CN203490832U - 基于fpga和光纤通信的数据采集与传输系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于FPGA和光纤通信的数据采集与传输系统，包括FPGA、复位电路、模拟量输入电路、第一信号调理电路、A/D转换电路、电平转换电路、电源电路、开关量输入电路、第二信号调理电路、第一光纤收发模块、第二光纤收发模块和上位机；FPGA内嵌UART，复位电路、电源电路的输出端连接FPGA的输入端，模拟量输入电路经第一信号调理电路、A/D转换电路及电平转换电路连接在FPGA的输入端，开关量输入电路经第二信号调理电路连接在FPGA的输入端，UART的输出端和第一光纤收发模块双向通信，第二光纤收发模块和第一光纤收发模块双向通信，第二光纤收发模块和上位机双向通信。提高了电力系统数据采集的精确度和快速性。
Description
技术领域
本实用新型涉及数据采集与传输领域，具体地，涉及一种基于FPGA和光纤通信的数据采集与传输系统。
背景技术
随着计算机技术、通信技术和电子技术的迅猛发展，电力系统自动化程度也日益提高，但现有的电力系统的数据采集和传输中存在采集精度低，采集速度滞后的缺陷。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，针对电力系统对数据采集实时性高的要求，提出一种基于FPGA和光纤通信的数据采集与传输系统，以实现精确，快速地采集和传输数据的优点。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种基于FPGA和光纤通信的数据采集与传输系统，包括FPGA、复位电路、模拟量输入电路、第一信号调理电路、A/D转换电路、电平转换电路、电源电路、开关量输入电路、第二信号调理电路、第一光纤收发模块、第二光纤收发模块和上位机；所述FPGA内嵌UART，所述复位电路、电源电路的输出端连接FPGA的输入端，所述模拟量输入电路经第一信号调理电路、A/D转换电路及电平转换电路连接在FPGA的输入端，所述开关量输入电路经第二信号调理电路连接在FPGA的输入端，所述UART的输出端和第一光纤收发模块双向通信，所述第二光纤收发模块和第一光纤收发模块双向通信，所述第二光纤收发模块和上位机双向通信。
进一步的，所述A/D转换电路采用ADS7864芯片。
进一步的，所述第二信号调理电路包括光耦、电容C4、电阻R31、电阻R32和3脚接线柱，3脚接线柱的1号管脚连接在+24V直流电源上, 电容C4的一端和3脚接线柱的1号管脚串联，电容C4的另一端接地，3脚接线柱的2号管脚通过电阻R31串联在光耦的正极，光耦的负极和集电极接地，光耦的发射极串联电阻R32。
本实用新型的技术方案具有以下有益效果：
本实用新型的技术方案通过A/D转换电路，FPGA和光纤通信实现电力系统数据采集和传输，即对电压、电流、功率、功率因数和频率等重要的电力参数实现实时检测，并通过高速UART和光纤通信技术进行数据的传输，不仅提高了电力系统数据采集的精确度和快速性。而且使用高速信号在光纤传输中无误码率的优点，大大提高了电力系统的可靠性和安全性。达到了精确，快速地采集和传输数据的目的。而采用高速、低功耗、六通道、并且采样保证无失码的双12位A/D转换器ADS7864，进一步增强了电力系统数据采集的精确度。
附图说明
图1为本实用新型实施例所述的基于FPGA和光纤通信的数据采集与传输系统的原理框图；
图2为本实用新型实施例所述的放大电路的电子电路图；
图3为本实用新型实施例所述的第二信号调理电路的电子电路图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
一种基于FPGA和光纤通信的数据采集与传输系统，包括FPGA、复位电路、模拟量输入电路、第一信号调理电路、A/D转换电路、电平转换电路、电源电路、开关量输入电路、第二信号调理电路、第一光纤收发模块、第二光纤收发模块和上位机； FPGA内嵌UART，所述复位电路、电源电路的输出端连接FPGA的输入端，模拟量输入电路经第一信号调理电路、A/D转换电路及电平转换电路连接在FPGA的输入端，开关量输入电路经第二信号调理电路连接在FPGA的输入端， UART的输出端和第一光纤收发模块双向通信，第二光纤收发模块和第一光纤收发模块双向通信，第二光纤收发模块和上位机双向通信。
第二信号调理电路如图3所示，包括光耦4N25、电容C4、电阻R31、电阻R32和3脚接线柱，3脚接线柱的1号管脚连接在+24V直流电源上, 电容C4一端和3脚接线柱的1号管脚串联，另一端接地，3脚接线柱的2号管脚通过电阻R31串联在光耦4N25的正极，光耦4N25的负极和集电极接地，光耦4N25的发射极串联电阻R32。
其中，A/D转换电路采用ADS7864芯片。模拟量输入电路与第一信号调理电路间，以及开关量输入电路和第二信号调理电路间串联放大电路如图2所示，放大电路：包括运放器A1、电阻R1、电阻R2、电阻R5、电阻R6和运放器A2，电阻R1、电阻R2、电阻R6和电阻R5依次首尾串联，在电阻R1和电阻R2之间的节点上电连接电阻R4，电阻R4的中间节点上电连接电阻R3，电阻R4串联在运放器A1的同相输入端，运放器A1的同相输入端和运放器A2的同相输入端间串联滑动变阻器R7和电阻R8，运放器A1的反相输入端和输出端间串联电阻R9，运放器A2的反相输入端和输出端间串联电阻R10，运放器A1的输出端和运放器A2的输出端间串联电阻R11和电容C。
UARTUART是一种通用串行数据总线，用于异步通信。
最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种基于FPGA和光纤通信的数据采集与传输系统，其特征在于，包括FPGA、复位电路、模拟量输入电路、第一信号调理电路、A/D转换电路、电平转换电路、电源电路、开关量输入电路、第二信号调理电路、第一光纤收发模块、第二光纤收发模块和上位机；所述FPGA内嵌UART，所述复位电路、电源电路的输出端连接FPGA的输入端，所述模拟量输入电路经第一信号调理电路、A/D转换电路及电平转换电路连接在FPGA的输入端，所述开关量输入电路经第二信号调理电路连接在FPGA的输入端，所述UART的输出端和第一光纤收发模块双向通信，所述第二光纤收发模块和第一光纤收发模块双向通信，所述第二光纤收发模块和上位机双向通信。
2.根据权利要求1所述的基于FPGA和光纤通信的数据采集与传输系统，其特征在于，所述A/D转换电路采用ADS7864芯片。
3.根据权利要求1或2所述的基于FPGA和光纤通信的数据采集与传输系统，其特征在于，所述第二信号调理电路包括光耦、电容C4、电阻R31、电阻R32和3脚接线柱，3脚接线柱的1号管脚连接在+24V直流电源上, 电容C4的一端和3脚接线柱的1号管脚串联，电容C4的另一端接地，3脚接线柱的2号管脚通过电阻R31串联在光耦的正极，光耦的负极和集电极接地，光耦的发射极串联电阻R32。
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|---|---|---|---|---|
| CN104950770A (zh) * | 2015-06-24 | 2015-09-30 | 中国船舶重工集团公司第七二六研究所 | 可控的高速多通道信号采集控制电路系统及其控制方法 |
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Cited By (2)
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| CN104950770A (zh) * | 2015-06-24 | 2015-09-30 | 中国船舶重工集团公司第七二六研究所 | 可控的高速多通道信号采集控制电路系统及其控制方法 |
| CN104950770B (zh) * | 2015-06-24 | 2018-07-06 | 中国船舶重工集团公司第七二六研究所 | 可控的高速多通道信号采集控制电路系统及其控制方法 |
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