本發(fā)明屬于以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集、傳輸技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及一種多路采編傳輸系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在傳統(tǒng)的傳感器標(biāo)定實(shí)驗(yàn)中，大量的數(shù)據(jù)需要采集、傳輸、處理與存儲，經(jīng)常采用RS232串行通訊來交換數(shù)據(jù)和信息的模式，不僅速度較慢，而且硬件連接模式單一。隨著工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備的快速發(fā)展，對數(shù)據(jù)采集可靠性和實(shí)時(shí)性以及控制精度的要求也不斷提高，如何提高數(shù)據(jù)采集及傳輸?shù)男阅埽蔀檠芯康臒狳c(diǎn)。相對于受到傳輸距離和速度限制的RS232、RS485等傳輸方式，以太網(wǎng)具有兼容性好、通信速率高、傳輸距離遠(yuǎn)、易于與上位機(jī)交互等優(yōu)勢。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明就是針對上述問題，彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種多路采編傳輸系統(tǒng)；本發(fā)明可以完成高精度、高可靠性的采集；簡化了數(shù)據(jù)采集過程，提高了標(biāo)定測試采集效率，滿足遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)和工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用等要求。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。

本發(fā)明一種多路采編傳輸系統(tǒng)，包括連接器、運(yùn)放跟隨器、模擬開關(guān)、AD轉(zhuǎn)換器、FPGA模塊、以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸模塊、隔離變壓器和RJ45；其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)是：所述連接器為傳感器，連接器與運(yùn)放跟隨器相連，所述運(yùn)放跟隨器與模擬開關(guān)相連，通過運(yùn)放跟隨和分壓跟隨與AD轉(zhuǎn)換器相連；所述連接器的信號輸出與FPGA模塊相連，所述AD轉(zhuǎn)換器的信號輸出端與FPGA模塊相連；所述FPGA模塊通過總線接口與以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸模塊相互連接，所述以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸模塊集成有TCP/IP內(nèi)核、微控制器、以太網(wǎng)物理層，所述以太網(wǎng)物理層與隔離變壓器相互連接通信，所述隔離變壓器與RJ45相互連接。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述運(yùn)放跟隨器為20路運(yùn)放跟隨器，所述模擬開關(guān)個(gè)數(shù)為20個(gè)，所述20路運(yùn)放跟隨器與20個(gè)模擬開關(guān)對應(yīng)連接。

作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸模塊采用W5300芯片。

作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述AD轉(zhuǎn)換器采用AD7667芯片作為主控芯片。

本發(fā)明的有益效果是。

1、本發(fā)明一種多路采編傳輸系統(tǒng)，采用FPGA為核心完成模擬開關(guān)切換、模數(shù)轉(zhuǎn)換以及數(shù)據(jù)編幀與傳輸，采用AD轉(zhuǎn)換器AD7667作為高速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化芯片；基于W5300的以太網(wǎng)傳輸模塊，可方便地將數(shù)據(jù)引入以太網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)軟件的接收與分析；從而簡化了外圍接13電路設(shè)計(jì)，減少了軟件編程的工作量，提高了系統(tǒng)的可靠性。W5300具有成本低、使用方便、穩(wěn)定可靠、傳輸速度快等優(yōu)點(diǎn)，內(nèi)部集成了10/100 M以太網(wǎng)控制器，TEP/IP協(xié)議，能簡化硬件設(shè)計(jì)，同時(shí)避免采用軟件來實(shí)現(xiàn)繁瑣的以太網(wǎng)協(xié)議。FPGA器件的選擇，使得系統(tǒng)具有良好的通用性和擴(kuò)展性。便捷的以太網(wǎng)接入方式，固定幀格式數(shù)據(jù)傳輸方式，實(shí)現(xiàn)了以太網(wǎng)通信的高效和穩(wěn)定。試驗(yàn)中可達(dá)到10k的多通道同步采樣率，10Mb/s的數(shù)據(jù)傳輸速率，具有較高的數(shù)據(jù)采集傳輸性能。對于傳感器批量測試標(biāo)定系統(tǒng)的制造有著很高的實(shí)用價(jià)值。

2、本發(fā)明以FPGA為主控單元，通過對20個(gè)通道模擬開關(guān)進(jìn)行選通，電壓信號經(jīng)過AD7667轉(zhuǎn)換，經(jīng)由基于W5300的以太網(wǎng)傳輸模塊，將采集的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)線傳輸給計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)多通道同步并行采樣與存儲；本發(fā)明可以完成對標(biāo)定的20個(gè)壓阻式傳感器信號進(jìn)行高精度、高可靠性的采集，簡化了數(shù)據(jù)采集過程，提高了標(biāo)定測試采集效率，滿足遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)和工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用等要求。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種多路采編傳輸系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框圖。

