CN201464638U - 一种分布式同步信号采集和分析系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种分布式同步信号采集和分析系统，包括信号分析模块、多个信号采集模块和连接模块。连接模块连接信号分析模块和信号采集模块。每个信号采集模块包括传感器、GPS信号接收器、信号采集硬件、嵌入式重采样硬件、通信模块和存储模块。GPS信号接收器接收GPS的秒脉冲信号并发送给嵌入式重采样硬件。信号采集硬件将来自传感器的模拟信号转换为具有不同时间点的数字信号。嵌入式重采样硬件将接收到的数字信号进行重采样，以使具有不同时间点的数字信号具有相同的时间点。通信模块将具有相同时间点的数字信号发送给信号分析模块。因每个信号采集模块可以将接收到的模拟信号转换为具有相同时间点的数字信号，从而实现信号的同步采集。

Description

一种分布式同步信号采集和分析系统

技术领域

本实用新型涉及一种分布式信号采集系统，尤其涉及一种分布式同步信号采集和分析系统。

背景技术

随着网络技术的发展，各种分布式的网络和局域网都得到了广泛的应用。分布式信号采集系统广泛应用于船舶、飞机等采集信号多、实时性要求较高的地方。由于采集系统自身的环境使得各个信号采集模块相隔几公里或几十公里，同步采集是这类分布式信号采集系统的一个重要要求，因此，分布式信号采集系统中的一个关键技术就是实现各个信号采集模块之间的采集时钟同步。传统的分布信号采集系统用时钟发生器产生时钟脉冲，并通过电缆连接到各信号采集模块，各信号采集模块使用同一时钟发生器产生时钟脉冲作为采集时钟，从而实现各信号采集模块之间的同步采集。然而，因分布式信号采集系统的各个信号采集模块之间的距离可能达几公里或几十公里，电缆对时钟脉冲信号产生延时，而不能实现各信号采集模块对信号的同步采集，影响信号采集的准确性，这不仅影响分析结果，而且造成检测结果的不准确性。

实用新型内容

本实用新型提供一种能实现信号同步采集的分布式同步信号采集和分析系统。

一种分布式同步信号采集和分析系统，包括信号分析模块、多个信号采集模块和连接模块，所述连接模块连接所述信号分析模块和所述信号采集模块，每个信号采集模块包括传感器、GPS信号接收器、信号采集硬件、嵌入式重采样硬件、通信模块和存储模块。所述GPS信号接收器用于接收信号并发送给所述嵌入式重采样硬件。传感器用于采集模拟信号，所述信号采集硬件用于将来自传感器的模拟信号转换为具有不同时间点的数字信号。所述嵌入式重采样硬件用于将接收到的数字信号进行重采样，以使具有不同时间点的数字信号具有相同的时间点，并存储于所述存储模块。所述通信模块将具有相同时间点的数字信号发送给所述信号分析模块。所述信号分析模块用于分析接收到的数字信号和发布分析结果。

作为本实用新型的进一步改进，GPS信号接收器为GPS信号接收天线，用于接收GPS脉冲信号。

作为本实用新型的进一步改进，所述嵌入式重采样硬件以GPS秒脉冲为参考时钟进行重采样。

作为本实用新型的进一步改进，每个信号采集硬件利用自己的时钟将接收到的模拟信号转换为数字信号。

作为本实用新型的进一步改进，所述信号分析模块包括汇总模块、分析模块、发布模块及报警模块，所述汇总模块用于汇总所述信号采集模块的信号。

作为本实用新型的进一步改进，所述信号分析模块还包括数据库，所述汇总模块将汇总后的信号存入数据库.

作为本实用新型的进一步改进，所述分析模块分析汇总后的信号，并将分析后的结果存入数据库。

作为本实用新型的进一步改进，所述发布模块将汇总后的信号和分析结果通过网络服务进行发布，使用户可使用网络浏览的方式查看分析结果。

作为本实用新型的进一步改进，所述报警模块将分析结果与警报判定标准比较，符合警报条件时发出警报，通过邮件或短信形式通知值班人。

因每个信号采集模块可以使接收到的模拟信号转换为具有相同时间点的数字信号，从而实现信号的同步采集。

附图说明

图1为本实用新型的分布式同步信号采集和分析系统的示意图。

图2为本实用新型的信号采集模块的示意图。

图3为本实用新型的信号分析模块的示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

图1为本实用新型的分布式同步信号采集和分析系统100的示意图。所述分布式同步信号采集和分析系统100包括信号分析模块10、多个信号采集模块20及连接模块30，所述连接模块30连接信号分析模块10和信号采集模块20。在本实施方式中，连接模块30为以太网、电缆或光缆或其它通信媒介，信号分析模块10相当于主节点，信号采集模块20相当于子节点。

