CN207717984U - 一种基于全球卫星导航系统的同步数据采集电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开的是一种基于全球卫星导航系统的同步数据采集电路，包括授时模块、FPGA模块，所述授时模块、FPGA模块间通过串口通信连接，所述FPGA模块分别连接有处理器和若干个ADC数据采集模块，本实用新型结构简单、操作方便，可以保证精确同步采集，可以避免造成各个监测点采集数据时间上误差，可以实时监测。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种同步数据采集电路，更具体一点说，涉及一种基于全球卫星导航系统的同步数据采集电路。
背景技术
全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)能在地球表面或近地空间的任何地点为用户提供全天候的三维坐标和速度以及时间信息的空基无线电导航定位系统，其主要包括：美国的GPS全球定位系统、俄罗斯的GLONASS(格洛纳斯卫星导航系统)、中国的Compass(北斗卫星导航系统)、欧盟的Galileo系统。
全球卫星导航系统在异地数据同步采集中经常应用到，当两地相距较近时，可以利用网络保证两台采集设备同步，但两地相距很远时，若使用网络则具有如下缺点：一是设备使用复杂、繁重，二是不能保证精确同步，因为实际过程中通过网络校准采集设备的时间会存在网络传输延时所导致的误差，这种误差对于有时要求且具有实时性的监测并不适用，例如地震、台风、交通事故等，目前，一般的数据采集技术难以达到监测数据非常准确的时间同步，若未能达到监测数据时间同步，极有可能造成各个监测点采集数据时间上具有误差，由于误差导致监测结果的不准确而带来的后果不可预估。因此，对于远距离异地数据同步采集成为相关领域技术人员亟待解决的技术问题之一。
实用新型内容
为了解决上述现有技术问题，本实用新型提供具有无误差、可精确实现异地数据同步采集等技术特点的一种基于全球卫星导航系统的同步数据采集电路。
为了实现上述目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的：
一种基于全球卫星导航系统的同步数据采集电路，包括授时模块、FPGA模块，所述授时模块、FPGA模块间通过串口通信连接，所述FPGA模块分别连接有处理器和若干个ADC数据采集模块。
作为一种改进，所述授时模块包括U-BLOX公司的NEO/LEA-M8T模块，所述NEO/LEA-M8T模块连接并接收全球导航卫星系统的数据信号。
作为一种改进，所述全球导航卫星系统包括GPS、GLONASS、Compass以及Galileo。
作为一种改进，所述ADC数据采集模块包括AKM公司的24位高速AK5552芯片，所述AK5552芯片设置有双通道A/D转换器，所述双通道A/D转换器连接有采样保持放大器。
作为一种改进，所述AK5552芯片取样频率为8kHz～768kHz，DSD输出高达11.2MHz。
作为一种改进，所述授时模块与FPGA模块串口通信采用标准的RS232接口。
作为一种改进，所述处理器通过逻辑电平控制FPGA模块运行。
有益效果：具有无误差、可精确实现异地数据同步采集；可以避免造成各个监测点采集数据时间上具有误差；可以实时监测；使用简单、实用性强。
附图说明
图1是本实用新型连接示意图。
具体实施方式
以下结合说明书附图，对本实用新型作进一步说明，但本实用新型并不局限于以下实施例。
如图1所示为一种基于全球卫星导航系统的同步数据采集电路的具体实施例，该实施例一种基于全球卫星导航系统的同步数据采集电路，包括授时模块1、FPGA模块2，授时模块1与FPGA模块2间采用标准的RS232接口进行通信连接，FPGA模块2分别连接有处理器4和若干个异地分布的ADC数据采集模块3，处理器4通过逻辑电平控制FPGA模块2运行，授时模块1包括U-BLOX公司的NEO/LEA-M8T模块，NEO/LEA-M8T模块用于连接并接收全球导航卫星系统的数据信号，全球导航卫星系统包括GPS、GLONASS、Compass以及Galileo，ADC数据采集模块3包括AKM公司的24位高速AK5552芯片，该AK5552芯片取样频率为8kHz～768kHz，DSD输出高达11.2MHz，AK5552芯片设置有双通道A/D转换器，双通道A/D转换器连接有采样保持放大器，当模拟信号进行A/D转换时，通过采样保持放大器使得模拟信号保持基本不变以保证转换精度。
