[发明专利]一种微振动传感器信号采集系统

说明书

技术领域

本发明涉及现代电子技术领域，具体涉及一种微振动传感器信号采集系统。

背景技术

随着光纤技术的不断发展，光纤微振动传感器越来越多地应用于周界安防、石油和天然气管道和通信线路监测等系统中。光纤微振动传感器是利用光纤是传感介质的一种分布式光纤传感系统，其中光纤既是传感介质，又是光传输介质。它可以在传感光纤布设长度内，对一定准确度范围内的突发事件进行远程和实时的监测。国内科研单位先后开展了对于光纤微振动传感器的相关研究工作，取得了一定的成果，实现对振动进行定位并报警，但模／数存在误报警的问题。对振动信号进行模式识别是一种降低误报警率的方法。国内各研究单位对光纤传感器的振动模式识别也开展了一些研究，但都是基于PC端的离线处理，满足不了系统实时性和小型化的要求。

发明内容

本发明旨在提出一种满足系统对实时性和小型化的要求，能够实现在线对光纤微振动传感器进行数据采集和实时模式识别算法处理的一种微振动传感器信号采集系统。

本发明的技术方案在于：

一种微振动传感器信号采集系统，由顺次链接的光电转换模块、模／数转换模块、FPGA模块和DSP模块组成。

优选地，所述的光电转换模块采用SPFl200SF-D08型号的PIN-FET探测模块；其工作波长为1000～1650nm，采用正负5V供电。

优选地，所述的模／数转换模块采用ADI公司的AD923512bADC。

更有选地，所述的AD9235有3种不同最大采样频率的型号，分别为20MS／s，40MS／s，60MS／s,本发明采用20MS／s；其采样时钟由FPGA的DCM输出，由专用的差分ADC驱动芯片AD8138将单端信号转换为差分信号作为AD9235的输入。

或者优选地，所述的DSP模块采用TI公司生产的TMS320C6747型号，时钟频率为300MHz，要包括EMIF接口和EDMA3控制器。

更优选地，所述的TMS320C6747有两个EMIF接口，分别为：EMIFA和EMIFB，

或者更优选地，所述的EMIFA接口时钟频率可达100MHz，本系统通过EMIFA接口外接1片16MB的NORFLASHS29GLl28M。

或者更优选地，所述的EMIFB接口时钟频率可达133MHz，本系统通过EMIFB接口外接2片SDRAM芯片IS42S16160B组成64MB的存储器。

本发明的技术效果在于：

本发明基于FPGA和DSP，针对M—Z型光纤微振动传感器设计了一种结构简单、低功耗、实时性能好的信号采集和算法处理的实时系统。本系统能采集传感器信号，准确传输到DSP，并进行算法处理；为光纤微振动传感器的数据采集和处理提供了一个良好的解决方案。该系统基于FPGA和DSP，能适应不同的算法，有利于系统的扩展和改进。

具体实施方式

一种微振动传感器信号采集系统，由顺次链接的光电转换模块、模／数转换模块、FPGA模块和DSP模块组成。

其中，光电转换模块采用SPFl200SF-D08型号的PIN-FET探测模块；其工作波长为1000～1650nm，采用正负5V供电。模／数转换模块采用ADI公司的AD923512bADC。AD9235有3种不同最大采样频率的型号，分别为20MS／s，40MS／s，60MS／s,本发明采用20MS／s；其采样时钟由FPGA的DCM输出，由专用的差分ADC驱动芯片AD8138将单端信号转换为差分信号作为AD9235的输入。DSP模块采用TI公司生产的TMS320C6747型号，时钟频率为300MHz，要包括EMIF接口和EDMA3控制器。TMS320C6747有两个EMIF接口，分别为：EMIFA和EMIFB，EMIFA接口时钟频率可达100MHz，本系统通过EMIFA接口外接1片16MB的NORFLASHS29GLl28M。EMIFB接口时钟频率可达133MHz，本系统通过EMIFB接口外接2片SDRAM芯片IS42S16160B组成64MB的存储器。光纤微振动传感器的输出信号经光电模块从光信号转换为电信号；然后通过模／数转换模块，把模拟信号转化成数字信号；FPGA模块控制模／数转换模块的时钟，把数字信号采集人FPGA内的FIFO缓冲器，FIF0的半满信号线和DSP模块相连，会触发DSP的EDMA事务，把数据从FIFO转移到DSP的存储器SDRAM；并且存储器中的数据长度达到系统设定值时触发DSP的模式识别算法处理函数。