圖2是本發(fā)明一種多路采編傳輸系統(tǒng)的AD轉(zhuǎn)換電路連接圖。

圖3是本發(fā)明一種多路采編傳輸系統(tǒng)的以太網(wǎng)接口電路連接圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，為本發(fā)明一種多路采編傳輸系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框圖。圖中，包括連接器、運(yùn)放跟隨器、模擬開關(guān)、AD轉(zhuǎn)換器、FPGA模塊、以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸模塊、隔離變壓器和RJ45；其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)是：所述連接器為傳感器，連接器與運(yùn)放跟隨器相連，所述運(yùn)放跟隨器與模擬開關(guān)相連，通過運(yùn)放跟隨和分壓跟隨與AD轉(zhuǎn)換器相連；所述連接器的信號輸出與FPGA模塊相連，所述AD轉(zhuǎn)換器的信號輸出端與FPGA模塊相連；所述FPGA模塊通過總線接口與以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸模塊相互連接，所述以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸模塊集成有TCP/IP內(nèi)核、微控制器、以太網(wǎng)物理層，所述以太網(wǎng)物理層與隔離變壓器相互連接通信，所述隔離變壓器與RJ45相互連接。

所述運(yùn)放跟隨器為20路運(yùn)放跟隨器，所述模擬開關(guān)個(gè)數(shù)為20個(gè)，所述20路運(yùn)放跟隨器與20個(gè)模擬開關(guān)對應(yīng)連接。

所述以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸模塊采用W5300芯片；所述W5300內(nèi)部集成了TCP/IP內(nèi)核、微控制器、以太網(wǎng)物理層，使其具有更優(yōu)良的性能，可以進(jìn)行高速數(shù)據(jù)通信。

所述AD轉(zhuǎn)換器采用AD7667芯片作為主控芯片；所述AD7667包含一個(gè)高速16位采樣ADC，一個(gè)內(nèi)部轉(zhuǎn)換時(shí)鐘，內(nèi)部參考，糾錯(cuò)電路，以及串行和并行系統(tǒng)接口端El。同時(shí)AD7667提供了一個(gè)片上采樣，保持，逐次逼近的ADC，從而不會(huì)出現(xiàn)任何流水線延遲，非常適合多復(fù)用通道。

如圖2所示，為本發(fā)明一種多路采編傳輸系統(tǒng)的AD轉(zhuǎn)換電路連接圖。從圖中可看出，圖中的C18和R30構(gòu)成一階低通濾波器，主要作用：保證運(yùn)放穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)ADC的容性輸入負(fù)載，R30將跟隨器與開關(guān)電容C18隔離，輸入端與接地之間的電容提供或吸收開關(guān)電容充電所需的電荷；R30減少了C18引起的相移，將運(yùn)放和負(fù)載電容隔離開來；限制運(yùn)放的噪聲帶寬，減少信號帶內(nèi)的噪聲。其中，所述AD轉(zhuǎn)換芯片的42引腳AGND與2引腳AVDD兩端并接有電容C17、C19、C23、C25；所述AD轉(zhuǎn)換芯片的17引腳OGND和18引腳OVDD兩端并接有電容C26、C27。

本發(fā)明所述以太網(wǎng)傳輸模塊用來將AD轉(zhuǎn)換的數(shù)字量上傳至上位機(jī)，接口電路參見圖3所示；并行諧振晶體，提供給內(nèi)部振蕩器25MHz的時(shí)鐘信號，用于W5300內(nèi)核的工作時(shí)鐘，TXOP(ON)、RXIP(IN)的介質(zhì)接口RJ45的網(wǎng)口連接，形成以太網(wǎng)傳輸接收數(shù)據(jù)的模塊；電阻R31、R32、R247、R248以及電容C29、C153能夠阻抗匹配。兩個(gè)獨(dú)立分開的PRO作為PHY與RJ45之間的隔離變壓器，能夠進(jìn)行波形的修復(fù)、增強(qiáng)信號，使得計(jì)算機(jī)可以與實(shí)驗(yàn)設(shè)備之間的傳輸距離更遠(yuǎn)，芯片與外部隔離，抗干擾能力增強(qiáng)。

可以理解的是，以上關(guān)于本發(fā)明的具體描述，僅用于說明本發(fā)明而并非受限于本發(fā)明實(shí)施例所描述的技術(shù)方案，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對本發(fā)明進(jìn)行修改或等同替換，以達(dá)到相同的技術(shù)效果；只要滿足使用需要，都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。