CN205450655U - 车用三轴加速度实时数据采集装置 - Google Patents

Abstract

车用三轴加速度实时数据采集装置，包括：对加速度计和音频模块进行采样的核心处理器、用于存储数据的存储器、采集车辆加速度值的加速度计、采集车辆音频的音频模块、为本装置提供电源的DC电源及PC机；所述的存储器、加速度计、音频模块、DC电源和PC机均与核心处理器相连。本装置可采集±16G和±200G范围的加速度值及音频，且两片加速度计同步工作，最长存储时间可达4h。

Description

车用三轴加速度实时数据采集装置

技术领域

本实用新型属于数据采集技术领域，具体说是一种车用三轴加速度实时数据采集装置。

背景技术

随着经济的发展，汽车已经成为人们日常生活中必不可少的交通工具之一，但是汽车的安全性一直是一个恒久不变的话题。汽车碰撞、复杂路况行驶、急加速、急减速试验等一系列以台车或实车试验测量成为主要的测试试验项目。为了给试验提供可靠、稳定的数据，就需要车用数据采集器。

近几年，世界各车载仪器公司已有的采集系统，包括多通道A/D模数转换、存储功能在内，将测试系统的整机结构进行改进、升级，使得外形尺寸及重量减小了不少。但是现有技术由于各个厂商对技术封闭，使得各设备功能比较单一，例如量程单一、存储时间短、采样率无法实时调整。导致在实车试验时需要在车内安装数个数据采集设备，而且现有设备安装复杂，每套设备需要不同的通信方式上传数据，并且无法做到多设备间采集时刻完全一致，给后续数据分析带来诸多不便。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述问题，本实用新型提供了一种车用三轴加速度实时数据采集装置，可采集±16G和±200G范围的加速度值及音频，且两片加速度计同步工作，最长存储时间可达4h。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是，车用三轴加速度实时数据采集装置，包括：对加速度计和音频模块进行采样的核心处理器、用于存储数据的存储器、采集车辆加速度值的加速度计、采集车辆音频的音频模块、为本装置提供电源的DC电源及PC机；所述的存储器、加速度计、音频模块、DC电源和PC机均与核心处理器相连。

进一步的，所述的DC电源，包括：DC/DC电源转换芯片和DC/DC芯片。

进一步的，所述的音频模块型号是LM386。

进一步的，核心处理器采用FPGA+ARM架构。

进一步的，其中FPGA使用EP4C115芯片。

进一步的，ARM使用STM32F407芯片。

更进一步的，所述的加速度计，包括：±16G三轴加速度计和±200G三轴加速度计。

更进一步的，所述的存储器选用多片大容量Flash，通过并行传输总线连接至FPGA。

作为更进一步的，核心处理器采用FPGA+DSP架构。

作为更进一步的，PC端连接摄像头，实时采集被测车辆行驶测试时的路况信息。

本实用新型由于采用以上技术方案，能够取得如下的技术效果：本装置内有多个采集模块，并且具有可调的采样率及采样时间，同时设备内各个采集模块可以做到统一采样时间点，保证数据的一致性。而且可以通过两种触发方式使多个设备同时触发，即设备间的采集时间点保持一致，也给予后期数据处理提供极大的方便。

本实用新型可采集±16G和±200G范围的加速度值及音频，且两片加速度计同步工作，最长存储时间可达4h(采样率不低于10K)。本设备可使用电平同步触发及软件同步触发，并可以保证多个外设间同步采样及存储。

附图说明

本实用新型共有附图1幅：

图1为本实用新型的结构框图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的具体说明。

实施例1

车用三轴加速度实时数据采集装置，包括：对加速度计和音频模块进行采样的核心处理器、用于存储数据的存储器、采集车辆加速度值的加速度计、采集车辆音频的音频模块、为本装置提供电源的DC电源及PC机；所述的存储器、加速度计、音频模块、DC电源和PC机均与核心处理器相连。

