[实用新型]一种基于百兆以太网的数据高速连续实时采集系统

说明书

本实用新型涉及数据采集系统技术领域，特别是一种基于百兆以太网的数据高速连续实时采集系统，包括以太网总线桥模块、微控制器、FPGA控制芯片和AD转换模块；上位机通过以太网总线桥模块与微控制器相连接，所述微控制器与FPGA控制芯片相连接，所述FPGA控制芯片与内含差分运算放大器的ADC模块、存储器相连接。采用上述结构后，本实用新型通过将FPGA与STM32之间通信方式由GPIO模式改为FSMC模式来提高传输速度，使传输速率大于全速全通道的总采样速率从根本上解决存在的问题；考虑到网络连接通断的问题，引入实时监测、断网自动重连机制，进一步提高方案的长时间连续工作的稳定性。

技术领域

本实用新型涉及数据采集系统技术领域，特别是一种基于百兆以太网的数据高速连续实时采集系统。

背景技术

当前社会的发展离不开数字信号处理技术的应用，而数据采集作为数字信号处理必不可少的前期工作在整个数字系统中起到关键性、乃至决定性作用。在采集数据中，传统的RS232总线、RS485总线、CAN总线传输距离远，但传输速度较慢；常用的USB接口传输速度较高，但理论传输距离只有5m和10m。在以往的基于百兆以太网的数据采集系统中，虽可满足长距离传输，但是受传输控制机制、网络连接机制等各种因素的影响，无法实现全速全通道的长时间连续采集。

中国实用新型专利CN202329799U公开了一种分布式的大型同步数据采集与分析系统，包括工作站计算机、千兆以太网网线、千兆以太网集线器、同步电缆、实时数据采集与分析仪；所述的工作站计算机通过千兆以太网集线器和网线连接一台或多台实时数据采集与分析仪，多台实时数据采集与分析仪以分布式并行的方式与工作站计算机实现实时数据传输和通讯；所述的实时数据采集与分析仪通过同步电缆传输同步信息实现整个系统准确的同步采样。

发明内容

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种满足工业上对距离和传输速率的数据采集需求的数据采集系统。

为解决上述的技术问题，本实用新型的一种基于百兆以太网的数据高速连续实时采集系统，包括以太网总线桥模块、微控制器、FPGA控制芯片和AD转换模块；上位机通过以太网总线桥模块与微控制器相连接，所述微控制器与FPGA控制芯片相连接，所述FPGA控制芯片与内含差分运算放大器的ADC模块、存储器相连接。

优选的，所述FPGA控制芯片与缓冲器相连接。

优选的，所述FPGA控制芯片与锁存器相连接。

优选的，所述FPGA控制芯片与4位拨码相连接。

采用上述结构后，本实用新型通过将FPGA与STM32之间通信方式由GPIO模式改为FSMC模式来提高传输速度，使传输速率大于全速全通道的总采样速率从根本上解决存在的问题；考虑到网络连接通断的问题，引入实时监测、断网自动重连机制，进一步提高方案的长时间连续工作的稳定性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型一种基于百兆以太网的数据高速连续实时采集系统的结构示意图。

图2为本实用新型微控制器与网口芯片连接示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型的一种基于百兆以太网的数据高速连续实时采集系统，包括以太网总线桥模块、微控制器、FPGA控制芯片和AD转换模块；上位机通过以太网总线桥模块与微控制器相连接，所述微控制器与FPGA控制芯片相连接，所述FPGA控制芯片与内含差分运算放大器的ADC模块、存储器、4位拨码相连接。用户可将外部模拟信号通过SMB0…SMB15接入ADC模块，也可以将FPGA控制芯片与缓冲器、锁存器相连接，这样可以分别通过缓冲器设置8路DI、锁存器设置8路DO。本实施方式中，FPGA控制芯片采用STM32F439。

本实用新型的工作原理如下：