同步数据采集电路原理：当NEO/LEA-M8T模块通上电后，NEO/LEA-M8T模块从全球导航卫星系统中接收数据并产生秒脉冲信号作为计时基准信号，通过秒脉冲信号与FPGA模块发出的同步采样时钟信号来同时触发异地分布的ADC数据采集模块3同时采集。
NEO/LEA-M8T模块从全球导航卫星系统中接收数据并产生有两种时间信号：1)秒脉冲(Pulse Per Second，PPS)信号，秒脉冲是一个电平信号，以方波形式输出，周期为1s，高电平持续时间为100us，其脉冲前沿与国际标准时间的同步误差不超过1us；2)时钟脉冲信号，其配置范围为0.25Hz～10MHz，因此，NEO/LEA-M8T模块通过FPGA模块给异地分布的ADC数据采集模块3传输同步触发信号和同步采样时钟信号以实现异地数据同步采集。
同步数据采集电路中以FPGA为核心实现基于全球卫星导航系统的异地数据同步采集，采用VHDL硬件描述语言开发，处理器4通过逻辑电平控制FPGA模块2运行，FPGA模块2精确控制ADC数据采集模块3的转换时钟，最大程度的提高ADC数据采集模块3的采样频率，ADC数据采集模块3首先将模拟信号转为有效编码的数字信号，再接收到由FPGA模块2发出的同步采样时钟信号作为同一时钟源，从而同时触发进行同步采集。
最后，需要注意的是，本实用新型不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种基于全球卫星导航系统的同步数据采集电路，其特征在于：包括授时模块(1)、FPGA模块(2)，所述授时模块(1)、FPGA模块(2)间通过串口通信连接，所述FPGA模块(2)分别连接有处理器(4)和若干个ADC数据采集模块(3)。
2.根据权利要求1所述的一种基于全球卫星导航系统的同步数据采集电路，其特征在于：所述授时模块(1)包括U-BLOX公司的NEO/LEA-M8T模块，所述NEO/LEA-M8T模块连接并接收全球导航卫星系统的数据信号。
3.根据权利要求1所述的一种基于全球卫星导航系统的同步数据采集电路，其特征在于：所述全球导航卫星系统包括GPS、GLONASS、Compass以及Galileo。
4.根据权利要求1所述的一种基于全球卫星导航系统的同步数据采集电路，其特征在于：所述ADC数据采集模块(3)包括AKM公司的24位高速AK5552芯片，所述AK5552芯片设置有双通道A/D转换器，所述双通道A/D转换器连接有采样保持放大器。
5.根据权利要求4所述的一种基于全球卫星导航系统的同步数据采集电路，其特征在于：所述AK5552芯片取样频率为8kHz～768kHz，DSD输出高达11.2MHz。
6.根据权利要求1所述的一种基于全球卫星导航系统的同步数据采集电路，其特征在于：所述授时模块(1)与FPGA模块(2)串口通信采用标准的RS232接口。
7.根据权利要求1所述的一种基于全球卫星导航系统的同步数据采集电路，其特征在于：所述处理器(4)通过逻辑电平控制FPGA模块(2)运行。
Priority Applications (1)
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| CN201820175238.1U CN207717984U (zh) | 2018-02-01 | 2018-02-01 | 一种基于全球卫星导航系统的同步数据采集电路 |
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109884877A (zh) * | 2019-01-15 | 2019-06-14 | 华南理工大学 | 一种高精度的gps同步授时系统及方法 |
| CN110133997A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-08-16 | 长沙理工大学 | 一种检测卫星时钟异常的方法 |
| CN112187262A (zh) * | 2020-06-16 | 2021-01-05 | 中国人民解放军战略支援部队航天工程大学 | 一种dbbc的同步采集时延控制方法 |
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2018
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