[实用新型]一种分布式多通道振动同步数据采集装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种分布式多通道振动同步数据采集装置，属于土木工程领域，应用于结构安全健康监测行业。

背景技术

目前对于测量大型桥梁的动载试验，需要用到多通道振动同步数据采集系统，在通道数量大于单台设备的通道数量时，就需要考虑采用多台设备级联的方式实现，但当前技术虽然实现了单台设备通道间的同步，但很难实现每台设备间的同步，从而会产生相位差，对最终的数据分析和桥梁特性评估产生误差。

发明内容

为了克服上述缺陷，本实用新型目的在于提供一种分布式多通道振动同步数据采集装置，属于土木工程领域，应用于结构安全健康监测行业。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种分布式多通道振动同步数据采集装置，它包括输入接口、放大器、低通滤波器、模数转换器、乒乓缓存、FPGA控制器、同步时钟接口、处理器、系统复位模块、电源管理模块、RTC实时时钟、EEPROM、千兆以太网、Flash存储器、SDcard、SRAM；

输入接口与放大器相连接，放大器与低通滤波器相连接，低通滤波器与模数转换器相连接；

模数转换器与FPGA控制器相连接，FPGA控制器有同步时钟接口；

FPGA控制器与处理器连接；处理器分别与RTC实时时钟、EEPROM、千兆以太网、Flash存储器、SDcard、SRAM相连接；

乒乓缓存与FPGA控制器相连接；

系统复位模块与FPGA控制器、处理器相连接。

处理器为Cortex-A8处理器。

处理器将同步时钟的工作频率配置给FPGA控制器，FPGA控制器产生同步时钟信号通过同步时钟接口将同步时钟发送给从机。

PGA控制器通过Cortex-A8处理器配置产生同步时钟；

FPGA控制器通过同步时钟接口将同步时钟信号发送给从机；

信号通过模数转换器变成数字信号后，由FPGA控制器将数据存入乒乓缓存；

从机通过同步时钟接口接收同步时钟，使其工作在同步时钟的频率下，并且通过自己的同步时钟接口将同步时钟发送给下一级设备；

处理器通过EEPROM读取配置信息并配置给FPGA控制器。

本实用新型实现原理：本系统实现多台设备见同步采集的原理是通过配置多台设备其中一台为主机，其他设备为从机，并且主设备通过发送同步时钟到从机实现多台设备的同步采集。其中，同步时钟可通过RJ45的网络双绞线或者光纤进行远距离传输。同步时钟的作用就是使同一网络的所有设备工作在同一个时钟节拍下，实现零相位差。多台设备的数据通过现场路由器汇总并发送给现场PC机进行人机交互操作。

采集仪内部采用FPGA作为逻辑控制器，用于控制模数转换采样以及提供采样时钟，并且控制乒乓缓存，保证数据的连续性。电源管理模块用于分配数字、模拟电源，保证系统电源稳定运行互不干扰。系统微控制器使用Cortex-A8内核的处理器，用于实现数据的本地存储、通信、时钟、初始化等功能。

本实用新型的有益效果：

本实用新型专利解决了传统数据采集系统在多台设备进行数据采集时的无法真正同步的问题，对于结构物的测量保证了可靠的数据同步性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意框图；

图2为本实用新型多台设备连接方式示意图；

图2中：21-人机交互界面；22-路由器；23主设备；（24、25、26）-从设备；27-同步时钟输入端；28同步时钟输出端；

图3为本实用新型多实际现场连接方式示意图。

图3中：31-PC机；32-路由器Ⅱ；33-主设备Ⅱ；（34、35）-光纤转换器；36-从设备Ⅱ。

具体实施方式

下面结合附图1、2、3对本实用新型进行详细描述：

一种分布式多通道振动同步数据采集装置，它包括输入接口1、放大器2、低通滤波器3、模数转换器4、乒乓缓存5、FPGA控制器6、同步时钟接口7、处理器8、系统复位模块9、电源管理模块10、RTC实时时钟11、EEPROM12、千兆以太网13、Flash存储器14、SDcard15、SRAM16；

输入接口1与放大器2相连接，放大器2与低通滤波器3相连接，低通滤波器3与模数转换器4相连接；

模数转换器4与FPGA控制器6相连接，FPGA控制器6有同步时钟接口7；