[发明专利]一种基于星型拓扑架构的高码率数据采集传输系统

摘要

本发明一种基于星型拓扑架构的高码率数据采集传输系统，包括传感器、采编单元、中央处理器；传感器感受被测对象的物理参量，并将其转换成电信号输出至采编单元；采编单元采用一体化设计，完成传感器供电、信号采集和编码，对接收的电信号进行调理，将电信号经输入滤波、放大、采样、A/D转换后送至中央处理器；中央处理器通过控制总线对采编单元进行时序控制，使采编单元按照预定逻辑输出数据，同时将接收的多个采编单元集中处理，按规定格式对数据组帧，将并行信号转换为串行信号输出给调制和发射设备。本发明采用集中控制和同步采集方法，易于维护，实现故障自动隔离，可有效解决多个采编单元同步工作及高码率数据传输的问题。

主权项

一种基于星型拓扑架构的高码率数据采集传输系统，其特征在于：包括M个传感器、N个采编单元以及中央处理器；M、N为正整数且M大于N；每个传感器感应被测对象的物理参量，并将物理参量转换成电信号输出至对应的采编单元；每个采编单元对接收的电信号依次进行滤波、放大、A/D转换后送至中央处理器；中央处理器根据预定逻辑对每个采编单元进行时序控制，使采编单元按照预设逻辑输出数据；同时，中央处理器同时接收N个采编单元输出的数据并集中处理，按预定格式编排在内部数据缓冲区，之后将并行信号转换为串行信号输出给调制和发射设备；所述的采编单元包括隔离采集电路和非隔离采集电路；所述的隔离采集电路包括第一级放大器(231)、第二级放大器(232)、光电耦合器(233)、第三级放大器(234)、多路切换开关(235)、第四级放大器(236)、A/D集成电路(237)、电阻R1‑电阻R7、电容C1‑电容C4；需要隔离采集信号输入端(201)与第一放大器(231)的正向输入端相连，同时待隔离采集信号输入端(201)还通过电容C1接地；第一放大器(231)的负向输入端通过电阻R1与其输出端相连；第一放大器(231)的输出端串联电阻R2、电阻R4后与第二放大器(232)的负向输入端相连；电阻R3的一端与电阻R2和电阻R4的公共端相连，电阻R3的另一端接地；第二放大器(232)的正向输入端接地；第二放大器(232)的负向输入端通过电容C2与其输出端相连，第二放大器(232)的输出端经电阻R5与光电耦合器(233)的输入端相连；光电耦合器(233)输出端的信号端与第三放大器(234)的正向输入端相连，光电耦合器(233)输出端的信号参考电位与第三放大器(234)的负向输入端相连，第三放大器(234)的负向输入端经过电阻R6与电容C3并联组成的电路后与第三放大器(234)的输出端相 连，同时第三放大器(234)的输出端还与多路切换开关(235)的输入端相连；多路切换开关(235)的输出端与第四放大器(236)的正向输入端相连；第四放大器(236)的负向输入端通过电阻R7与其输出端相连；第四放大器(236)的输出端与A/D集成电路(237)的输入端相连，第四放大器(236)的输出端还通过电容C4接地；A/D集成电路(237)的输出端在采编单元内部经过GM8164芯片进行并串转换之后输出；所述的非隔离采集电路包括多路切换开关(331)、放大器(332)、A/D集成电路(333)、电阻R31、电容C31；不需要隔离采集的信号输入端(301)与多路切换开关(331)输入端相连，多路切换开关(331)的输出端与放大器(332)的正向输入端相连；放大器(332)的负向输入端通过电阻R31与其输出端相连；放大器(332)的输出端与A/D集成电路(333)的输入端相连，放大器(332)的输出端还通过电容C31接地；A/D集成电路(333)的输出端在采编单元内部经过GM8164芯片进行并串转换之后输出。