所述的DC电源，包括：DC/DC电源转换芯片，输入范围4.75V～18V，输出电流为2A；输出电压为5V，供给AD芯片。另一片DC/DC芯片输入电压5V，输出电流1.25A，供给核心处理器。以上两片电源芯片能满足本装置的供电需求。核心处理器采用FPGA+ARM架构；其中FPGA使用EP4C115芯片，ARM使用STM32F407芯片。FPGA通过16位，8通道的AD7606芯片对±16G三轴加速度计、±200G三轴加速度计及音频模块进行采样，并且其采样率和采样时间可由上位机进行多种配置组合。由于FPGA的并行特性，所以可同时对两片加速度计和音频进行采样，并且同步误差在ns级。另外FPGA对数据的存储中使用了预缓存技术，所以可存储一段时间采样触发前的数据，这也为后期数据分析上提供了方便。ARM负责接收电平同步触发信号及软件同步触发信号，待收到信号后通知FPGA进行相关采样工作。另外ARM负责与上位机进行通信，可通过RS-232或者CAN总线配合数据采集软件上传采集数据至PC。所述的存储器选用多片大容量Flash，最多可存储10GB数据，通过并行传输总线连接至FPGA，实现数据存储。

本新型实用专利可使用两种触发方式：一、外部电平同步触发，即通过指定端口给设备一个上升沿触发电平，设备检测正确后开始采集；二、通过上位机进行触发，即PC通过RS-232或者CAN总线发送开始采集命令，设备接收正确后开始采集。无论是用外电平触发还是上位机触发，都可以使多个设备同时触发、采集，这样设备间也可以保持相同的采集时间点，保持数据的一致性。

核心处理器可以使用FPGA+DSP架构替代；核心处理器还可以扩展多片采集外设，例如不同量程的加速度计、陀螺仪；并且PC端可以连接摄像头，实时采集被测车辆行驶测试时的路况信息。

本实用新型中当本装置接收到电平触发信号或者上位机下发的开始采集指令时，ARM通过总线通知FPGA按照设定好的采样率和采样时间开始进行采样，并实时将数据存入Flash中。采集完成后通过ARM发送采集完成信号至PC端的上位机，且上位机可在线实时读取Flsah中的数据，并分析、提取出有效数据。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，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披露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.车用三轴加速度实时数据采集装置，其特征在于，包括：对加速度计和音频模块进行采样的核心处理器、用于存储数据的存储器、采集车辆加速度值的加速度计、采集车辆音频的音频模块、为本装置提供电源的DC电源及PC机；所述的存储器、加速度计、音频模块、DC电源和PC机均与核心处理器相连。

2.根据权利要求1所述的车用三轴加速度实时数据采集装置，其特征在于，所述的DC电源，包括：DC/DC电源转换芯片和DC/DC芯片。

3.根据权利要求2所述的车用三轴加速度实时数据采集装置，其特征在于，所述的音频模块型号是LM386。

4.根据权利要求1所述的车用三轴加速度实时数据采集装置，其特征在于，核心处理器采用FPGA+ARM架构。

5.根据权利要求4所述的车用三轴加速度实时数据采集装置，其特征在于，其中FPGA使用EP4C115芯片。

6.根据权利要求4或5所述的车用三轴加速度实时数据采集装置，其特征在于，ARM使用STM32F407芯片。

7.根据权利要求1所述的车用三轴加速度实时数据采集装置，其特征在于，所述的加速度计，包括：±16G三轴加速度计和±200G三轴加速度计。

8.根据权利要求7所述的车用三轴加速度实时数据采集装置，其特征在于，所述的存储器选用多片大容量Flash，通过并行传输总线连接至FPGA。

9.根据权利要求1所述的车用三轴加速度实时数据采集装置，其特征在于，核心处理器采用FPGA+DSP架构。

10.根据权利要求1所述的车用三轴加速度实时数据采集装置，其特征在于，PC端连接摄像头，实时采集被测车辆行驶测试时的路况信息。