图2为本实用新型的信号采集模块20的示意图。所述信号采集模块20分布于不同的地方，两者之间相差几公里或几十公里。每个信号采集模块20用于将接收到的模拟信号转化为具有相同时间点的数字信号，并通过连接模块30传送给信号分析模块10。

每个信号采集模块20包括传感器21、GPS信号接收器22、信号采集硬件24、嵌入式重采样硬件26、通信模块28和存储模块29。GPS信号接收器22用于接收GPS脉冲信号并发送给嵌入式重采样硬件26。在本实施方式中，GPS信号接收器22为GPS信号接收天线。

传感器21用于采集模拟信号，如振动、声音、温度、应变等信号，并发送给模拟信号采集硬件24。信号采集硬件24将接收的模拟信号转换为数字信号并发送给嵌入式重采样硬件26。在本实施方式中。每个信号采集硬件24利用自己的时钟将接收到的模拟信号转换为数字信号，从而不同的信号采集模块20的数字信号对应的时间点不同。

嵌入式重采样硬件26以GPS秒脉冲信号为参考时钟，将接收到的具有不同时间点的数字信号进行重采样，以使不同的信号采集模块20的数字信号对应的时间点相同.在本实施方式中，嵌入式重采样硬件24产生了与GPS的秒脉冲信号对齐的采样时间点，如每毫秒一个时间点，利用数字重采样技术，对信号进行重采样，使得所有信号采集模块20重采样后的信号样点的时间均一致，从而实现了分布式采集系统的同步采集.因每个嵌入式重采样硬件24的参考时钟是GPS秒脉冲，各GPS信号接收器22接收到的GPS秒脉冲相同，重采样的时间点基于同样的GPS秒脉冲，因此重采样之后的信号为同一些时刻上的信号.比如，每个GPS信号接收器22都可以接收到12:01:01，12:01:02，12:01:03，...这样的时间点，重采样将信号在每两秒之间产生1000点，这1000个点对应的时间在各个信号采集模块20是一样的.通过重采样，各个信号采集模块20最终得到的数字信号为信号在相同的时间点上的值，从而实现信号的同步采集.

存储模块29接收来自嵌入式重采样硬件26的具有相同时间点的数字信号进行暂时存储，并在通信畅通时通过通信模块28将信号传给信号分析模块10进行汇总。

图3为本实用新型的信号分析模块10的示意图。信号分析模块10用于将接收所述信号采集模块20的信号并将接收到的信号分析和发布分析结果。在本实施方式中，信号分析模块10为计算机，其包括汇总模块11、数据库12、分析模块13、发布模块15及报警模块17。

汇总模块11模块负责将各子节点的信号汇总，以便进行综合分析，并将汇总后的信号存入数据库12。

分析模块13从数据库12中调用汇总后的信号并分析，且将分析后的结果存入数据库12。

发布模块15负责将汇总后的信号和分析结果以网络服务的方式发布，以使用户可以通过网站浏览形式查看信号和分析结果。

报警模块17负责将分析结果与存于数据库12中的警报判定标准比较，符合警报条件时发出警报，通过邮件或短信等形式通知值班人，以便工作人员采取适当措施。

因每个信号采集模块20可以使接收到的模拟信号转换为具有相同时间点的数字信号，从而实现从不同的子节点得到的信号均具有相同的时间点，实现信号的同步采集。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种分布式同步信号采集和分析系统，包括信号分析模块、多个信号采集模块和连接模块，所述连接模块连接所述信号分析模块和所述信号采集模块，其特征在于：每个信号采集模块包括传感器、GPS信号接收器、信号采集硬件、嵌入式重采样硬件、通信模块和存储模块，传感器用于采集模拟信号，所述GPS信号接收器用于接收GPS秒脉冲信号并发送给所述嵌入式信号采集硬件，所述信号采集硬件用于将来自传感器的模拟信号转换为具有不同时间点的数字信号，所述嵌入式重采样硬件将接收到的数字信号进行重采样，以使具有不同时间点的数字信号具有相同的时间点，并存储于所述存储模块，所述通信模块将具有相同时间点的数字信号发送给所述信号分析模块，所述信号分析模块用于分析接收到的数字信号和发布分析结果。

2.根据权利要求1所述的一种分布式同步信号采集和分析系统，其特征在于：GPS信号接收器为GPS信号接收天线，用于接收GPS脉冲信号。

3.根据权利要求1所述的一种分布式同步信号采集和分析系统，其特征在于：所述信号分析模块包括汇总模块、分析模块、发布模块及报警模块，所述汇总模块用于汇总所述信号采集模块的信号。

4.根据权利要求3所述的一种分布式同步信号采集和分析系统，其特征在于：所述信号分析模块还包括数据库，所述汇总模块将汇总后的信号存入数据库。

5.根据权利要求4所述的一种分布式同步信号采集和分析系统，其特征在于：所述分析模块分析汇总后的信号，并将分析后的结果存入数据库。

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