值是否大于第三预设阈值，当幅值平方和的值大于第三预设阈值时，将该时刻后的预设长度的第二数字信号保存至DSP模块4的缓存区。

例如，DSP单指令周期内获得的第一数字信号记为x＝{x(1)，x(2)，......，x(N)}，预先获得当特定时间段内的信号幅值平方和的值大于某一特定值(记为XXLEV)，此时将该特定值XXLEV设为第三预设阈值，则DSP模块4在单指令周期内完成一次乘累加运算，计算

判断幅值平方和的值

是否大于该第三预设阈值，当幅值平方和的值

大于该第三预设阈值时，将该时刻后的预设长度的第二数字信号保存至DSP模块4的缓存区。

实施例五

本实施例提供了一种装甲车车载变频率数据采集系统，与实施例一、二、三或四公开的结构相同，如图1所示，包括传感器模块1、信号调理模块2、A/D模块3、DSP模块4、CPU模块5、触发信号发生器6、数据存储模块7和输入模块8。

当用户利用输入模块8选择的触发模式为特征值触发时，CPU模块5将特征值触发模式送给触发信号发生器6，触发信号发生器6将特征值进行数字编码，产生一个以该特征值的数字编码为幅值的触发信号序列，并将该触发信号序列输出至DSP模块4。例如，当装甲车某信号特定时间段内的幅值呈现[1.0，2.0]区间内线性递增时，即表明从此刻起装甲车的状态发生变化，此时，触发信号发生器6将[1.0，2.0]区间进行数字编码，产生一个以该特征值的数字编码为幅值的触发信号序列，并将该触发信号序列输出至DSP模块4。

DSP模块4在单指令周期内将采集到的第一数字信号与触发信号序列进行比对，当第一数字信号与触发信号序列相同时，将该时刻后的预设长度的第二数字信号保存至DSP模块4的缓存区。

综上所述，本发明公开了一种装甲车车载变频率数据采集系统，采用对应于不同的状态的触发方式，能够在庞大的数据中准确捕捉到有实际意义的数据，从而满足装甲车车载数据采集系统硬盘空间有限、信号信噪比偏低的问题，适合长期自动、自主监测装甲车运行状态。

尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施例，本领域的技术人员将意识到各种改进、增加和取代也是可能的，因此，本发明的范围应当不限于上述实施例。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种装甲车车载变频率数据采集系统，其特征在于：包括传感器模块、信号调理模块、A/D模块、DSP模块、CPU模块、触发信号发生器、数据存储模块和输入模块；

所述信号调理模块的输入端与所述传感器模块电连接，输出端与所述A/D模块的输入端电连接；

所述触发信号发生器的输入端与所述CPU模块电连接，输出端与所述DSP模块电连接，用于根据所述CPU模块选择的触发模式产生触发信号，并将触发信号输出至所述DSP模块；

所述DSP模块分别与所述A/D模块的输出端和所述触发信号发生器的输出端电连接，用于将所述A/D模块输出的第一数字信号与所述触发信号进行比对，并将达到触发条件的第二数字信号保存至所述DSP模块的缓存区；

所述CPU模块与所述输入模块、所述DSP模块、所述触发信号发生器和所述数据存储模块电连接，用于接收用户利用所述输入模块选择的触发模式，将触发模式发送给所述触发信号发生器，并将所述第二数字信号保存至所述数据存储模块。

2.如权利要求1所述的装甲车车载变频率数据采集系统，其特征在于，

所述传感器模块为振动加速度传感器、电流传感器和速度传感器中的任意一种。

3.如权利要求2所述的装甲车车载变频率数据采集系统，其特征在于，

所述信号调理模块包括低通滤波器。

4.如权利要求1所述的装甲车车载变频率数据采集系统，其特征在于，

所述触发模式包括电平触发、平均值触发、能量值触发和特征值触发的任意一种。

5.如权利要求4所述的装甲车车载变频率数据采集系统，其特征在于，

所述触发模式为电平触发时，所述触发信号发生器产生一个幅值为第一预设阈值的触发信号，并将触发信号输出至DSP模块；

所述DSP模块判断所述第一数字信号的幅值是否大于所述第一预设阈值，当所述第一数字信号的幅值大于所述第一预设阈值时，将该时刻后的预设长度的第二数字信号保存至所述DSP模块的缓存区。

6.如权利要求4所述的装甲车车载变频率数据采集系统，其特征在于，

所述触发模式为平均值触发时，所述触发信号发生器产生一个幅值为第二预设阈值的触发信号，并将触发信号输出至DSP模块；

所述DSP模块在单指令周期内完成一次累加运算，得到单指令周期内的第一数字信号的幅值平均值，判断所述幅值平均值是否大于所述第二预设阈值，当所述幅值平均值大于所述第二预设阈值时，将该时刻后的预设长度的第二数字信号保存至所述DSP模块的缓存区。

7.如权利要求4所述的装甲车车载变频率数据采集系统，其特征在于，

所述触发模式为能量值触发时，所述触发信号发生器产生一个幅值为第三预设阈值的触发信号，并将触发信号输出至DSP模块；

所述DSP模块在单指令周期内完成一次乘累加运算，得到单指令周期内的第一数字信号的幅值平方和，判断所述幅值平方和的值是否大于所述第三预设阈值，当所述幅值平方和的值大于所述第三预设阈值时，将该时刻后的预设长度的第二数字信号保存至所述DSP模块的缓存区。

8.如权利要求4所述的装甲车车载变频率数据采集系统，其特征在于，

所述触发模式为特征值触发时，所述触发信号发生器将特征值进行数字编码，产生一个以所述特征值的数字编码为幅值的触发信号序列，并将触发信号序列输出至DSP模块；

所述DSP模块在单指令周期内将所述第一数字信号与所述触发信号序列进行比对，当所述第一数字信号与所述触发信号序列相同时，将该时刻后的预设长度的第二数字信号保存至所述DSP模块的缓存区。

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