基于FPGA的網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng).pdf

1、在大型機(jī)械設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障診斷系統(tǒng)中，對(duì)各種狀態(tài)信號(hào)的采集和傳輸，已經(jīng)越來(lái)越成為一個(gè)急需推進(jìn)和提高的技術(shù)問(wèn)題。本文針對(duì)這個(gè)技術(shù)問(wèn)題，對(duì)當(dāng)前各種機(jī)械設(shè)備狀態(tài)信號(hào)的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)傳輸方式做出了深入分析和對(duì)比。根據(jù)機(jī)械振動(dòng)信號(hào)的特殊要求，提出了基于 FPGA的多路轉(zhuǎn)換模擬通道尋址技術(shù)的一種變頻率采樣的方法。同時(shí)針對(duì)機(jī)械振動(dòng)信號(hào)測(cè)點(diǎn)較多、數(shù)據(jù)量較大、實(shí)時(shí)性要求較高的特點(diǎn)，提出了一種基于 DM9000來(lái)實(shí)現(xiàn)的以太網(wǎng)傳輸方式。數(shù)據(jù)采集及可變頻采樣

2、控制、兩級(jí)數(shù)據(jù)緩存、數(shù)據(jù)報(bào)封裝以及數(shù)據(jù)傳輸控制等功能全部都基于一塊FPGA芯片，并通過(guò)硬件描述語(yǔ)言VHDL來(lái)實(shí)現(xiàn)。同時(shí)使用備用協(xié)處理機(jī)緩存系統(tǒng)，保證數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對(duì)重點(diǎn)設(shè)備的不間斷采樣。
　　數(shù)據(jù)采集及可變頻率采樣單元：采用有限狀態(tài)機(jī)實(shí)施對(duì)A/D轉(zhuǎn)換器的控制，提高了響應(yīng)速度和可靠性；在 FPGA內(nèi)部預(yù)制多路轉(zhuǎn)換的通道序列表，通過(guò)對(duì)序列表的可變尋址完成通道的轉(zhuǎn)換，在一定程度上實(shí)現(xiàn)了不同通道不同采樣頻率的變頻率采樣。
　　數(shù)據(jù)緩存

3、單元：在FPGA內(nèi)部實(shí)現(xiàn)雙口RAM（FIFO），用以對(duì)采集數(shù)據(jù)的緩存以及同步，完成嵌入式TCP/IP協(xié)議及以太網(wǎng)協(xié)議的封裝。
　　以太網(wǎng)通信單元：在 FPGA內(nèi)部構(gòu)建了小型控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)指令的逐條執(zhí)行，完成對(duì)以太網(wǎng)通信的控制。
　　備用數(shù)據(jù)緩存單元：在以太網(wǎng)傳輸故障時(shí)，系統(tǒng)切換至協(xié)處理機(jī)的緩存系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)重點(diǎn)設(shè)備的不間斷監(jiān)控。
　　本文提出的機(jī)械振動(dòng)信號(hào)的數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)傳輸方式，簡(jiǎn)化了設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障診斷系統(tǒng)中振動(dòng)