[发明专利]基于FPGA的FSK数据监控设备

说明书

本发明涉及FSK的数据监控技术领域，尤其是基于FPGA的FSK数据监控设备；它包括若干个采集模块、控制光耦隔离模块、控制磁耦隔离模块以及主控芯片，其中采集模块通过控制光耦隔离模块、控制磁耦隔离模块连接主控芯片的串口控制端，主控芯片还连接以太网、LCD、按键以及USB端口和TF端口，光耦以光信号为媒介来实现电信号的耦合与传递，输入与输出在电气上完全隔离，具有抗干扰性能强的特点。

技术领域

本发明涉及FSK的数据监控技术领域，尤其是基于FPGA的FSK数据监控设备。

背景技术

FSK(Frequency-shift keying)是信息传输中使用得较早的一种调制方式。在地铁等交通系统的数据传输中得到了广泛的应用。现有监控设备通常直接读取传输中的数据内容进行分析，从而分辨FSK数据传输是否正常。其缺点是：1，需要对传输中的数据进行调制和解调，效率低；2，由于对原传输网络或者线路进行了搭接，监控设备的电流波动很可能会实时干扰 FSK数据传输。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种FSK数据监控设备。

本发明的技术方案为：

基于FPGA的FSK数据监控设备，其特征在于：它包括若干个采集模块、控制光耦隔离模块、控制磁耦隔离模块以及主控芯片，其中采集模块通过控制光耦隔离模块、控制磁耦隔离模块连接主控芯片的串口控制端，主控芯片还连接以太网、LCD、按键以及USB端口和TF端口，光耦以光信号为媒介来实现电信号的耦合与传递，输入与输出在电气上完全隔离，具有抗干扰性能强的特点。

进一步地，所述基于FPGA的FSK数据监控设备还包括交流220伏特转换成直流5伏特的转换器，它用于主控芯片的供电，交流220伏特转换成直流12伏特的转换器，它用于采集模块的供电。

进一步地，主控芯片包括接受信号的信号前级处理模块、模数转换器、数据分析和处理模块以及MCU芯片；

其中数据分析和处理模块包括增益控制模块、可变分频模块、波形数据存储控制模块、波形显示控制模块、测频模块、键盘扫描模块、显示驱动模块；

所述主控芯片的模拟示波流程为：

采集模块采集FSK设备的模拟信号(即通过接入CTF分线盘来检测通信线路的电压和频率)，模拟信号导入信号前级处理模块，通过模数转换器将模拟信号转换成计算机可识别的数字信号，并将数字信号导入波形数据存储控制模块，波形数据存储控制模块将计算后的数据通过RAMA或者RAMB导入波形显示控制模块，而后通过行扫描和列扫描在模拟示波器复原波形数据；

信号前级处理模块还将模拟信号分两路导入测频模块，模拟信号可以利用显示驱动进行128*64点阵显示，决策者通过键盘连接键盘扫描模块，键盘扫描模块控制MCU芯片进而利用增益控制模块和可变分频模块控制波形数据存储控制模块。

进一步地，所述模数转换器采用AD9220。

本发明的有益效果为：通过虚拟示波器检测机制，即通过接入CTF分线盘来检测通信线路的电压和频率，利用ADC+MCU+FPGA计算复原连续的波形图，通过电压峰值和频率来评估信号质量为保证控制信号的安全，避免检测设备故障影响信号设备的正常，信号先经电压互感器PT隔离。通过滤波器对机车信号进行滤波，然后检测FSK信号，通过DSP单片机装置进行处理。虚拟示波器是利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。

附图说明

图1为本发明的原理示意图；

图2为主控芯片的控制和处理原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：